淺談往復式壓縮機高壓填料密封設計

胡波 馮嬌嬌

(沈陽遠大壓縮機股份有限公司,遼寧沈陽 110027)

淺談往復式壓縮機高壓填料密封設計

胡波 馮嬌嬌

(沈陽遠大壓縮機股份有限公司,遼寧沈陽 110027)

本文介紹了針對高壓壓縮機設計的一種填料密封結構,實現減輕填料密封環負擔、減少密封環數量、縮小填料部件外形尺寸的目的。

往復壓縮機 高壓填料

往復式壓縮機中填料的作用是防止氣缸中的高壓氣體沿著活塞桿方向泄露,它是壓縮機中最重要的零部件之一,也是壓縮機最主要的外泄露途徑之一。

最初的填料是用石棉浸有石墨的織物填充活塞桿與氣缸座之間的間隙,它的名字也是由此而來。

隨著科技的發展,填料經歷了緊式(填料磨損后,需人工擰緊壓板,使填料環再次貼緊活塞桿)和自緊式(填料環磨損后,能夠自動貼緊補償)兩個階段。

對于中低壓壓縮機來說,傳統的填料結構根據密封壓力的高低,通過增減填料密封環的數量來滿足密封要求。然而對于高壓壓縮機來說,一味的增加密封環數量并不是解決泄露問題的最好方案。

增加填料環數量就意味著填料部件將會做的更長,然而一旦加長以后,隨之而來的部件強度問題、機加精度帶來的累積誤差問題、裝配質量問題將接踵而來。然而最重要的問題是由于填料是往復式壓縮易損件之一,需要檢查和更換的幾率非常高,為了保證維護方便,加長的填料必須留出更大的拆裝和檢修空間,這將會造成整個機組外形尺寸都會加大的后果。很明顯這是得不償失的。因此需要設計出一種新的填料結構,要求能夠滿足高壓工作介質密封的同時尺寸又不會太大。

如圖1所示，這種新型高壓密封結構原理是利用阻塞和節流組合作用來達到密封目的,同時還能很大程度上的縮小填料部件外形尺寸。

在高壓填料新型密封結構中,每個填料主密封環組是由1個材料為填充聚四氟乙烯的三斜開口密封環,和1個材料為ZCuSn10Pb1三徑向開口阻流環組合而成。并且在高壓填料之前(高壓側)增加了一個浮動式迷宮槽形式節流密封環, 由于此環將接觸高溫工藝氣,所以材質采用的是浸澤石墨,此種材料的線性膨脹系數低,使用溫度范圍廣,可達到400℃,膨脹系數僅為8x10-6;節流環利用氣體通過截面積不同的曲折迷宮間隙,使氣體產生節流效應,這樣氣體每經過一個小室,就節流一次,壓力就降低一次,能夠大大的減輕填料密封環負擔,實現減少密封環數量、縮小填料部件外形尺寸的目的。 在陜西興化2D20-10/279-314型氮氫氣循環壓縮機中得填料采用了此結構,該機運行近三年以來,性能穩定,密封效果良好,填料環使用壽命長,得到了用戶的肯定。

圖1

[1]郁永章,姜培正,孫嗣瑩.壓縮機工程手冊.中國石化出版社, 2011.10.

[2]安定綱.往復式壓縮機技術問答[M].中國石化出版社,2005.

[3]蔡仁良.過程裝備密封技術[M].化學工業出版社,2002.

This paper introduces a design of packing seal structure for high pressure compressor,reducing burden and number of packing sealing ring,and reducing the size of packing parts.

Reciprocating compressor High pressure packing