循环气压缩机轴封填料的研究及改造

2017-10-12赵国爱白俊泽

化工设计通讯 2017年9期

关键词：六瓣密封环轴封

赵国爱，白俊泽，皮军

（中海石油天野化工有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010070）

循环气压缩机轴封填料的研究及改造

赵国爱，白俊泽，皮军

（中海石油天野化工有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010070）

通过研究循环气压缩机轴封填料径向、轴向尺寸，结合压缩机多次检修经验，确定填料径向、轴向间隙，排除故障原因，延长使用寿命。

循环气压缩机；确定尺寸；延长寿命

Abstract：By studying the radial and axial dimensionthe of the recycle gas compressor shaft seal packing，combining multiple compressor maintenance experience，to determine the packing radial and axial clearance，eliminate cause of malfunction and prolong service life.

Key words：recycle gas compressor；determine the size；prolong service life

1 概况

1.1 工艺概述

中海石油天野化工有限责任公司是以天然气为原料生产甲醇和尿素产品的化工厂，循环气压缩机是合成氨装置关键设备之一，其作用是将H2S吸收塔主洗段来的闪蒸汽予以回收，将其加压到5.44MPa，经冷却器冷却到40℃后进入原料气冷却器前的原料气管线，最终并入到总管。

循环气压缩机为卧式单缸双作用往复式压缩机，气体在活塞的两侧均能进行压缩，工作效率高，气体出口压力稳定。而轴封填料的频繁泄漏严重影响压缩机的正常运行，对压缩机填料的研究是解决设备长周期运行的关键。

1.2 设备概述

表1 循环气压缩机主要技术参数

1.3 轴封填料密封原件及密封原理

在填料槽座内密封原件安装顺序如图1所示，从高压侧到低压侧依次是由锁闭环（六瓣）、二组密封环（三瓣）组成，轴封槽座内的主要密封件采用三、六瓣结构的平面填料，锁闭环为三瓣环、密封环为六瓣环，由三段圆弧和三段扇形组成，外面都用镯形弹簧把环箍在活塞杆上。安装时锁闭环须在高压侧，密封环在低压侧，并且三瓣环的切口必须与六瓣环的切口互相错开，波形弹簧则提供一定量的轴向力和元件一起保证密封组件在轴封槽座内的定位，在活塞杆往复运动时不追随。循环气压缩机工作时，气缸内的高压气体沿着三瓣环与活塞杆的径向间隙外漏，从三瓣环的径向切口处漏入槽座内。由于六瓣环的径向切口被扇形块挡住，所以槽座内的压力气体不会从六瓣环处再向外泄漏。相反却可以将六瓣环紧紧压在活塞杆上从而起到密封作用。随着锁闭环和密封环的磨损，圆周的弹簧会提供径向力使三、六瓣环收缩，始终保持密封面与活塞杆的贴合。

2 设备运行状况及出现的问题

1）填料多级出现高温变形现象

2）活塞杆与轴封配合处径向尺寸Φ59.2mm，图纸设计为Φ60mm+0.030mm，磨损约0.8mm。

3 原因分析

图1 轴封填料示意图

1）轴封填料由6组串联组成，每组填料由1个锁闭环与2个密封环组成，每个槽座深度15.7mm，1个锁闭环与2个密封环的排列的总厚度为15.4mm，填料轴向间隙0.3mm，槽座内径94mm，填料外径87.6mm。即填料径向间隙6.4mm，压缩机正常工作时，填料在槽内轴向方向产生周期性位移，径向方向发生偏磨以及受力不均，间隙过大会影响填料的使用性能和寿命。

2）活塞杆与轴封配合处径向磨损，导致填料在槽座内径向间隙增大。填料轴向受力增大，加快磨损，影响填料的使用性能和寿命。

4 解决措施

1）改造填料径向、轴向间隙，重新制作填料槽座，不改变填料尺寸，槽座内径由原来的94mm调整为90.6mm，槽座深度由原来的15.7mm调整为15.48mm，通过加工填料槽座来保证填料径向、轴向间隙，将轴向间隙由原来的0.3mm调整到0.08mm，径向间隙由原来的6.4mm调整到3mm，并且在填料槽座的末级加工排放孔，确保填料级间无压力。

2）通过激光熔焊技术修复活塞杆，保证径向尺寸、表面粗糙度达到图纸要求。