關于新建裝置往復式循環(huán)氫壓縮機填料泄漏的原因分析

褚睿晗

摘 要：為了保證新建裝置往復式循環(huán)氫壓縮機工作效率，相關人員加強填料泄漏原因分析力度勢在必行，只有探清導致新建裝置往復式循環(huán)氫壓縮機填料泄漏的具體原因，才能制定有效的優(yōu)化措施進行優(yōu)化與解決，才能確保新建裝置往復式循環(huán)氫壓縮機工作的實效性，為我國現(xiàn)代化社會持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展做鋪墊。

關鍵詞：新建裝置 往復式 循環(huán)氫壓縮機 填料泄漏

引 言

在石化公司中，制氫裝置是非常重要的。某煉油廠有制氫裝置兩臺，型號為DW-3/（20-36.4）-X，該循環(huán)氫壓縮機屬于二列一級無油潤滑，工作的介質(zhì)是循環(huán)氫，該裝置的進口壓力是2.20帕，出口壓力是3.74帕，額定流量是3480Nm3·h-1，額定功率是80.4千瓦。此新建裝置往復式循環(huán)氫壓縮機通過壓力填料密封，主要是填料裝在氣缸軸側，為了避免氣缸內(nèi)的氣體發(fā)生泄漏，由活塞桿從中穿過。本文針對此設備的填料泄漏的原因進行深入分析，并提出相應的改進措施。

1.壓力填料的構成

DW-3/（20-36.4）-X循環(huán)氫壓縮機的壓力填料由以下幾個部分組成：節(jié)流套、填料盒、壓蓋。填料部件的高壓側是節(jié)流套，內(nèi)部裝有節(jié)流環(huán)。填料部件的低壓側是壓蓋，和氣缸作的填料腔進行連接，對每一組填料盒進行壓緊[1]。在每個填料盒內(nèi)都裝有一組填料，每組填料中都有一組切向密封環(huán)、徑向密封環(huán)、阻流環(huán)。切向密封環(huán)、徑向密封環(huán)是填料中主要的密封零件，其密封面主要是內(nèi)孔和兩側斷面，內(nèi)孔和活塞桿之間進行緊密接觸，在發(fā)生磨損以后，受到彈簧力與氣體力的影響，可以自行進行補償。節(jié)流環(huán)在壓縮機運行過程中主要起到節(jié)流的作用，一般情況下，節(jié)流環(huán)和活塞桿之間并不是處于緊密接觸狀態(tài)，主要是對內(nèi)孔和兩側斷面進行密封，把填料裝進第一組。因為無油潤滑的切向換和徑向環(huán)一般都是由工程塑料制作的，工程塑料容易受到高溫高壓的影響，產(chǎn)生變形，阻流環(huán)主要是為了防止切向換和徑向環(huán)的變形。因此，工程商把此種變形成為冷流，因此叫做阻流環(huán)。

2.密封原理

DW-3/（20-36.4）-X循環(huán)氫壓縮機在運行時，當氣缸內(nèi)的高壓氣體經(jīng)過活塞桿外圓的間隙泄漏出來時，需要經(jīng)過節(jié)流環(huán)，節(jié)流環(huán)的兩側平面都是被研磨過的，內(nèi)圓中有較多的迷宮槽，節(jié)流套和外圓之間具有一定的浮動空間，節(jié)流環(huán)受到氣體壓力的影響，向下一組填料盒緊靠，從而避免氣流流入到下一組填料中。在活塞桿和節(jié)流環(huán)之間的配合面上，由于節(jié)流環(huán)上具有較多的迷宮槽，氣流在經(jīng)過節(jié)流環(huán)時，會發(fā)生第一個壓降。氣體在經(jīng)過節(jié)流套以后，會經(jīng)過較多的填料盒，因此，氣體經(jīng)過一組填料時就會發(fā)生一個壓差，一直使氣壓接近常壓，從而使氣體被密封[2]。

填料密封屬于動密封，在壓縮機運行過程中，隨著運行時間變長，填料環(huán)會發(fā)生磨損，以至于不能完全實現(xiàn)密封。在對具有危險性氣體和貴重氣體進行壓縮時，為了可以有效防治工作介質(zhì)出現(xiàn)大量外漏，提升機組的安全性，在填料低壓側可以設置一個漏氣收集口和緩沖氣體注入口。而針對DW-3/（20-36.4）-X循環(huán)氫壓縮機主要是制氫裝置，這樣，部分緩沖氣體會漏向漏氣收集口，部分氣體會漏向本體隔離室并高點排空。

3.泄漏原因

為了查找出填料泄漏的原因，首先需要拆卸和檢查循環(huán)氫壓縮機填料，然后針對實際情況進行具體分析[3]。首先需要對填料密封環(huán)的尺寸和外形進行復測和確認，確認其是否出現(xiàn)變形的情況，徑向密封環(huán)的高度在13.95-14.00毫米，軸向的厚度為15.24毫米。填料盒密封環(huán)的杯槽深度為15.52毫米，填料的軸向間隙為0.40-0.51毫米，在設計范圍之內(nèi)。其次需要對氣缸活塞進行檢查，發(fā)現(xiàn)氣缸活塞上覆有較多的不明粉塵，并且氣缸內(nèi)部出現(xiàn)油。對氣缸環(huán)的尺寸進行復測，活塞環(huán)徑向的厚度為9.29-7.38毫米，設計值為9.5毫米，支承環(huán)徑向厚度為7.12-7.2毫米，設計值為7.2毫米。支承和活塞環(huán)的磨損程度較輕，不會產(chǎn)生較多的粉塵，有可能是管線內(nèi)的粉塵和氣體附帶的粉塵，或者也有可能是部分環(huán)磨粉。把填料拆開，減壓環(huán)方向和低壓第二組密封環(huán)的方向存在錯誤。密封環(huán)內(nèi)部的內(nèi)孔存在軸向拉痕，有可能是新裝置管線內(nèi)部具有細小的粉塵和顆粒磨出的痕跡。對漏氣回收管線及西寧檢查，發(fā)現(xiàn)其布置和常規(guī)的設計存在一定差別。漏氣回收孔應該設置在高壓側，充氮口需要設置在法蘭側。而現(xiàn)場往復式循環(huán)氫壓縮機填料盒的布置和常規(guī)設計相反，從而使應該進入到漏氣回收的氣體進入到了氮氣管線中。

結合實際情況，對現(xiàn)場的往復式循環(huán)氫壓縮機填料盒接口位置進行調(diào)整，對活塞環(huán)進行清理，然后重新對活塞環(huán)進行安裝，最后把往復式循環(huán)氫壓縮機重新啟動。啟動以后，往復式循環(huán)氫壓縮機運行正常，填料沒有出現(xiàn)泄漏的情況。

4.整改措施

結合現(xiàn)場對往復式循環(huán)氫壓縮機拆卸以后所見的情況，在往復式循環(huán)氫壓縮機運行時需要注意以下幾點問題。其一，針對新安裝的往復式循環(huán)氫壓縮機，在進行試運行之前，需要對填料盒充氮與漏氣回收管線的布置進行檢查，并且還需要對往復式循環(huán)氫壓縮機的填料安裝進行檢查。其二，在項目進行項目設計時，需要對氣體組分進行確認，如果氣體組分中沒有水，可以根據(jù)濕性氣體來對密封件的材料進行挑選[4]。針對無油潤滑壓縮機，需要每6個月，對氣缸內(nèi)壁和活塞之間的縫隙值進行復測，如果氣缸內(nèi)壁和活塞之間的縫隙值低于0.5毫米，需要對支承環(huán)進行更換，從而避免產(chǎn)生擦缸事故。

結束語

總而言之，針對新建裝置往復式循環(huán)氫壓縮機填料泄漏的原因進行深入分析以后，發(fā)現(xiàn)填料泄漏的主要幾點原因，針對這些原因做出了相應的改進措施，經(jīng)過改裝以后的填料系統(tǒng)，使用壽命得到了延長，使其滿足使用周期的要求，并且改裝以后的設備運行效率也得到了顯著的提升。

參考文獻：

[1] 馬忠學，穆澎淘.高壓往復式循環(huán)氫壓縮機填料泄漏問題分析[J].石油化工設計， 2014（4）：29-30.

[2] 潘強，徐衛(wèi)忠，馬蕙，等.循環(huán)氫壓縮機填料密封泄漏的原因分析及改進[J].潤滑與密封， 2014（11）：121-123.

[3] 何月倫，姜文波，黃曉暉.循環(huán)氫往復壓縮機填料泄漏分析及處理[J].設備管理與維修， 2014（11）：73-75.

[4] 劉文林，胡賢賢.循環(huán)氫壓縮機新填料泄漏原因分析及對策[J].通用機械， 2013（s1）：48-50.