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    螺桿壓縮機密封泄漏原因介析及改進

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    螺桿壓縮機密封泄漏原因介析及改進

    發布日期:2019-04-23 作者: 點擊:

    針對中國石化股份有限公司洛陽分公司氣柜2#螺桿壓縮機機械密封經常泄漏問題,分析了其產生原因,提出并采取了相應的改進措施,從根本上解決了機封泄漏問題,確保了機組長周期安全運行。2"螺桿壓縮機是中國石化股份有限公司洛陽分公司2003年8月增上的一臺LG-30/0.8型噴水螺桿壓縮機,主要作用是將煉油系統及化纖系統生產過程中排放的過剩瓦斯經氣柜沉降后,通過壓縮增壓,并人高壓瓦斯管網,供各用戶使用,以便節省燃料油,實現消滅火炬、增加效益的目的。自投用以來,2#螺桿壓縮機機械密封泄漏嚴重,造成潤滑油油箱液位下降較快,據統計每月需添加潤滑油50kg左右,既影響機組長周期安全平穩運行,又造成浪費和環境污染。我公司對造成機械密封泄漏的原因進行分析,提出并采取相應的防護改進措施,從根本上解決了機封泄漏問題,確保了機組長周期安全運行。機組的結構及工作原理該機組為單級噴液螺桿壓縮機,主要由氣缸、陽轉子(四齒)、陰轉子(六齒)、梳齒密封、機械密封、軸承、同步齒輪、平衡活塞等組成,其軸端密封形式為首先靠梳齒密封對介質減壓,后有波紋管機械密封,為了潤滑機械密封摩擦副端面,機械密封油采用潤滑油,整臺機組共有四套機械密封,由潤滑油站供油。工作原理:一對帶有螺旋型齒槽相互嚙合的陰陽轉子,在具有一定形狀的進氣孔和排氣孔的密封機殼內,相反方向旋轉,使齒槽間的封閉容積逐步縮小,提高氣體壓力。壓縮機的主要技術參數為:進氣壓力,-10~10kPa;進氣溫度,-10~45℃;排氣壓力,≤0.8MPa;排氣溫度,≤85℃;排氣量,30Nm3/min;軸功率,220kW;主電機轉速,3000r/min;額定功率,280kW;主電機電壓,6000V;潤滑油壓力,0.4~0.9MPa;人口封油壓力,0.2MPa;出口封油壓力,0.4MPa。波紋管機械密封結構參數為:波紋管外徑112mm,波紋管內徑93mm,密封面外徑109.3mm,密封面內徑99.8mm。機械密封泄漏原因分析2004年7月,我們對螺桿壓縮機進行了解體檢查,四套波紋管機械密封中,靜環為石墨環摩擦密封面,動環為鑲嵌硬質合金波紋管,動、靜環及密封圈也沒有損壞,故機械密封泄漏與其結構、材質無關。為了保證機械密封面的良好貼合,需要保持一定的端面比壓;但該端面比壓又不能太高或過低,太高會使機封磨損加劇,過低又會使密封面開啟失效。一般情況下機械密封推薦的端面比壓值[1]為:一般介質,0.3~0.6MPa;低粘度介質,0.2~0.4MPa;高粘度介質,0.4~0.7Mpa。經過計算,螺桿壓縮機機械密封人口密封端面比壓為0.37MPa,出口密封端面比壓為0.44Mpa。因對于粘度大的潤滑油端面比壓取值在0.4~0.7MPa比較適合,而機封實際端面比壓偏小,故在運行過程中,機械密封的密封面可能會開啟,失去密封能力,造成潤滑油泄漏、油箱油位下降。故認為機械密封泄漏的主要原因是端面比壓太小造成的。改進措施增大彈簧比壓和增大機封載荷系數是增加端面比壓、提高密封性能的有效途徑。因波紋管壓縮量有限,故彈力增加有限,增大彈簧比壓也比較有限。因此在機封原結構基礎上,其它尺寸不變,增加原靜環密封面內徑,是增大載荷系數進而增加端面比壓的有效手段。1、擴大靜環內徑,增大端面比壓螺桿壓縮機有四套機封,為了統一尺寸,便于檢修安裝,我們對四套機封靜環內徑車削增大2mm,內徑由99.8mm增加至101.8mm,其它尺寸未變。經計算,機械密封內徑車削后的載荷系數K=0.9,靜環密封面的面積1242.8mm2,彈簧比壓0.39MPa,人口機封端面比壓0.49MPa,出口機封端面比壓0.59MPa,螺桿壓縮機人口及出口端機械密封端面比壓都滿足密封潤滑油所要求端面比壓推薦值0.4~0.7MPa,符合密封要求。2、校核ρυ值為了使機械密封達到長期安全運轉的目的,還要求密封副的工作ρυ值小于許用[ρυ]值。由于該機組機械密封摩擦副采用的材質為碳石墨一WC(硬質合金),查文獻[1]可知,該機械密封的許用[ρυ]值為7一15MPa·m/s,經計算得機械密封端面平均速度16m/s。ρυ值校核:端面比壓與平均速度的乘積(端面比壓出口端的ρ為0.59MPa),計算得到ρυ值為9.4MPa.m/s。由上述計算結果可知,端面比壓與平均速度的乘積在許用的[ρυ]值區間內,符合要求。改進后的運行效果自2004年7月,對2#螺桿壓縮機機械密封靜環進行車削改進投用后,機械密封效果良好無泄漏,確保了機組長周期安全運行。改進成功后不僅消除了2#螺桿壓縮機機封長周期泄漏問題,保證了壓縮機安全運行,而且每年節約潤滑油600kg。既減輕了職工的勞動強度,又保護了環境,成功解決2#螺桿壓縮機機械密封泄漏問題,為解決其它同類問題提供了良好的借鑒作用。

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    關鍵詞:螺桿壓縮機,螺桿壓縮機密封,螺桿壓縮機泄露

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