氨冷凍壓縮機(jī)密封系統(tǒng)改造研究

賈洪艷

摘 要：本文通過對氨冷凍壓縮機(jī)密封系統(tǒng)存在的問題的研究，針對存在的問題對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)過改造后的氨冷凍壓縮機(jī)密封系統(tǒng)比改造前工作性能更好，運(yùn)行也更平穩(wěn)，在保證液氨質(zhì)量的同時還降低了密封成本。

關(guān)鍵詞：氨冷凍壓縮機(jī)；密封；改造；效果

105-J是未經(jīng)改造的氨冷凍壓縮機(jī)，它的制冷功能主要是由中間的雙缸迪拉瓦壓縮機(jī)提供的，105-J的工作原理是利用油作為密封介質(zhì)，采用機(jī)械浮環(huán)組合式密封，其結(jié)構(gòu)組成有內(nèi)、外浮環(huán)、防轉(zhuǎn)銷和密封圈等。

該裝置的最大缺點(diǎn)是運(yùn)行時間較長，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)的密封性能下降，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，這不僅會產(chǎn)生不必要的油浪費(fèi)，還會嚴(yán)重影響氨產(chǎn)品的質(zhì)量。

后來通過改造將原來的用油做介質(zhì)的機(jī)械密封改為國產(chǎn)的雙端面串聯(lián)式干氣密封，到目前為止已經(jīng)運(yùn)行了將近半年，密封良好、系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，改造取得了預(yù)期的效果。

1 氨冷凍壓縮機(jī)原機(jī)械密封存在的問題

105-J利用機(jī)械浮環(huán)進(jìn)行密封。在運(yùn)行過程中，密封油會沿著浮環(huán)間的縫隙向內(nèi)、外浮環(huán)泄漏，在汽輪機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，泄漏到浮環(huán)間隙內(nèi)的密封油會形成一層油膜，這層油膜不僅起到潤滑劑的作用，同時還可以防止氣體介質(zhì)的外漏，達(dá)到密封的效果。

但由于系統(tǒng)自身的設(shè)計缺陷，使得密封油會大量泄漏到大氣中，系統(tǒng)便會停止運(yùn)行。

1.1 內(nèi)泄漏油量較大

由于系統(tǒng)內(nèi)泄漏油，使得大量密封油白白浪費(fèi)掉，每次啟動壓縮機(jī)的油箱都需再加 4～5 桶油，而且在系統(tǒng)正常工作的情況下，用來控制油氣分離的裝置經(jīng)常會出現(xiàn)問題，消耗油特別快，即使通過嚴(yán)查修理后會有所好轉(zhuǎn)，但過不了多久又會出現(xiàn)同樣的問題，沒有從根本上解決。

1.2 大量的油進(jìn)入氨冷凍系統(tǒng)

大量的油進(jìn)入氨冷凍系統(tǒng)，不僅影響了氨氣的質(zhì)量，還使得密封系統(tǒng)的閃蒸效果降低，從而導(dǎo)致蒸出的氨氣溫度和流量達(dá)不到理的效果，最終降低冷凍效果。

2 干氣密封的結(jié)構(gòu)性能及選型[ 1 ]

2.1 結(jié)構(gòu)和性能

干氣密封與機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)構(gòu)造沒有很大的差別，兩者最主要的區(qū)別是，前者新增添了一些機(jī)械密封所不具有的淺槽，在機(jī)組運(yùn)行過程中，氣體進(jìn)入淺槽中并受到壓縮，這部分壓縮的氣體會導(dǎo)致局部高壓，從而開啟密封面，實(shí)現(xiàn)非接觸狀態(tài)下的密封。干氣密封結(jié)構(gòu)具有如下性能特點(diǎn)：

1）使成本費(fèi)和維修費(fèi)大大減少

2）防止了氨的污染，提高了氨產(chǎn)品質(zhì)量

3）減少了密封氣體的泄漏

4）機(jī)組運(yùn)行消耗的能量減少

5）機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)可靠

2.2 選型

105-J 高、低壓缸原密封是機(jī)械浮環(huán)組合密封，其軸向可利用空間非常有限，若將干氣密封設(shè)計為常用結(jié)構(gòu)，勢必對原機(jī)組軸承部位結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大改動，同時因原密封油和潤滑油是由同一油路進(jìn)入機(jī)內(nèi)，所以不能將進(jìn)密封油路與軸承密封油路分開。

為了不對機(jī)組軸承及腔體結(jié)構(gòu)作大的改動，最后確定采用只需要 1個密封氣入口，帶隔離氣的雙端面串聯(lián)式干氣密封。改造只需要在高、低壓缸軸承上殼體上加工密封氣進(jìn)口，密封氣為壓縮機(jī)出口氣氨。除此之外機(jī)組結(jié)構(gòu)不需要作任何改動，避免了不必要的風(fēng)險。

3 采取的措施[ 2 ]

在大檢修期間，經(jīng)過二十多天努力對105-J密封系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

3.1 壓縮機(jī)本體的改造

1）轉(zhuǎn)子的改造。將轉(zhuǎn)子端部的軸徑進(jìn)行改造，使其能與干氣密封更好地配合，達(dá)到較理想的密封效果。另外，經(jīng)過改造后，要對轉(zhuǎn)子的各項性能指標(biāo)進(jìn)行檢測，確保改造成功。

2）軸承的改造。改造前機(jī)組的高、低壓縮缸的徑向軸承承載能力差，使得機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定。而通過對軸承結(jié)構(gòu)的改造大大提高了壓縮缸的徑向軸承的承載力。

3）軸端密封的改造。系統(tǒng)的端部密封方式由原來的機(jī)械密封改為密封效果更好，運(yùn)行更穩(wěn)定的串聯(lián)式干氣密封，保證系統(tǒng)安全高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4）缸體的改造加工。由于系統(tǒng)的密封方式改為了串聯(lián)式干氣密封，為實(shí)現(xiàn)密封氣體的供給，需要在高、低壓缸缸體的兩端各設(shè)置一個密封孔。

3.2 機(jī)組油系統(tǒng)的改動

1）油泵汽泵改電泵。改造前機(jī)組油系統(tǒng)的油泵主要是汽泵，它需要在較高的壓力下才能工作，但實(shí)際運(yùn)行過程中很難保證穩(wěn)定的壓力，雖然可以通過提高泵的轉(zhuǎn)速來保證出口壓力，但是高轉(zhuǎn)速會使泵產(chǎn)生劇烈振動，不利于機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行。所以把汽泵改為電泵。

2）新增高位油槽。由于油泵改為了電泵，因此需要持續(xù)穩(wěn)定的電壓確保油泵正常工作，為避免出現(xiàn)斷電和電力不足等情況，需要在油泵出口處設(shè)置一個高位油槽。

4 結(jié)語

氨冷凍壓縮機(jī)由機(jī)械浮環(huán)組合密封改為標(biāo)準(zhǔn)的串聯(lián)式干氣密封后，運(yùn)行平穩(wěn)，密封效果好。

干氣密封不僅能優(yōu)化液氨的質(zhì)量，還能降低密封的固定成本和維修費(fèi)用，同時，較好的密封性避免了氨氣泄漏給環(huán)境造成的不良影響。改造后的氨冷凍壓縮機(jī)密封系統(tǒng)操作簡單密封性好，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 辛順，孫旭.壓縮機(jī)干氣密封基本原理及系統(tǒng)配置分析[J].中國造船，2008，49（22）.

[2] 朱立新.丙烷壓縮機(jī)干氣密封的改造[J].化工設(shè)備與防腐蝕，2004，7（5）.