往復式活塞壓縮機高壓段填料密封的改進策略

王慧

摘要：隨著我國基礎工業(yè)水平和設計能力的不斷提升，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步。高壓段密封作為往復式壓縮機的核心指標，越來越受到企業(yè)的關注。4M50和6M50兩種往復式活塞壓縮機設備運行8-12個月后，進入了較高的故障期，導致設備停機，對生產企業(yè)造成了一定的影響。本文通過對往復式活塞壓縮機高壓段填料密封的常見問題進行分析，并在此基礎上提出了高壓段填料密封的改進策略，將為往復式活塞壓縮機的安全生產和高效運行提供參考。

關鍵詞：填料密封;改進;壓縮機

作為工業(yè)基礎設備，往復式活塞壓縮機的實際使用效果，將對設備工藝效能產生較大的影響，高壓段密封作為往復式壓縮機的核心指標，越來越受到企業(yè)的關注。隨著我國基礎工業(yè)水平和設計能力的不斷提升，高壓段填料密封在系統(tǒng)的理論研究和材料革新之后，獲得了質的飛躍。當前，國內往復式活塞壓縮機的實際壓縮效率、設備使用壽命不遜色與國外同類產品。由于高壓段填料密封的特殊運作環(huán)境和運行原理，在設備運行中不可避免地出現(xiàn)填料密封的失效。壓縮機高壓段密封性的優(yōu)化和改進是實現(xiàn)壓縮機整體性能提升的關鍵節(jié)點。

1往復式活塞壓縮機高壓段填料密封的常見問題

近年來，4M50和6M50兩種往復式活塞壓縮機在能源企業(yè)中獲得了廣泛的應用，而從實際的運行反饋來看，因其填料密封失效，而導致的設備停機，在沒備運行8-12個月后，進入了較高的故障期。維護和更換作業(yè)中，對拆卸下的往復式活塞壓縮機的組件分析發(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。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致，造成密封實效;在新填料組件安裝完畢且空轉磨合之后，加壓運行一段時間后出現(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)內徑與壓縮機活塞間隙過大、密封等級不足、冷卻水堵塞、斷油等問題，極易引發(fā)“冷流”現(xiàn)象，導致密封環(huán)形變，造成壓縮機的密封實效等問題。

2往復式活塞壓縮機高壓段填料密封的改進措施

①4M50和6M50往復式活塞壓縮機整體環(huán)與活塞桿的精度有著嚴格的標準，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高壓段填料密封的改進的首要策略，以有效解決阻流環(huán)與壓縮機活塞桿的配合問題。而受到銅質阻流環(huán)在高溫下線脹系數(shù)的波動的影響，可以通過人工研磨的方式，提高阻流環(huán)與壓縮機活塞桿的裝配精度;②加粗阻流環(huán)和密封環(huán)拉簧直徑也是提高往復式活塞壓縮機高壓段填料密封可靠性的改進措施之一。可以通過將4M50和6M50壓縮機常用的Φ2.9mm的拉簧增至Φ24.5mm，提高拉簧的彈性強度，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荷，是提高壓縮機填料使用壽命的重要策略。可以在壓縮機的密封環(huán)開導氣槽，使壓縮機“死氣”通過導氣槽有效網流，進而減輕密封環(huán)壓力。同時，裝配過程中在填料密封環(huán)上銼出圓形槽，以加大壓縮機活塞字吸氣進程中的回氣量;④改良往復式活塞壓縮機高壓段油路的供油模式，增加注油點，消除壓縮機高壓段因供油系統(tǒng)故障所導致的填料潤滑工藝的失效。常見的單注油器油路在實踐生產中的因供油故障導致的設備潤滑失效而停機時有發(fā)生，可提升為雙注油器雙油路并聯(lián)供油，以避免因單個注油器故障對設備運行的影響，給高壓段填料提供保障。

3往復式活塞壓縮機高壓段填料密封改進后的效益分析

以安徽晉煤中能化工為例，其保有4M50和6M50壓縮機共計16臺，高壓段（六段和七段）填料共計16組，經上述改良方式，對往復式活塞壓縮機高壓段填料密封改進后，使其壓縮機高壓段填料使用壽命有最初的8-12個月延長到20個月及以上，若按現(xiàn)行維修標準，單臺單次維修費用約為18000左右，則可為企業(yè)每年節(jié)約費用到達28萬元以上，如將每次填料更換和磨平作業(yè)中的設備占用折合，綜合效益將更為可觀。

綜上所述，往復式活塞壓縮機高壓段填料密封的改進是一項系統(tǒng)而持續(xù)的工作，需要理論、材料、人才、加工設備的不斷創(chuàng)新性融合。高壓段填料密封的改進的實踐中，對高壓段填料密封的全過程、全因素分析為有效策略，對其加工精度、拉簧直徑、注油點及“死氣”存量和冷卻水質的處理，將有力地實現(xiàn)往復式活塞壓縮機高壓段填料密封的改良與提升，促成高壓段填料密封叫，新標準、新技術的突破。

參考文獻：

[1]李陽，吳東旭，往復活塞式壓縮機運行中存在的問題及改進措施[J].石化技術，2017（12）.