裂解制冷壓縮機(jī)機(jī)械密封故障分析與技術(shù)改造

王鐵龍

摘 要：裂解制冷壓縮機(jī)是石油化工行業(yè)生產(chǎn)中使用比較廣泛的機(jī)械類型，其是乙烯裂解裝置的核心設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)的性能直接和乙烯裂解裝置的正常生產(chǎn)有著密切的關(guān)系，因此，石油化工行業(yè)生產(chǎn)中一定要保證其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在裂解制冷壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，還會出現(xiàn)一定的機(jī)械密封故障問題，這對其運(yùn)行的性能是具有嚴(yán)重影響，進(jìn)而影響生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，下面，本文就針對裂解制冷壓縮機(jī)機(jī)械密封故障進(jìn)行分析，進(jìn)而提出相應(yīng)的技術(shù)改造措施。

關(guān)鍵詞：裂解制冷；壓縮機(jī)；機(jī)械密封；故障分析；技術(shù)改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.012

0 前言

在石油化工行業(yè)生產(chǎn)中，裂解制冷壓縮機(jī)的使用主要類型是乙烯制冷壓縮機(jī)，其能夠?yàn)檠b置深冷分離的系統(tǒng)提供一定的低溫冷劑，從而保證整個裝置系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行，本文也主要針對乙烯制冷壓縮機(jī)進(jìn)行分析。在乙烯制冷壓縮機(jī)運(yùn)行中，其污油處理與控制系統(tǒng)的操作是比較復(fù)雜的，也頻發(fā)密封故障情況，其泄漏的密封油還比較容易造成系統(tǒng)凍堵，因此，這就需要對其進(jìn)行有效的技術(shù)改造，保證其具有良好的機(jī)械性能。

1 乙烯制冷壓縮機(jī)密封工作原理

在傳統(tǒng)的乙烯制冷壓縮機(jī)密封中，主要是采用浮環(huán)密封的手段，其又被稱作油膜密封，其主要是通過浮環(huán)的端面和密封座室間密封面、浮環(huán)和軸間小間隙區(qū)節(jié)流來進(jìn)行密封，并且通過相應(yīng)的油楔作用來使浮環(huán)有效的克服自重和軸或者軸套保持相應(yīng)間隙，從而避免其固體間直接的接觸，它其實(shí)是液體節(jié)流式的非接觸性密封。乙烯制冷壓縮機(jī)浮環(huán)密封主要是兩個浮環(huán)來組成，其浮環(huán)能夠于徑向以及軸向進(jìn)行一定位移，兩環(huán)間通過注入比其密封的氣壓高 0.035MPa密封油進(jìn)行密封，壓縮機(jī)朝向氣側(cè)內(nèi)浮環(huán)是比外浮環(huán)要短的，并且其間隙也比較小，其內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)部還通過迷宮密封以及擋油結(jié)構(gòu)等，來避免其油向氣側(cè)泄漏，因?yàn)槠渫飧…h(huán)的間隙比較大，其大多密封油是經(jīng)過外浮環(huán)向常壓的回油箱流動，其它密封油則是攜帶部分的密封乙烯的氣流流向油氣的分離器中，進(jìn)而進(jìn)行油相和氣相分離，其油相返回到主油箱內(nèi)循環(huán)進(jìn)行使用。

2 乙烯制冷壓縮機(jī)浮環(huán)密封存在問題

2.1 內(nèi)泄漏問題造成冷箱凍堵

乙烯制冷壓縮機(jī)的浮環(huán)密封是通過密封室內(nèi)注入一定的密封油，其浮環(huán)密封效果也是依靠其浮環(huán)和軸間的非常小間隙來實(shí)現(xiàn)對密封油的節(jié)流，而隨著其機(jī)組運(yùn)行的時間逐漸增加，浮環(huán)和軸配合的部位就會出現(xiàn)一定的磨損，進(jìn)而導(dǎo)致其間隙過大，其密封的效果也會變差，則就會發(fā)生密封油的內(nèi)漏，造成泄漏油進(jìn)入到機(jī)體的低溫工藝系統(tǒng)內(nèi)，由于其分離系統(tǒng)內(nèi)的冷箱板翅式換熱器間的流道比較小，其密封油在低溫的條件下就會凝結(jié)，導(dǎo)致凍堵現(xiàn)象，這對裝置的負(fù)荷是有一定影響的，進(jìn)一步的也會導(dǎo)致裝置出現(xiàn)停車情況[1]。

2.2 輔助系統(tǒng)復(fù)雜龐大

在乙烯制冷壓縮運(yùn)行中，其輔助系統(tǒng)是十分復(fù)雜和龐大的，這主要是由于浮環(huán)密封油氣的差壓十分小，進(jìn)而導(dǎo)致控制系統(tǒng)和回收處理中的污油設(shè)備就比較復(fù)雜，其主要有控制系統(tǒng)以及油氣的分離器等，這也就增加了其密封系統(tǒng)故障的幾率，并且這也增加了其日常維護(hù)的難度，比如，對油氣的差壓進(jìn)行控制和調(diào)整、對密封油的油質(zhì)進(jìn)行定期的分析以及對密封油泵日常的維護(hù)等，這些不僅操作復(fù)雜，同時其投資和運(yùn)行的費(fèi)用也比較高。由于這種浮環(huán)密封的方法并不能有效的達(dá)到其乙烯制冷壓縮機(jī)組密封的要求，其裝置也不能長周期穩(wěn)定的運(yùn)行，本文就將浮環(huán)密封改造成干氣密封的方式。

3 干氣密封的原理

干氣密封主要是固定與密封于轉(zhuǎn)動軸上部的動環(huán)和由彈簧力來頂著的相應(yīng)靜環(huán)來配合組成，它是由氣膜潤滑形成的一種非接觸式的機(jī)械密封方式，在其旋轉(zhuǎn)環(huán)的表面上一般還開有相應(yīng)的螺旋槽，本文中的技術(shù)改造采用的是雙端面的可雙向旋轉(zhuǎn)的密封方式。

在這種密封方式的運(yùn)轉(zhuǎn)下，其密封氣就會被泵引入螺旋槽的根部，進(jìn)而就會順著其密封槽堰進(jìn)行流動，其密封槽堰會對氣體進(jìn)行節(jié)制，然后流向中心部分，其氣體會被壓縮而造成壓力的升高，其所產(chǎn)生壓力也會使動靜環(huán)產(chǎn)生分離，并在其間產(chǎn)生相應(yīng)的穩(wěn)定氣膜，其穩(wěn)定氣膜的厚度一般在3～5μm，這樣就形成了一定的密封氣膜，就能夠有效的實(shí)現(xiàn)對其軸向泄漏的密封。

4 干氣密封的具體技術(shù)改造措施

4.1 主密封系統(tǒng)

干氣密封主密封系統(tǒng)的密封氣體主要由乙烯氣、氮?dú)庖约皦嚎s機(jī)的出口氣等三種氣體內(nèi)任一氣體進(jìn)行供給，氮?dú)庖话愠Ｓ糜谄鋲核贆C(jī)的啟動以及停車，在其運(yùn)行達(dá)到正常后，就會將壓縮機(jī)的出口氣來當(dāng)做密封氣，而乙烯氣主要是作為備用的密封氣使用，在其主密封氣得到引入之后，需要先經(jīng)過過濾器進(jìn)行凈化，并且要求其過濾的精度達(dá)到1μ，進(jìn)而再分兩路來進(jìn)行壓縮機(jī)高和低壓端部分的密封腔[2]。

4.2 隔離系統(tǒng)

由于潤滑油粘度是比氣體的粘度大的，因此進(jìn)入到密封腔的潤滑油就會將靜環(huán)造成剪碎或者導(dǎo)致其端面出現(xiàn)燒毀，想要避免潤滑油流入到干氣密封的端面，造成其密封系統(tǒng)的破壞，于密封腔和軸承箱間還需要設(shè)置相應(yīng)的隔離氣，隔離氣主要是進(jìn)行密封系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的隔離，隔離氣主要使用氮?dú)猓涞獨(dú)庠诮?jīng)過相應(yīng)的過濾器進(jìn)行凈化后，進(jìn)入到其壓縮機(jī)的高低壓斷的隔離腔，并且其過濾器的精度要求達(dá)到10μ。

4.3 泄放系統(tǒng)

在改造后的壓縮機(jī)運(yùn)行中，其主密封氣和隔離氣泄漏部分在通過匯集之后，就能夠通過相應(yīng)的管路進(jìn)入到火炬系統(tǒng)中，其管路中還設(shè)置了安全閥的保護(hù)裝置，為了實(shí)現(xiàn)對密封運(yùn)行的監(jiān)控，還可以設(shè)置異形的報(bào)警裝置，其主密封氣需要設(shè)置壓力的低位報(bào)警和流量的高位報(bào)警等，隔離氣也設(shè)置壓力的低位報(bào)警。

5 結(jié)語

乙烯制冷壓縮機(jī)在進(jìn)行干氣密封的改造后，能夠有效的發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行比較穩(wěn)定，同時各項(xiàng)的技術(shù)指標(biāo)也達(dá)到了相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了對浮環(huán)密封系統(tǒng)密封油內(nèi)漏以及冷箱凍堵的問題，并且也有效的降低了維護(hù)的難度和費(fèi)用，因此，其經(jīng)濟(jì)效益也比較良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳華豪，莫才頌.裂解制冷壓縮機(jī)機(jī)械密封故障分析與技術(shù)改造[J].液壓氣動與密封，2017，37（10）：33-36.

[2]陳緒兵.螺桿式制冷壓縮機(jī)機(jī)械密封溫度測試研究[J].建材與裝飾，2014（04）：00036.