循環氣壓縮機軸封填料的研究及改造

趙國愛，白俊澤，皮 軍

（中海石油天野化工有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010070）

循環氣壓縮機軸封填料的研究及改造

趙國愛，白俊澤，皮 軍

（中海石油天野化工有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010070）

通過研究循環氣壓縮機軸封填料徑向、軸向尺寸，結合壓縮機多次檢修經驗，確定填料徑向、軸向間隙，排除故障原因，延長使用壽命。

循環氣壓縮機；確定尺寸；延長壽命

Abstract：By studying the radial and axial dimensionthe of the recycle gas compressor shaft seal packing，combining multiple compressor maintenance experience，to determine the packing radial and axial clearance，eliminate cause of malfunction and prolong service life.

Key words：recycle gas compressor；determine the size；prolong service life

1 概況

1.1 工藝概述

中海石油天野化工有限責任公司是以天然氣為原料生產甲醇和尿素產品的化工廠，循環氣壓縮機是合成氨裝置關鍵設備之一，其作用是將H2S吸收塔主洗段來的閃蒸汽予以回收，將其加壓到5.44MPa，經冷卻器冷卻到40℃后進入原料氣冷卻器前的原料氣管線，最終并入到總管。

循環氣壓縮機為臥式單缸雙作用往復式壓縮機，氣體在活塞的兩側均能進行壓縮，工作效率高，氣體出口壓力穩定。而軸封填料的頻繁泄漏嚴重影響壓縮機的正常運行，對壓縮機填料的研究是解決設備長周期運行的關鍵。

1.2 設備概述

表1 循環氣壓縮機主要技術參數

1.3 軸封填料密封原件及密封原理

在填料槽座內密封原件安裝順序如圖1所示，從高壓側到低壓側依次是由鎖閉環（六瓣）、二組密封環（三瓣）組成，軸封槽座內的主要密封件采用三、六瓣結構的平面填料，鎖閉環為三瓣環、密封環為六瓣環，由三段圓弧和三段扇形組成，外面都用鐲形彈簧把環箍在活塞桿上。安裝時鎖閉環須在高壓側，密封環在低壓側，并且三瓣環的切口必須與六瓣環的切口互相錯開，波形彈簧則提供一定量的軸向力和元件一起保證密封組件在軸封槽座內的定位，在活塞桿往復運動時不追隨。循環氣壓縮機工作時，氣缸內的高壓氣體沿著三瓣環與活塞桿的徑向間隙外漏，從三瓣環的徑向切口處漏入槽座內。由于六瓣環的徑向切口被扇形塊擋住，所以槽座內的壓力氣體不會從六瓣環處再向外泄漏。相反卻可以將六瓣環緊緊壓在活塞桿上從而起到密封作用。隨著鎖閉環和密封環的磨損，圓周的彈簧會提供徑向力使三、六瓣環收縮，始終保持密封面與活塞桿的貼合。

2 設備運行狀況及出現的問題

1） 填料多級出現高溫變形現象

2） 活塞桿與軸封配合處徑向尺寸Φ59.2mm，圖紙設計為Φ60mm+0.030mm，磨損約0.8mm。

3 原因分析

圖1 軸封填料示意圖

1） 軸封填料由6組串聯組成，每組填料由1個鎖閉環與2個密封環組成，每個槽座深度15.7mm，1個鎖閉環與2個密封環的排列的總厚度為15.4mm，填料軸向間隙0.3mm，槽座內徑94mm，填料外徑87.6mm。即填料徑向間隙6.4mm，壓縮機正常工作時，填料在槽內軸向方向產生周期性位移，徑向方向發生偏磨以及受力不均，間隙過大會影響填料的使用性能和壽命。

2） 活塞桿與軸封配合處徑向磨損，導致填料在槽座內徑向間隙增大。填料軸向受力增大，加快磨損，影響填料的使用性能和壽命。

4 解決措施

1） 改造填料徑向、軸向間隙，重新制作填料槽座，不改變填料尺寸，槽座內徑由原來的94mm調整為90.6mm，槽座深度由原來的15.7mm調整為15.48mm，通過加工填料槽座來保證填料徑向、軸向間隙，將軸向間隙由原來的0.3mm調整到0.08mm，徑向間隙由原來的6.4mm調整到3mm，并且在填料槽座的末級加工排放孔，確保填料級間無壓力。

2） 通過激光熔焊技術修復活塞桿，保證徑向尺寸、表面粗糙度達到圖紙要求。

5 改造與修復后運行情況

通過對填料槽座的改造、活塞桿磨損部位的修復，大大延長了填料組件的使用壽命，本次改造不僅節約了日常檢維修費用，還為裝置的平穩運行提供了保障，同時也為國內同類設備提供了參考經驗。

[1] 田景亮.往復式壓縮機操作維修指南[M].遼寧：遼寧科技出版社，2010.

[2] 安定剛.往復式壓縮機技術問答（第二版）[M].北京：中國石化出版社，2015.

[3] 王超，尹宏偉.循環氫壓縮機干氣密封的改造與應用[J].石油化工設備技術，2001，22（3）：59-61.

[4] 楊濤.循環氣壓縮機干氣密封改造[J].潤滑與密封，2005，（3）：173-175.

The Transformation and Research of Recycle Gas Compressor Shaft Seal Packing

Zhao Guo-ai，Bai Jun-ze，Pi Jun

TH457

B

1003–6490（2017）09–0129–01

2017–06–25

趙國愛（1990—），男，內蒙古豐鎮人，工程師，主要研究方向為化工設備維修與保養。