關于新建裝置往復式循環氫壓縮機填料泄漏的原因分析

褚睿晗

摘 要：為了保證新建裝置往復式循環氫壓縮機工作效率，相關人員加強填料泄漏原因分析力度勢在必行，只有探清導致新建裝置往復式循環氫壓縮機填料泄漏的具體原因，才能制定有效的優化措施進行優化與解決，才能確保新建裝置往復式循環氫壓縮機工作的實效性，為我國現代化社會持續穩定發展做鋪墊。

關鍵詞：新建裝置 往復式 循環氫壓縮機 填料泄漏

引 言

在石化公司中，制氫裝置是非常重要的。某煉油廠有制氫裝置兩臺，型號為DW-3/（20-36.4）-X，該循環氫壓縮機屬于二列一級無油潤滑，工作的介質是循環氫，該裝置的進口壓力是2.20帕，出口壓力是3.74帕，額定流量是3480Nm3·h-1，額定功率是80.4千瓦。此新建裝置往復式循環氫壓縮機通過壓力填料密封，主要是填料裝在氣缸軸側，為了避免氣缸內的氣體發生泄漏，由活塞桿從中穿過。本文針對此設備的填料泄漏的原因進行深入分析，并提出相應的改進措施。

1.壓力填料的構成

DW-3/（20-36.4）-X循環氫壓縮機的壓力填料由以下幾個部分組成：節流套、填料盒、壓蓋。填料部件的高壓側是節流套，內部裝有節流環。填料部件的低壓側是壓蓋，和氣缸作的填料腔進行連接，對每一組填料盒進行壓緊[1]。在每個填料盒內都裝有一組填料，每組填料中都有一組切向密封環、徑向密封環、阻流環。切向密封環、徑向密封環是填料中主要的密封零件，其密封面主要是內孔和兩側斷面，內孔和活塞桿之間進行緊密接觸，在發生磨損以后，受到彈簧力與氣體力的影響，可以自行進行補償。節流環在壓縮機運行過程中主要起到節流的作用，一般情況下，節流環和活塞桿之間并不是處于緊密接觸狀態，主要是對內孔和兩側斷面進行密封，把填料裝進第一組。因為無油潤滑的切向換和徑向環一般都是由工程塑料制作的，工程塑料容易受到高溫高壓的影響，產生變形，阻流環主要是為了防止切向換和徑向環的變形。因此，工程商把此種變形成為冷流，因此叫做阻流環。

2.密封原理

DW-3/（20-36.4）-X循環氫壓縮機在運行時，當氣缸內的高壓氣體經過活塞桿外圓的間隙泄漏出來時，需要經過節流環，節流環的兩側平面都是被研磨過的，內圓中有較多的迷宮槽，節流套和外圓之間具有一定的浮動空間，節流環受到氣體壓力的影響，向下一組填料盒緊靠，從而避免氣流流入到下一組填料中。在活塞桿和節流環之間的配合面上，由于節流環上具有較多的迷宮槽，氣流在經過節流環時，會發生第一個壓降。氣體在經過節流套以后，會經過較多的填料盒，因此，氣體經過一組填料時就會發生一個壓差，一直使氣壓接近常壓，從而使氣體被密封[2]。

填料密封屬于動密封，在壓縮機運行過程中，隨著運行時間變長，填料環會發生磨損，以至于不能完全實現密封。在對具有危險性氣體和貴重氣體進行壓縮時，為了可以有效防治工作介質出現大量外漏，提升機組的安全性，在填料低壓側可以設置一個漏氣收集口和緩沖氣體注入口。而針對DW-3/（20-36.4）-X循環氫壓縮機主要是制氫裝置，這樣，部分緩沖氣體會漏向漏氣收集口，部分氣體會漏向本體隔離室并高點排空。

3.泄漏原因

為了查找出填料泄漏的原因，首先需要拆卸和檢查循環氫壓縮機填料，然后針對實際情況進行具體分析[3]。首先需要對填料密封環的尺寸和外形進行復測和確認，確認其是否出現變形的情況，徑向密封環的高度在13.95-14.00毫米，軸向的厚度為15.24毫米。填料盒密封環的杯槽深度為15.52毫米，填料的軸向間隙為0.40-0.51毫米，在設計范圍之內。其次需要對氣缸活塞進行檢查，發現氣缸活塞上覆有較多的不明粉塵，并且氣缸內部出現油。對氣缸環的尺寸進行復測，活塞環徑向的厚度為9.29-7.38毫米，設計值為9.5毫米，支承環徑向厚度為7.12-7.2毫米，設計值為7.2毫米。支承和活塞環的磨損程度較輕，不會產生較多的粉塵，有可能是管線內的粉塵和氣體附帶的粉塵，或者也有可能是部分環磨粉。把填料拆開，減壓環方向和低壓第二組密封環的方向存在錯誤。密封環內部的內孔存在軸向拉痕，有可能是新裝置管線內部具有細小的粉塵和顆粒磨出的痕跡。對漏氣回收管線及西寧檢查，發現其布置和常規的設計存在一定差別。漏氣回收孔應該設置在高壓側，充氮口需要設置在法蘭側。而現場往復式循環氫壓縮機填料盒的布置和常規設計相反，從而使應該進入到漏氣回收的氣體進入到了氮氣管線中。

結合實際情況，對現場的往復式循環氫壓縮機填料盒接口位置進行調整，對活塞環進行清理，然后重新對活塞環進行安裝，最后把往復式循環氫壓縮機重新啟動。啟動以后，往復式循環氫壓縮機運行正常，填料沒有出現泄漏的情況。

4.整改措施

結合現場對往復式循環氫壓縮機拆卸以后所見的情況，在往復式循環氫壓縮機運行時需要注意以下幾點問題。其一，針對新安裝的往復式循環氫壓縮機，在進行試運行之前，需要對填料盒充氮與漏氣回收管線的布置進行檢查，并且還需要對往復式循環氫壓縮機的填料安裝進行檢查。其二，在項目進行項目設計時，需要對氣體組分進行確認，如果氣體組分中沒有水，可以根據濕性氣體來對密封件的材料進行挑選[4]。針對無油潤滑壓縮機，需要每6個月，對氣缸內壁和活塞之間的縫隙值進行復測，如果氣缸內壁和活塞之間的縫隙值低于0.5毫米，需要對支承環進行更換，從而避免產生擦缸事故。

結束語

總而言之，針對新建裝置往復式循環氫壓縮機填料泄漏的原因進行深入分析以后，發現填料泄漏的主要幾點原因，針對這些原因做出了相應的改進措施，經過改裝以后的填料系統，使用壽命得到了延長，使其滿足使用周期的要求，并且改裝以后的設備運行效率也得到了顯著的提升。

參考文獻：

[1] 馬忠學，穆澎淘.高壓往復式循環氫壓縮機填料泄漏問題分析[J].石油化工設計， 2014（4）：29-30.

[2] 潘強，徐衛忠，馬蕙，等.循環氫壓縮機填料密封泄漏的原因分析及改進[J].潤滑與密封， 2014（11）：121-123.

[3] 何月倫，姜文波，黃曉暉.循環氫往復壓縮機填料泄漏分析及處理[J].設備管理與維修， 2014（11）：73-75.

[4] 劉文林，胡賢賢.循環氫壓縮機新填料泄漏原因分析及對策[J].通用機械， 2013（s1）：48-50.