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往复式活塞压缩机高压段填料密封的改进策略

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  摘要:随着我国基础工业水平和设计能力的不断提升,高压段填料密封在系统的理论研究和材料革新之后,在压缩效率、使用寿命等方面获得了较大的进步。高压段密封作为往复式压缩机的核心指标,越来越受到企业的关注。4M50和6M50两种往复式活塞压缩机设备运行8-12个月后,进入了较高的故障期,导致设备停机,对生产企业造成了一定的影响。本文通过对往复式活塞压缩机高压段填料密封的常见问题进行分析,并在此基础上提出了高压段填料密封的改进策略,将为往复式活塞压缩机的安全生产和高效运行提供参考。
  关键词:填料密封;改进;压缩机
  作为工业基础设备,往复式活塞压缩机的实际使用效果,将对设备工艺效能产生较大的影响,高压段密封作为往复式压缩机的核心指标,越来越受到企业的关注。随着我国基础工业水平和设计能力的不断提升,高压段填料密封在系统的理论研究和材料革新之后,获得了质的飞跃。当前,国内往复式活塞压缩机的实际压缩效率、设备使用寿命不逊色与国外同类产品。由于高压段填料密封的特殊运作环境和运行原理,在设备运行中不可避免地出现填料密封的失效。压缩机高压段密封性的优化和改进是实现压缩机整体性能提升的关键节点。
  1往复式活塞压缩机高压段填料密封的常见问题
  近年来,4M50和6M50两种往复式活塞压缩机在能源企业中获得了广泛的应用,而从实际的运行反馈来看,因其填料密封失效,而导致的设备停机,在没备运行8-12个月后,进入了较高的故障期。维护和更换作业中,对拆卸下的往复式活塞压缩机的组件分析发现,其阻流环和密封环具有不同程度的破损,特别是靠近高压气缸的一侧。出现有如:阻流环和密封环拉簧断裂,断裂拉簧嵌入密封部位所导致,造成密封实效;在新填料组件安装完毕且空转磨合之后,加压运行一段时间后出现气体的泄露现象,往往是由于密封单元的漏气量和填料漏气回收系统的过气量不匹配所导致,其漏气量超过过气量和前置密封环的密封能力;此外,由于阻流环内径与压缩机活塞间隙过大、密封等级不足、冷却水堵塞、断油等问题,极易引发“冷流”现象,导致密封环形变,造成压缩机的密封实效等问题。
  2往复式活塞压缩机高压段填料密封的改进措施
  ①4M50和6M50往复式活塞压缩机整体环与活塞杆的精度有着严格的标准,其配合间隙一般为20 u m 0-300μm,每一瓣的阻流环与压缩机活塞杆的接触面积不小于75%。因此,提高加工精度成为压缩机高压段填料密封的改进的首要策略,以有效解决阻流环与压缩机活塞杆的配合问题。而受到铜质阻流环在高温下线胀系数的波动的影响,可以通过人工研磨的方式,提高阻流环与压缩机活塞杆的装配精度;②加粗阻流环和密封环拉簧直徑也是提高往复式活塞压缩机高压段填料密封可靠性的改进措施之一。可以通过将4M50和6M50压缩机常用的Φ2.9mm的拉簧增至Φ24.5mm,提高拉簧的弹性强度,以有效解决阻流环和密封环拉簧断裂问题;③有效降低“死气”存量,降低活塞排气过程中的填料密封负荷,是提高压缩机填料使用寿命的重要策略。可以在压缩机的密封环开导气槽,使压缩机“死气”通过导气槽有效网流,进而减轻密封环压力。同时,装配过程中在填料密封环上锉出圆形槽,以加大压缩机活塞字吸气进程中的回气量;④改良往复式活塞压缩机高压段油路的供油模式,增加注油点,消除压缩机高压段因供油系统故障所导致的填料润滑工艺的失效。常见的单注油器油路在实践生产中的因供油故障导致的设备润滑失效而停机时有发生,可提升为双注油器双油路并联供油,以避免因单个注油器故障对设备运行的影响,给高压段填料提供保障。
  3往复式活塞压缩机高压段填料密封改进后的效益分析
  以安徽晋煤中能化工为例,其保有4M50和6M50压缩机共计16台,高压段(六段和七段)填料共计16组,经上述改良方式,对往复式活塞压缩机高压段填料密封改进后,使其压缩机高压段填料使用寿命有最初的8-12个月延长到20个月及以上,若按现行维修标准,单台单次维修费用约为18000左右,则可为企业每年节约费用到达28万元以上,如将每次填料更换和磨平作业中的设备占用折合,综合效益将更为可观。
  综上所述,往复式活塞压缩机高压段填料密封的改进是一项系统而持续的工作,需要理论、材料、人才、加工设备的不断创新性融合。高压段填料密封的改进的实践中,对高压段填料密封的全过程、全因素分析为有效策略,对其加工精度、拉簧直径、注油点及“死气”存量和冷却水质的处理,将有力地实现往复式活塞压缩机高压段填料密封的改良与提升,促成高压段填料密封叫,新标准、新技术的突破。
  参考文献:
  [1]李阳,吴东旭,往复活塞式压缩机运行中存在的问题及改进措施[J].石化技术,2017(12).
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