往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封的改進(jìn)策略

王慧

摘要：隨著我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)水平和設(shè)計(jì)能力的不斷提升，高壓段填料密封在系統(tǒng)的理論研究和材料革新之后，在壓縮效率、使用壽命等方面獲得了較大的進(jìn)步。高壓段密封作為往復(fù)式壓縮機(jī)的核心指標(biāo)，越來越受到企業(yè)的關(guān)注。4M50和6M50兩種往復(fù)式活塞壓縮機(jī)設(shè)備運(yùn)行8-12個(gè)月后，進(jìn)入了較高的故障期，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)造成了一定的影響。本文通過對(duì)往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封的常見問題進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上提出了高壓段填料密封的改進(jìn)策略，將為往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的安全生產(chǎn)和高效運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：填料密封;改進(jìn);壓縮機(jī)

作為工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備，往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的實(shí)際使用效果，將對(duì)設(shè)備工藝效能產(chǎn)生較大的影響，高壓段密封作為往復(fù)式壓縮機(jī)的核心指標(biāo)，越來越受到企業(yè)的關(guān)注。隨著我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)水平和設(shè)計(jì)能力的不斷提升，高壓段填料密封在系統(tǒng)的理論研究和材料革新之后，獲得了質(zhì)的飛躍。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的實(shí)際壓縮效率、設(shè)備使用壽命不遜色與國(guó)外同類產(chǎn)品。由于高壓段填料密封的特殊運(yùn)作環(huán)境和運(yùn)行原理，在設(shè)備運(yùn)行中不可避免地出現(xiàn)填料密封的失效。壓縮機(jī)高壓段密封性的優(yōu)化和改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)整體性能提升的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

1往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封的常見問題

近年來，4M50和6M50兩種往復(fù)式活塞壓縮機(jī)在能源企業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用，而從實(shí)際的運(yùn)行反饋來看，因其填料密封失效，而導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)，在沒備運(yùn)行8-12個(gè)月后，進(jìn)入了較高的故障期。維護(hù)和更換作業(yè)中，對(duì)拆卸下的往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的組件分析發(fā)現(xiàn)，其阻流環(huán)和密封環(huán)具有不同程度的破損，特別是靠近高壓氣缸的一側(cè)。出現(xiàn)有如：阻流環(huán)和密封環(huán)拉簧斷裂，斷裂拉簧嵌入密封部位所導(dǎo)致，造成密封實(shí)效;在新填料組件安裝完畢且空轉(zhuǎn)磨合之后，加壓運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)氣體的泄露現(xiàn)象，往往是由于密封單元的漏氣量和填料漏氣回收系統(tǒng)的過氣量不匹配所導(dǎo)致，其漏氣量超過過氣量和前置密封環(huán)的密封能力;此外，由于阻流環(huán)內(nèi)徑與壓縮機(jī)活塞間隙過大、密封等級(jí)不足、冷卻水堵塞、斷油等問題，極易引發(fā)“冷流”現(xiàn)象，導(dǎo)致密封環(huán)形變，造成壓縮機(jī)的密封實(shí)效等問題。

2往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封的改進(jìn)措施

①4M50和6M50往復(fù)式活塞壓縮機(jī)整體環(huán)與活塞桿的精度有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，其配合間隙一般為20 u m 0-300μm，每一瓣的阻流環(huán)與壓縮機(jī)活塞桿的接觸面積不小于75%。因此，提高加工精度成為壓縮機(jī)高壓段填料密封的改進(jìn)的首要策略，以有效解決阻流環(huán)與壓縮機(jī)活塞桿的配合問題。而受到銅質(zhì)阻流環(huán)在高溫下線脹系數(shù)的波動(dòng)的影響，可以通過人工研磨的方式，提高阻流環(huán)與壓縮機(jī)活塞桿的裝配精度;②加粗阻流環(huán)和密封環(huán)拉簧直徑也是提高往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封可靠性的改進(jìn)措施之一?？梢酝ㄟ^將4M50和6M50壓縮機(jī)常用的Φ2.9mm的拉簧增至Φ24.5mm，提高拉簧的彈性強(qiáng)度，以有效解決阻流環(huán)和密封環(huán)拉簧斷裂問題;③有效降低“死氣”存量，降低活塞排氣過程中的填料密封負(fù)荷，是提高壓縮機(jī)填料使用壽命的重要策略。可以在壓縮機(jī)的密封環(huán)開導(dǎo)氣槽，使壓縮機(jī)“死氣”通過導(dǎo)氣槽有效網(wǎng)流，進(jìn)而減輕密封環(huán)壓力。同時(shí)，裝配過程中在填料密封環(huán)上銼出圓形槽，以加大壓縮機(jī)活塞字吸氣進(jìn)程中的回氣量;④改良往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段油路的供油模式，增加注油點(diǎn)，消除壓縮機(jī)高壓段因供油系統(tǒng)故障所導(dǎo)致的填料潤(rùn)滑工藝的失效。常見的單注油器油路在實(shí)踐生產(chǎn)中的因供油故障導(dǎo)致的設(shè)備潤(rùn)滑失效而停機(jī)時(shí)有發(fā)生，可提升為雙注油器雙油路并聯(lián)供油，以避免因單個(gè)注油器故障對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響，給高壓段填料提供保障。

3往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封改進(jìn)后的效益分析

以安徽晉煤中能化工為例，其保有4M50和6M50壓縮機(jī)共計(jì)16臺(tái)，高壓段（六段和七段）填料共計(jì)16組，經(jīng)上述改良方式，對(duì)往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封改進(jìn)后，使其壓縮機(jī)高壓段填料使用壽命有最初的8-12個(gè)月延長(zhǎng)到20個(gè)月及以上，若按現(xiàn)行維修標(biāo)準(zhǔn)，單臺(tái)單次維修費(fèi)用約為18000左右，則可為企業(yè)每年節(jié)約費(fèi)用到達(dá)28萬元以上，如將每次填料更換和磨平作業(yè)中的設(shè)備占用折合，綜合效益將更為可觀。

綜上所述，往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封的改進(jìn)是一項(xiàng)系統(tǒng)而持續(xù)的工作，需要理論、材料、人才、加工設(shè)備的不斷創(chuàng)新性融合。高壓段填料密封的改進(jìn)的實(shí)踐中，對(duì)高壓段填料密封的全過程、全因素分析為有效策略，對(duì)其加工精度、拉簧直徑、注油點(diǎn)及“死氣”存量和冷卻水質(zhì)的處理，將有力地實(shí)現(xiàn)往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高壓段填料密封的改良與提升，促成高壓段填料密封叫，新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)的突破。

參考文獻(xiàn)：

[1]李陽，吳東旭，往復(fù)活塞式壓縮機(jī)運(yùn)行中存在的問題及改進(jìn)措施[J].石化技術(shù)，2017（12）.