水環式壓縮機檢修要點分析

李文正，衣品卿

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

水環式壓縮機檢修要點分析

李文正，衣品卿

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

本文介紹了水環式壓縮機的工作原理，并以某次水環式壓縮機檢修為例，介紹了大型水環式壓縮機的檢修要點以及遇到問題的解決措施。

水環式壓縮機；水環式真空泵；檢修

水環式壓縮機和真空泵是化工生產裝置中常見的設備之一，雖然其效率較低，但其結構簡單，制造精度要求不高，結構緊湊，占地面積小，吸氣均勻，工作平穩可靠，噪音小，操作簡單，維修方便，因此得到了廣泛的應用。下面對水環式壓縮機的原理和檢修要點作簡要介紹。

1　水環式壓縮機工作原理

水環式壓縮機壓縮形式為容積式壓縮，其工作原理為：在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時針方向旋轉時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸（實際上葉片在水環內有一定的插入深度）。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。壓縮機中的工作液連同被抽氣體不停的被排出外部，因此必須不斷的補充新鮮的冷卻工作液，除了形成水環這一基本功能外，工作液還有散發壓縮所產生的熱量并密封葉輪和圓盤之間間隙的作用。

如果泵入口接待抽容器就叫水環式真空泵，如果泵出口接容器就叫水環式壓縮機，兩者的工作原理是一樣的，都是通過安裝在泵體內的偏心了葉輪旋轉帶動工作液形成旋轉水環，來抽吸或壓縮氣體介質，兩者處理的介質只能是氣體。但其內部結構是有區別的（如部分內部間隙量），同時一般的，真空泵是用來抽取不凝氣、制造真空，而壓縮機一般用來輸送易燃易爆氣體或者是有毒氣體。

2　檢修要點及解決措施

2.1水環式壓縮機性能參數介紹

水環式壓縮機產品參數如表1所示。

表1　水環式壓縮機產品參數

2.2水環式壓縮機檢修要點及解決措施

2.2.1靜環壓蓋腐蝕問題

由于機械磨損、冷卻效果不佳導致密封面熱裂或輔助密封圈老化、檢修時壓縮量不正確等原因，導致機械密封泄漏，使得靜環壓蓋頂絲孔及內部凸臺處腐蝕嚴重。

采取措施：提前測繪并重新制作靜環壓蓋，改原來碳鋼Q235材質為不銹鋼材質（如304），以減少泄露的密封沖洗水對靜環壓蓋的腐蝕。

2.2.2軸套拆卸困難問題

密封泄漏后，密封沖洗水會進入軸套與軸之間，由于鐵銹等雜質的作用，使得機械密封軸套無法從軸上取出。

采取措施：根據軸套特點，即軸套靠近端部位置有一凹槽（軸套頂絲預留槽），制作專用工具將軸套取出，如圖1所示。

圖1　軸套拆卸

2.2.3端蓋靜環座腐蝕問題

由于工作液偏酸性（由乙炔氣攜帶），端蓋上的靜環座部分腐蝕嚴重，靜環上的“O”型圈已不能起到密封效果，靜環定位銷已完全腐蝕，如圖2所示。

圖2　靜環座腐蝕圖

采取措施：由于端蓋上的靜環座與端蓋為整體鑄件（灰口鑄鐵GB9439-88，HT200），若整體報廢較為浪費，且采購新端蓋周期較長，于是將腐蝕部位挖去，但不要超過圓盤與端蓋密封面的位置，重新制作一個芯子鑲在端蓋上，并用沉頭螺釘將其與端蓋固定，注意芯子與端蓋之間要有一定過盈量。芯子的材質定位不銹鋼（如304材質），以減少對其的腐蝕。這樣既節約了成本，又解決了端蓋靜環座易腐蝕的問題。

2.2.4機械密封動環組件與軸套的組裝

該機械密封為雙端面機械密封，兩個動環面共用一組彈簧，在組裝前，可用卡簧將兩動環固定在動環座上，使彈簧有一定初始壓縮量。

機械密封在組裝時要注意動環下四氟墊片與“O”型圈的安裝順序，四氟緊貼動環，以起到隔熱作用。機封向軸套安裝時，可先取出外側動環，先安裝內側動環和動環座，最后安裝外側動環，避免外側動環在安裝時“O”型圈和四氟圈與軸套凹槽接觸后擠壓損壞。

2.2.5動環的定位方法

如圖3所示，測量靜環壓蓋端面與其內部靜環面距離L1和端蓋靜環座端面與其內部靜環面距離L2，將軸套安裝到位后，測量軸套端面到端蓋靜環座端面的距離L3，將動環組件組裝好后，測量兩動環面間距離L4，將單側機封壓縮量定位S。

圖3　動環定位示意圖

若L1+L2+2S的尺寸與L4尺寸有出入，則通過在靜環壓蓋端面加墊片或車削到需要尺寸進行調節，調節后重新確定L1尺寸。然后確定動環位置。靜環壓蓋側動環面距離軸套端面距離為L3-L1-S。其中轉子的軸向竄量可忽略不計或適量計算到壓縮量中，可根據實際情況靈活處理。

2.2.6轉子的定位方法

轉子通過非驅動端軸承盒進行定位，因為驅動端軸承盒固定后，轉子在軸向仍有竄量。轉子竄量偏小或偏大可通過在泵體與端蓋間加墊片或對泵體進行車削來調節間隙量。

2.2.7其它問題

檢修時，可將壓縮機吊到垂直位置，以方便檢修。此時可制作專用架子或在壓縮機下方加枕木。組裝時，將一側（驅動端或非驅動端）機封、軸承等安裝完成后，再安裝另一側。軸承裝配時應采用熱裝方式，熱裝時用100～120℃的機油油浴加熱10～15min，或用電加熱器加熱，嚴禁用火焰直接加熱。

3　結束語

單級單作用結構水環式壓縮機的原理和結構形式基本相同（密封形式可分為雙端面機械密封、雙端面機械密封和填料密封），其檢修方法可應用于同類設備。針對遇到的具體問題采取正確的應對措施，既可以節約成本，又可以延長設備的使用壽命。

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.04.012

TP051.21

C

1008-1267（2016）04-0037-02

2016-02-15

李文正，（1985～），男，本科，工程師，主要從事設備檢修與管理工作。