新氫壓縮機填料泄漏原因分析及改進措施

楊永豪，胡春榮，鄧 劍

（中國石油廣東石化公司，廣東揭陽 515200）

新氫壓縮機填料泄漏原因分析及改進措施

楊永豪，胡春榮，鄧 劍

（中國石油廣東石化公司，廣東揭陽 515200）

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，石油化工企業(yè)也不斷增多，對加氫裝置的要求越來越高。新氫壓縮機作為加氫裝置中關(guān)鍵核心的設備主要是對新氫進行加壓，并輸送到加氫反應系統(tǒng)中，為加氫反應提供氫氣，對加氫反應有重要的作用。其運行的安全可靠性對保障整個裝置的生產(chǎn)和工作效率有重要的意義。

新氫壓縮機；填料泄漏；原因分析；改進措施

1 新氫壓縮機填料泄漏原因分析

新氫壓縮機填料密封使用的是多組密封環(huán)布置，使高壓氣體逐級減少泄漏，從而保證填料密封的效果，其作用是密封氣缸和活塞桿之間的間隙。新氫壓縮機填料密封結(jié)構(gòu)包括：阻流環(huán)、密封環(huán)、填料盒、冷卻系統(tǒng)、漏氣回收裝置等。當新氫壓縮機在工作時，高壓氣體從氣缸放出，沿著密封環(huán)的徑向切口進入填料環(huán)與填料環(huán)槽之間的側(cè)隙，將背隙充滿高壓氣體，并作用于填料環(huán)的背面，保證了填料環(huán)和活塞桿之間的密封，具體如圖1所示。

1.1 氣體介質(zhì)中含有雜質(zhì)

圖1 填料環(huán)密封原理圖

在進入新氫壓縮機氣缸時，填料密封腔體內(nèi)會沉積大量的沉積物。沉積物的產(chǎn)生是由于工藝介質(zhì)夾雜帶來的，主要是微細固體粉塵和結(jié)焦碳，具有較高的硬度，在填料密封腔處沉積會使密封填料產(chǎn)生嚴重的磨粒磨損，會嚴重降低活塞桿和填料密封環(huán)的使用壽命[1]。

1.2 填料密封盒冷卻水流量偏小

在新氫壓縮機使用過程中，填料密封部分會由于活塞桿和填料環(huán)之間劇烈的摩擦而生溫，若摩擦產(chǎn)生的熱量沒有及時去除，會產(chǎn)生異常磨損。填料密封盒用水和缸套用水之間的方式是并聯(lián)，填料密封處的管長且壓降大，會導致填料密封處的冷卻水流量較小，不能及時降溫，會使填料密封性能降低，造成一定程度的泄漏，影響新氫壓縮機的使用壽命。

1.3 活塞環(huán)槽軸向磨損

活塞環(huán)槽軸向磨損，活塞桿的使用壽命和活塞環(huán)槽的磨損量有著密切的關(guān)系，由于活塞桿長時間處于上、下的往復運動中，活塞環(huán)槽會和活塞環(huán)不斷的發(fā)生撞擊，會使活塞環(huán)槽表面發(fā)生磨損，鋁合金的機械強度會隨著溫度的升高而急劇降低，使得活塞環(huán)槽的磨損量會很大，造成填料泄漏現(xiàn)象。

1.4 活塞桿和填料密封環(huán)之間摩擦過大

新氫壓縮機中的活塞桿和填料密封環(huán)是相對運動的，填料密封環(huán)是通過抱緊活塞桿來實現(xiàn)對介質(zhì)的密封作用的，彈簧和環(huán)徑向之間的壓差會產(chǎn)生抱緊力，使填料環(huán)能夠抱緊活塞桿。彈簧的彈力越大，彈簧和環(huán)徑向之間的抱緊力會越大，會使活塞桿和填料環(huán)之間的摩擦力變大，產(chǎn)生熱量就會更多，會使填料環(huán)生溫迅速，而且溫度很高，會加大磨損[2]；填料環(huán)常用填充聚四氟乙烯制成，具有較大的熱膨脹系數(shù)，若在初期階段摩擦產(chǎn)生的熱量不消除，會使填料環(huán)熱膨脹變形變大，而且由于填料環(huán)彈簧緊箍力很大，會造成摩擦力加大，磨損嚴重，這是惡性循環(huán)過程，在短時間內(nèi)會產(chǎn)生嚴重磨損；當填料環(huán)和活塞桿之間的抱緊力變小時，摩擦力會減小，由于溫度下降，會使填料環(huán)收縮，使填料環(huán)和活塞桿之間的縫隙變大，造成填料泄漏，導致填料環(huán)和活塞桿之間的密封失效。

2 新氫壓縮機填料泄漏的改進措施

2.1 保證介質(zhì)純度

在新氫壓縮機的運行中，氫氣是主要的工作介質(zhì)，對氫氣的純度有著較高的要求，要對氣缸中氫氣進行定期采樣化驗，保證氫氣的純度，降低氫氣源中含有的腐蝕性物質(zhì)對填料的腐蝕，提高新氫壓縮機的填料密封效果和使用壽命。通過對工藝的調(diào)整使壓縮機各項參數(shù)能夠達到設計的要求和生產(chǎn)的需求。在氣體進入機組前，要將微細顆粒降到最小，并安裝氣固分離器，將固體顆粒和氣體分離開來，有效避免氣缸和填料摩擦面之間的磨損現(xiàn)象，保證新氫壓縮機的工作效率和正常生產(chǎn)。

2.2 保證冷卻系統(tǒng)中冷卻水流量

由于填料密封盒冷卻水流量小，導致不能及時降低摩擦產(chǎn)生的熱量，因此應適當增大循環(huán)水壓力及流量，有效降低活塞桿與填料環(huán)摩擦產(chǎn)生的熱量，將填料盒處的溫度控制在60℃左右，這樣能夠減少新氫壓縮機填料泄漏現(xiàn)象，有效延長壓縮機的使用壽命，提高機組運行的穩(wěn)定性。

2.3 提高潤滑效果

在新氫壓縮機整體結(jié)構(gòu)不變的情況下，定期的更換活塞密封環(huán)，調(diào)劑活塞密封環(huán)和缸體之間的縫隙，降低密封材料泄漏現(xiàn)象；或者在活塞環(huán)和填料環(huán)的制造中采用潤滑性能好、耐磨性高的材料，能夠降低摩擦力，減少磨損對活塞桿和填料環(huán)的影響；還有一種措施是適當降低彈簧緊箍力，并在填料環(huán)設計中加入間隙密封。

3 結(jié)束語在新氫壓縮機的使用過程中，壓縮機活塞桿由于長時間的往復運動，進入氣缸的氫氣含有一定雜質(zhì)、活塞桿組合密封環(huán)緊箍力過大、填料密封盒冷卻水流量偏小等原因使得新氫壓縮機填料密封效果較差，發(fā)生填料泄漏現(xiàn)象，嚴重影響機組安全穩(wěn)定運行，甚至會發(fā)生安全事故，造成極大的危害。因此，要針對新氫壓縮機填料泄漏現(xiàn)象原因進行分析，并采取相應的有效措施，減少填料泄漏現(xiàn)象，保證新氫壓縮機的長周期的安全運行，并加強對壓縮機的監(jiān)測和管理，提高機組的工作效率，促進我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。

[1] 榮秀龍，喬光輝，賴朝喜.加氫裂化新氫機填料密封泄漏的故障分析及改進措施[J].壓縮機技術(shù)，2013，（5）：63-65.

Cause Analysis and Improvement Measures of Leakage of New Hydrogen Compressor

Yang Yong-hao，Hu Chun-rong，Deng Jian

With the rapid development of China’s economy，petrochemical enterprises are increasing，the requirements for hydrogenation devices are getting higher and higher.The new hydrogen compressor as a key device in the hydrogenation unit is mainly to pressurize the new hydrogen，and transported to the hydrogenation reaction system，hydrogenation for the hydrogenation reaction，the hydrogenation reaction has an important role.The safety and reliability of its operation to protect the entire device production and work eff i ciency is of great signif i cance.

new hydrogen compressor；packing leakage；cause analysis；improvement measure

TE96

：A

：1003–6490（2017）04–0109–02