氨壓縮機(jī)機(jī)封泄露原因分析和改進(jìn)

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1、氨壓縮機(jī)機(jī)封泄露原因分析和改進(jìn)【關(guān)鍵詞】氨壓縮機(jī)機(jī)封泄露【摘要】某大型合成氨裝置中,氨壓縮機(jī)由意大利新比隆公司設(shè)計(jì)制造,其密封系統(tǒng)中的一軸端密封,采用單端面和雙端面組合型機(jī)械密封。1994年10月檢修后,由于操作指標(biāo)、設(shè)計(jì)裝配間隙、備件、檢修質(zhì)量等原因,引起機(jī)械密封多次泄漏。此前機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定,密封良好。-某大型合成氨裝置中,氨壓縮機(jī)由意大利新比隆公司設(shè)計(jì)制造,其密封系統(tǒng)中的一軸端密封,采用單端面和雙端面組合型機(jī)械密封。1994年10月檢修后,由于操作指標(biāo)、設(shè)計(jì)裝配間隙、備件、檢修質(zhì)量等原因,引起機(jī)械密封多次泄漏。此前機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定,密封良好。一、氮壓縮機(jī)密封系統(tǒng)的組成(圖1)1.密封供油部分由

2、油泵打出的高壓油,經(jīng)調(diào)壓器調(diào)節(jié)后,以高于參考?xì)饧s0.6MPa的壓力進(jìn)入機(jī)械密封,之后分兩路,一路通到燈籠環(huán)與殼體形成的環(huán)形槽中,將燈籠環(huán)連同輔助機(jī)械密封靜環(huán)一起推到左面位置,使動(dòng)靜環(huán)分開(kāi)(圖2)。另一路進(jìn)入主機(jī)械密封腔室,這路油絕大部分直接從腔室頂部流出,作為主機(jī)械密封潤(rùn)滑、沖洗、冷卻用。.軸端密封部分軸端密封采用伯格曼公司生產(chǎn)的H-D1/142-Kb1型機(jī)械密封,主密封為雙端面機(jī)械密封,輔助密封為單端面機(jī)械密封。正常運(yùn)行中,依靠系統(tǒng)供給的密封油,在主機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)端面形成一層極薄的油膜,將被壓縮氣體封住。在停車(chē)并停密封油時(shí),燈籠環(huán)在左面氣體壓力和靜環(huán)彈簧推力作用下,被推到右面位置,輔助機(jī)械

3、密封動(dòng)靜環(huán)緊密貼合,起密封作用,有效保證了軸端機(jī)械密封各種工況下均能可靠工作。3.污油分離脫氣部分進(jìn)入主機(jī)械密封腔室的油中,有極少部分穿過(guò)主機(jī)械密封內(nèi)側(cè)靜環(huán)和動(dòng)環(huán)密封端面進(jìn)人參考?xì)鈧?cè)的B腔(圖2),同被密封氣混合。這部分油又流入A腔,從A腔底部排出,經(jīng)油氣分離后進(jìn)入脫氣槽,加熱脫除污油中的氨氣之后,流入主油箱循環(huán)使用。二、運(yùn)行情況回顧及分析1.運(yùn)行回顧1994年10月檢修后正常開(kāi)車(chē),幾天就發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封泄漏,潤(rùn)滑油回油中有氨味。經(jīng)檢查,主機(jī)封沖洗油的回油溫度明顯低于另一端。泄漏原因?yàn)橹鳈C(jī)封動(dòng)環(huán)不能隨軸同步轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)環(huán)內(nèi)0形圈失效。后解體換下機(jī)封發(fā)現(xiàn),主機(jī)封動(dòng)環(huán)鎖緊套防松螺釘未上緊,松動(dòng)退出,機(jī)封

4、軸套上的動(dòng)環(huán)內(nèi)O形圈已磨平。更換機(jī)封后開(kāi)車(chē),運(yùn)行約10天又發(fā)現(xiàn)主機(jī)封泄漏,壓縮機(jī)回油有氨味,現(xiàn)場(chǎng)檢查沒(méi)發(fā)現(xiàn)異常。分析主動(dòng)環(huán)為雙端面工作,冷卻油回油溫度近80℃,所以推斷動(dòng)環(huán)的實(shí)際溫度較高,其內(nèi)部使用的O形圈應(yīng)當(dāng)耐高溫。查機(jī)封原產(chǎn)廠家德國(guó)伯格曼公司與新比隆公司的備件,同樣用于主動(dòng)環(huán)內(nèi)的O形圈,伯格曼備件橡膠O形圈外帶氟化乙丙烯套。用帶套O形圈換裝后開(kāi)車(chē),運(yùn)行9個(gè)月發(fā)現(xiàn)機(jī)封泄漏,潤(rùn)滑油回油中有氨味,現(xiàn)場(chǎng)檢查輔助機(jī)封污油溫度較高。運(yùn)行到1996年3月發(fā)現(xiàn)污油回油顏色變深,且量增大,造成部分油內(nèi)漏至壓縮機(jī)內(nèi)。為此,將油氣壓差由0.63MPa調(diào)為0.46MPa,使回油量減少,油不再內(nèi)漏。后利用全廠停車(chē)

5、機(jī)會(huì)更換機(jī)封,發(fā)現(xiàn)主動(dòng)環(huán)有約0.5mm的斷口;軸套內(nèi)和靜環(huán)內(nèi)O形圈老化,其中主機(jī)封內(nèi)側(cè)靜環(huán)斷裂及靜環(huán)內(nèi)的O形圈有約6mm長(zhǎng)的斷口;輔助機(jī)封動(dòng)環(huán)與軸套發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),使軸套上的臺(tái)階磨損;輔助機(jī)封動(dòng)環(huán)有裂紋。2.分析經(jīng)分析機(jī)封泄漏的原因?yàn)椋河捎趬壕o套壓緊力不夠或壓緊套運(yùn)行中有松動(dòng),造成輔助機(jī)封動(dòng)環(huán)與軸套發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一方面使軸套過(guò)熱,加速了O形圈老化,另一方面使機(jī)封腔室溫度升高,動(dòng)環(huán)過(guò)熱產(chǎn)生裂縫,再者機(jī)封腔室溫度升高也加速主機(jī)封內(nèi)側(cè)靜環(huán)老化斷裂。引起工藝氣體泄漏的主要原因?yàn)橹鳈C(jī)械密封動(dòng)環(huán)斷裂。這是由于新機(jī)封彈簧壓力大,機(jī)封配合面產(chǎn)生的摩擦熱也較多,使沖洗油回油溫度高達(dá)90℃(設(shè)計(jì)85℃報(bào)警,90℃

6、停車(chē))。正常運(yùn)行中發(fā)生泄漏工藝氣體的可能原因還有:機(jī)械密封組件同壓縮機(jī)殼體端面密封墊漏;主動(dòng)環(huán)內(nèi)O形環(huán)失效;主動(dòng)環(huán)斷裂;軸套內(nèi)O形圈失效。從實(shí)際情況看,主動(dòng)環(huán)內(nèi)O形環(huán)失效及主動(dòng)環(huán)斷裂是主要原因。3.設(shè)計(jì)條件與使用條件的主要差異設(shè)計(jì)條件為密封氣壓力0.13MPa(實(shí)際0.35~0.6MPa),沖洗油壓0.43MPa(實(shí)際0.95~1.1MPa)。密封油氣壓差0.3MPa(實(shí)際0.6MPa)。這些差異使機(jī)械密封的端面比壓增加,磨損加劇。加大了靜環(huán)、軸套和動(dòng)環(huán)內(nèi)O形圈兩側(cè)的壓差,使O形圈工作條件變差,使用壽命降低。在現(xiàn)行工藝條件下,要使機(jī)封工作條件符合密封氣壓力的設(shè)計(jì)條件(0.13MPa)是難以實(shí)

7、現(xiàn)的,即使將二段入口(壓力0.75MPa)通往補(bǔ)償氣管的閥門(mén)全關(guān),從理論上講,補(bǔ)償氣管內(nèi)壓力也應(yīng)在0.16MPa以上(一段入口壓力0.16MPa)。但補(bǔ)償氣管壓力太低,會(huì)使下面氣體難以保證一定的流量:補(bǔ)償氣腔氣體(B腔)一密封油端迷宮密封泄漏一參考?xì)馇粴怏w(A腔)一污油捕集氣的油氣分離一限流孔板一壓縮機(jī)一段入口。保證這些氣體有一定流量的主要作用是使內(nèi)漏的少量密封油,通過(guò)污油回油管順利地回到污油捕集器,特別是冬

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