关于新建装置往复式循环氢压缩机填料泄漏的原因分析

褚睿晗

摘 要：为了保证新建装置往复式循环氢压缩机工作效率，相关人员加强填料泄漏原因分析力度势在必行，只有探清导致新建装置往复式循环氢压缩机填料泄漏的具体原因，才能制定有效的优化措施进行优化与解决，才能确保新建装置往复式循环氢压缩机工作的实效性，为我国现代化社会持续稳定发展做铺垫。

关键词：新建装置 往复式 循环氢压缩机 填料泄漏

引 言

在石化公司中，制氢装置是非常重要的。某炼油厂有制氢装置两台，型号为DW-3/（20-36.4）-X，该循环氢压缩机属于二列一级无油润滑，工作的介质是循环氢，该装置的进口压力是2.20帕，出口压力是3.74帕，额定流量是3480Nm3·h-1，额定功率是80.4千瓦。此新建装置往复式循环氢压缩机通过压力填料密封，主要是填料装在气缸轴侧，为了避免气缸内的气体发生泄漏，由活塞杆从中穿过。本文针对此设备的填料泄漏的原因进行深入分析，并提出相应的改进措施。

1.压力填料的构成

DW-3/（20-36.4）-X循环氢压缩机的压力填料由以下几个部分组成：节流套、填料盒、压盖。填料部件的高壓侧是节流套，内部装有节流环。填料部件的低压侧是压盖，和气缸作的填料腔进行连接，对每一组填料盒进行压紧[1]。在每个填料盒内都装有一组填料，每组填料中都有一组切向密封环、径向密封环、阻流环。切向密封环、径向密封环是填料中主要的密封零件，其密封面主要是内孔和两侧断面，内孔和活塞杆之间进行紧密接触，在发生磨损以后，受到弹簧力与气体力的影响，可以自行进行补偿。节流环在压缩机运行过程中主要起到节流的作用，一般情况下，节流环和活塞杆之间并不是处于紧密接触状态，主要是对内孔和两侧断面进行密封，把填料装进第一组。因为无油润滑的切向换和径向环一般都是由工程塑料制作的，工程塑料容易受到高温高压的影响，产生变形，阻流环主要是为了防止切向换和径向环的变形。因此，工程商把此种变形成为冷流，因此叫做阻流环。

2.密封原理

DW-3/（20-36.4）-X循环氢压缩机在运行时，当气缸内的高压气体经过活塞杆外圆的间隙泄漏出来时，需要经过节流环，节流环的两侧平面都是被研磨过的，内圆中有较多的迷宫槽，节流套和外圆之间具有一定的浮动空间，节流环受到气体压力的影响，向下一组填料盒紧靠，从而避免气流流入到下一组填料中。在活塞杆和节流环之间的配合面上，由于节流环上具有较多的迷宫槽，气流在经过节流环时，会发生第一个压降。气体在经过节流套以后，会经过较多的填料盒，因此，气体经过一组填料时就会发生一个压差，一直使气压接近常压，从而使气体被密封[2]。

填料密封属于动密封，在压缩机运行过程中，随着运行时间变长，填料环会发生磨损，以至于不能完全实现密封。在对具有危险性气体和贵重气体进行压缩时，为了可以有效防治工作介质出现大量外漏，提升机组的安全性，在填料低压侧可以设置一个漏气收集口和缓冲气体注入口。而针对DW-3/（20-36.4）-X循环氢压缩机主要是制氢装置，这样，部分缓冲气体会漏向漏气收集口，部分气体会漏向本体隔离室并高点排空。

3.泄漏原因

为了查找出填料泄漏的原因，首先需要拆卸和检查循环氢压缩机填料，然后针对实际情况进行具体分析[3]。首先需要对填料密封环的尺寸和外形进行复测和确认，确认其是否出现变形的情况，径向密封环的高度在13.95-14.00毫米，轴向的厚度为15.24毫米。填料盒密封环的杯槽深度为15.52毫米，填料的轴向间隙为0.40-0.51毫米，在设计范围之内。其次需要对气缸活塞进行检查，发现气缸活塞上覆有较多的不明粉尘，并且气缸内部出现油。对气缸环的尺寸进行复测，活塞环径向的厚度为9.29-7.38毫米，设计值为9.5毫米，支承环径向厚度为7.12-7.2毫米，设计值为7.2毫米。支承和活塞环的磨损程度较轻，不会产生较多的粉尘，有可能是管线内的粉尘和气体附带的粉尘，或者也有可能是部分环磨粉。把填料拆开，减压环方向和低压第二组密封环的方向存在错误。密封环内部的内孔存在轴向拉痕，有可能是新装置管线内部具有细小的粉尘和颗粒磨出的痕迹。对漏气回收管线及西宁检查，发现其布置和常规的设计存在一定差别。漏气回收孔应该设置在高压侧，充氮口需要设置在法兰侧。而现场往复式循环氢压缩机填料盒的布置和常规设计相反，从而使应该进入到漏气回收的气体进入到了氮气管线中。

结合实际情况，对现场的往复式循环氢压缩机填料盒接口位置进行调整，对活塞环进行清理，然后重新对活塞环进行安装，最后把往复式循环氢压缩机重新启动。启动以后，往复式循环氢压缩机运行正常，填料没有出现泄漏的情况。

4.整改措施

结合现场对往复式循环氢压缩机拆卸以后所见的情况，在往复式循环氢压缩机运行时需要注意以下几点问题。其一，针对新安装的往复式循环氢压缩机，在进行试运行之前，需要对填料盒充氮与漏气回收管线的布置进行检查，并且还需要对往复式循环氢压缩机的填料安装进行检查。其二，在项目进行项目设计时，需要对气体组分进行确认，如果气体组分中没有水，可以根据湿性气体来对密封件的材料进行挑选[4]。针对无油润滑压缩机，需要每6个月，对气缸内壁和活塞之间的缝隙值进行复测，如果气缸内壁和活塞之间的缝隙值低于0.5毫米，需要对支承环进行更换，从而避免产生擦缸事故。

结束语

总而言之，针对新建装置往复式循环氢压缩机填料泄漏的原因进行深入分析以后，发现填料泄漏的主要几点原因，针对这些原因做出了相应的改进措施，经过改装以后的填料系统，使用寿命得到了延长，使其满足使用周期的要求，并且改装以后的设备运行效率也得到了显著的提升。

参考文献：

[1] 马忠学，穆澎淘.高压往复式循环氢压缩机填料泄漏问题分析[J].石油化工设计， 2014（4）：29-30.

[2] 潘强，徐卫忠，马蕙，等.循环氢压缩机填料密封泄漏的原因分析及改进[J].润滑与密封， 2014（11）：121-123.

[3] 何月伦，姜文波，黄晓晖.循环氢往复压缩机填料泄漏分析及处理[J].设备管理与维修， 2014（11）：73-75.

[4] 刘文林，胡贤贤.循环氢压缩机新填料泄漏原因分析及对策[J].通用机械， 2013（s1）：48-50.