壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)改進(jìn)與優(yōu)化

劉大軍

摘 要：煤化工是以煤炭為原料通過一系列的物理或是化學(xué)反應(yīng)將煤炭轉(zhuǎn)化為多種可廣泛應(yīng)用于能源、化工生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)。甲醇是煤化工生產(chǎn)所獲得的重要的產(chǎn)物之一，在煤化工生產(chǎn)的過程中轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成的合成氣通過壓縮機(jī)提壓來為甲醇的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化提供合適的生產(chǎn)條件。壓縮機(jī)作為一種重要的生產(chǎn)機(jī)械，主要采用旋轉(zhuǎn)密封來避免進(jìn)入壓縮機(jī)中的合成氣（一氧化碳、氫氣）泄漏到空氣中，造成環(huán)境污染。該文在分析壓縮機(jī)密封系統(tǒng)失效原因的基礎(chǔ)上對如何做好壓縮機(jī)密封系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)；密封系統(tǒng)；失效

中圖分類號：TE974 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

干氣密封是一種應(yīng)用于壓縮機(jī)密封的新型密封方式，相較于普通接觸式機(jī)械密封在各方面都得到了極大程度地改進(jìn)，并已經(jīng)成了大多數(shù)離心式壓縮機(jī)的首選軸封方式。干氣密封雖然在各方面都得到了優(yōu)化，但是在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中其故障率仍然較高。為確保壓縮機(jī)密封系統(tǒng)能夠獲得良好的密封效果，需要對干氣密封所存在的問題進(jìn)行分析并進(jìn)行針對性的優(yōu)化，用以提高壓縮機(jī)的使用效果。

1 壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)失效原因分析

壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)損壞現(xiàn)象可以分為2種類型：1）極端異常軸向力所導(dǎo)致的壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)損壞。壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中將承受來自于軸向和徑向的復(fù)雜作用力。離心式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中其內(nèi)部的止推軸承將承受來自于壓縮機(jī)內(nèi)多余的轉(zhuǎn)子軸向力，止推軸承主要用于限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動確保轉(zhuǎn)子能夠在壓縮機(jī)缸體中的軸向位置。止推軸承所承受的額外軸向力將加速止推軸承的磨損影響壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的密封效果。通過對損壞壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)進(jìn)行拆解后發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)在承受來自于壓縮機(jī)的復(fù)雜軸向力的作用下將導(dǎo)致止推盤鎖母變形，導(dǎo)致止推盤無法在裝配位置發(fā)揮其應(yīng)有的作用，導(dǎo)致多余軸向推力無法得到有效的抵消，而過量的軸推力將使轉(zhuǎn)子繼續(xù)向高壓段進(jìn)口竄動，從而使壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的密封效果受到了進(jìn)一步的影響。以某型號的壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)為例，壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)在運(yùn)動過程中將會受到復(fù)雜外力的作用使壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)內(nèi)部的動、靜環(huán)在停車過程中產(chǎn)生接觸，影響壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的密封效果。2）壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)失效的現(xiàn)象不僅有壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)損壞失效方面的，壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)泄漏量異常增大也是壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)失效的重要現(xiàn)象之一。造成壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)泄漏量異常增大的原因主要集中在壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的密封面受損、密封用O型圈破損老化失效等兩大方面。在壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果壓縮機(jī)干氣密封一次密封氣供氣不足將導(dǎo)致未經(jīng)過濾的工藝氣順著梳齒密封進(jìn)入干氣密封工作區(qū)域中，工藝氣的逆向進(jìn)入將帶來諸多的雜質(zhì)影響密封。尤其是當(dāng)壓縮機(jī)跳車時，壓縮機(jī)干氣密封供氣壓差將瞬間降低至0 MPa，密封的工藝氣將大量的反向涌入壓縮機(jī)干氣密封一次供氣腔室內(nèi)，并帶著主動雜質(zhì)顆粒或是液體等進(jìn)入密閉腔室內(nèi)，導(dǎo)致壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)受損。O型圈主要用于避免壓縮機(jī)中的密封氣泄漏進(jìn)入大氣中，是一種重要的密封組件。O型圈在長期的使用中將老化破損進(jìn)而直接影響壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的密封效果，壓縮機(jī)中的密封氣將不經(jīng)過動、靜面直接漏入下游低壓管線中，造成密封氣泄漏量的異常升高，影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)

2.1 消除壓縮機(jī)運(yùn)行中所產(chǎn)生的異常軸向力

通過對壓縮機(jī)平衡管出口處的內(nèi)缸壁進(jìn)行增擴(kuò)，增大間隙將能夠有效降低壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)在正常工況條件下的平衡管壓差，從而使壓縮機(jī)平衡管壓差問題得到了根本性的解決，避免了壓縮機(jī)緊急停車時所產(chǎn)生的巨大軸向力直接作用于止推軸承，提高了止推軸承的使用壽命；除了對壓縮機(jī)平衡管缸壁處進(jìn)行改進(jìn)外，還需對壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的一次供氣氣源進(jìn)行改造，用以確保在壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)在工作時能夠提供充足的氣壓，避免未經(jīng)凈化的工藝氣進(jìn)入壓縮機(jī)的密封端面中。在對壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)一次氣源的改進(jìn)中，在壓縮機(jī)高壓缸和低壓缸密封氣系統(tǒng)中各增加一個增壓機(jī)總成，使壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)能夠在壓縮機(jī)工作過程中獲得良好的密封效果；增加一次氣就地排放裝置。在壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)中加裝干氣密封供氣管線電伴熱裝置，并將溫度控制在95 ℃，用以保證壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)供氣溫度始終處于露點溫度之上，降低了壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)密封帶液的風(fēng)險。增設(shè)壓縮機(jī)干氣密封供氣腔室導(dǎo)淋，可以更好的對壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)工作過程中的一次供氣氣質(zhì)進(jìn)行檢查，避免一次供氣中形成帶液供入破壞壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)動、靜環(huán)之間的氣膜，保護(hù)壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)。

2.2 改進(jìn)壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)工作操作方式

為提高壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的使用壽命應(yīng)當(dāng)盡量做好壓縮機(jī)的合理使用.在壓縮機(jī)的開、停車階段加強(qiáng)對壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)中的一次供氣氣墻室導(dǎo)淋排液的檢查，確保一次進(jìn)氣氣源品質(zhì)，保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)在500 r/min以上運(yùn)行有利于在動靜環(huán)之間形成穩(wěn)定的間隙，既避免了動靜環(huán)之間的摩擦損耗同時加高的轉(zhuǎn)速也有利于壓縮機(jī)干氣密封的動靜面打開。在壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)啟動的過程中需要注意密封氣一次氣、二次氣、隔離氣的投用順序，避免因操作不當(dāng)而影響壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的使用效果。操作時應(yīng)首先投用一次氣供氣，之后使用二次氣，通過上述操作可以有效地避免產(chǎn)生與壓縮機(jī)正常工作時工作壓力相反的力量，實現(xiàn)對于O型圈的保護(hù)。在壓縮機(jī)缸體內(nèi)需要首先投用干氣密封供氣在內(nèi)部建立起足夠的壓力差。

3 結(jié)語

壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)能夠在大型甲醇制備過程中發(fā)揮出良好的密封效果，應(yīng)當(dāng)積極做好干氣密封的研究與應(yīng)用.該文在分析壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)失效原因的基礎(chǔ)上對如何做好壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的改進(jìn)優(yōu)化，提高壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)的工作效率進(jìn)行分析介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]楊燁，渠建儒.離心式壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)常見故障分析[J].天然氣與石油，2015，33（3）：87-89.

[2]張書波.離心壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)泄漏的全面分析[J].設(shè)備管理與維修，2013（2）：63-64.