往复式压缩机填料密封国产化改造

王健

（延长石油延安石油化工厂，陕西延安727406）

往复式压缩机填料密封国产化改造

王健

（延长石油延安石油化工厂，陕西延安727406）

往复式压缩机填料密封装置工作原理，对压缩机填料进行国产化改造过程中出现的问题进行分析、处理，国产化改造的完成，填料密封备件的订货及其采购周期缩短，维修费用降低。

往复式压缩机；填料密封；国产化；泄漏处理

0 前言

7台往复式压缩机，其中单级压缩2台、两级压缩5台，用于对装置生产所需氢气进行增压、循环，是生产装置的关键设备。压缩机填料密封均采用贺尔碧格生产的进口填料密封环，由于进口填料密封环采购、生产周期长，价格昂贵，影响设备的平稳长周期运行，决定对往复式压缩机填料密封装置进行国产化改造。

1 填料密封装置的结构及工作原理

（1）基本结构。往复式压缩机填料密封装置的作用是密封气缸内气体，防止其沿活塞杆方向向外泄漏，是压缩机中最重要的部件之一，也是压缩机最主要的外泄漏途径之一。填料密封装置通常由几种填料环组成，分别由多组填料环共同组合成一整套填料密封环，放置于填料函内（图1），成为一套填料密封装置，并根据需要设置润滑、冷却、保护气和漏气排放。

（2）工作原理。填料密封装置的主要部件为填料环，填料环的工作原理是气体从轴向间隙和径向间隙进入填料盒的杯槽内，气体压力使填料环分别与活塞杆表面及杯槽端面形成密封。当气体压力不存在时，弹簧力作用在填料环上，将环瓣围绕着活塞杆组合在一起。填料环组在杯槽中可以自由浮动，用来补偿活塞杆的径向跳动。密封环之间用销/孔结构固定相对位置，切向环的切口间隙被径向环覆盖，封闭泄漏路径（图2）。

填料环一般分为节流环、主密封环（径向环、切向环、阻流环），漏气回收环（切向环），它们由高压侧至低压侧排列，分别由一组或几组共同组合成一整套填料密封环（图3）。其中节流环用于高压高转速工况，主要起到节流减压作用，使后面各道密封环承受的气体压力减小，同时在吸气过程中阻止气体从填料函快速膨胀流回气缸。主密封环中径向环及切向环起密封作用，阻流环用于高温高压的场合，防止非金属密封环产生蠕变。漏气回收环主要在静态下防止缸内气体外漏。

2 填料国产化过程中出现的问题及解决方法

由于进口填料采购价格昂贵，采购周期长等因素，决定对填料进行国产化改造。经过生产厂家多次对压缩机进口填料密封进行测绘，统一进行招标采购，技术部门严把技术关，最终决定了国产化填料的生产厂家为温州昌隆有限公司，在检修中对其中的重整氢气增压机更换国产化填料密封进行试运行。

2.1 问题及原因分析

氢气增压机为4列2级对动平衡型，各列气缸水平布置并分布在曲轴两侧，入口压力0.55 MPa，排气压力2.3 MPa。在国产化填料的试运行过程中，机组出现了填料密封泄漏，导致气缸内氢气少量沿漏气回收管线漏至气体回收罐，对机组的安全运行造成了隐患。生产厂家会同车间技术人员在现场对填料泄漏原因进行排查分析。

图1 填料密封装置

图2 密封环原理图

图3 填料环结构

（1）填料设计缺陷及材料问题。由于同型号机组进口填料密封使用正常，经与生产厂家沟通确认，生产的国产化填料严格按照进口填料的测绘尺寸、使用材料进行制造，排除了这方面原因。

（2）填料冷却水堵塞会使填料密封温度过高，导致密封失效。经检查冷却水流道畅通，冷却效果良好

（3）检查填料密封与活塞杆间隙，填料环与填料函间隙，活塞杆跳动是否正常。填料密封装置各个部位的安装间隙不合适工艺要求是造成填料泄漏的主要原因。经过对机组各装配参数的仔细检查，发现填料环径向间隙较小，是填料泄漏的原因之一。

（4）安装方法。检查填料密封各部件的安装是否正确。由于没有详细的进口填料装配图，通过咨询厂家并对比同型号填料，对泄漏填料进行拆解检查，发现填料主密封环安装顺序出现错误，是填料密封泄漏的主要原因之一。

2.2 解决措施

检修单位对泄漏的填料密封装置进行重新拆解，打磨，按正确的方式进行安装，并保证各部位间隙在工艺要求范围内。安装完成后，机组试运行正常，填料无泄漏。

3 国产化效果

国产化填料密封装置在部分机组运行一个检修周期（约8000 h）后，无泄漏情况发生，往复压缩机进口填料的国产化改造取得了成功。国产化改造的效果是：①缩短了填料密封备件的订货及其采购周期。填料国产化后，压缩机填料备件的采购周期由原来的8～10个月缩短为5个月左右，备件的及时采购有力的保障了设备的平稳运行。②节省了大量资金。进口填料密封每套约5.5万元，国产后填料密封每套约3万元，每台往复压缩机一次检修更换4套填料密封，每台机组每次检修节省费用约10万元。

［1］莫才颂，吴海智.加氢裂化装置往复压缩机填料密封故障分析与改造[J].润滑与密封，2012，37（5）：99-102.

［2］刘尚明.超高压往复式压缩机填料密封的失效及其对策[J].化工装备技术，2016（1）.

［3］荣秀龙，乔光辉，赖朝喜.加氢裂化新氢机填料密封泄漏的故障分析及改进措施[J].压缩机技术，2013（5）：63-65.

〔编辑 李波〕

TH457

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.01.43