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離心壓縮機(jī)密封失效的原因與完善技術(shù)探討
2021-01-12劉勇 劉金琳 劉崢
摘 要:本研究通過對離心壓縮機(jī)的干氣密封失效的原因進(jìn)行了分析,針對這些原因并提出了幾點能夠完善離心壓縮機(jī)工藝的幾點技術(shù)改進(jìn),希望能夠為離心壓縮機(jī)的應(yīng)用提供一點幫助。
關(guān)鍵詞:離心壓縮機(jī);密封失效;原因;完善技術(shù)
前言:
本研究中所探究的離心壓縮機(jī)使用的干氣密封一般由兩組單端面密封串聯(lián)組合而成,不同端面之間的密封通常采用迷宮式的結(jié)構(gòu)。當(dāng)離心壓縮機(jī)工作的時候還需要為干氣密封系統(tǒng)配備一套監(jiān)控系統(tǒng),只有這樣可以Z大程度的保證密封系統(tǒng)的工作安全,對于進(jìn)行密封系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)行狀況的實時監(jiān)控,在危險狀態(tài)下進(jìn)行報警,同時在危險發(fā)生的前期能夠進(jìn)行預(yù)防,減少和避免更大的人員和財產(chǎn)損失。
一旦離心壓縮機(jī)密封環(huán)境出現(xiàn)異常,會出現(xiàn)一系列的異常現(xiàn)象,如火炬流量比正常流量要高得多。倘若離心壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常,設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后各項指標(biāo)逐漸變得穩(wěn)定,高壓一側(cè)的排放量也會隨著時間的推移而逐漸升高。另外設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時的工藝氣壓差是由于轉(zhuǎn)速和密封氣的共同作用下產(chǎn)生的,這種氣壓可以幫助設(shè)備維持正常的工作狀態(tài),并持續(xù)不斷的進(jìn)行調(diào)整。
在某些特殊的時刻會出現(xiàn)設(shè)備排放量高于正常排放量的情況,但不久這種異常現(xiàn)象就會被調(diào)整成正常狀態(tài)。伴隨著排放量升高的情況還可能出現(xiàn)低測的排放量升高的情況,但低測和高側(cè)的狀態(tài)變化基本保持一致,兩者的排放量也相對穩(wěn)定。研究者針對不同的異?,F(xiàn)象進(jìn)行分析后可以得出引起離心壓縮機(jī)密封失效的各種原因。
1.離心壓縮機(jī)干氣密封失效的原因
1.1 材料原因
一般在密封端面使用的材料硬度較大時,會在噴涂時加入一定量的金剛砂,加入金剛砂的目的是減少硬度較大材料對端面的摩擦耗損的程度,保護(hù)密封面的密封性能。即使系統(tǒng)中 的密封氣的排放量較高,只要系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制是正常工作的,就會很快將較高的排放量降至正常水平,在特殊的條件下甚至可以自行進(jìn)行調(diào)節(jié)和降低排氣量,具有這些調(diào)節(jié)功能的系統(tǒng)其干氣密封就是正常的,至少密封系統(tǒng)本身是有效的。在這種情況下如果仍出現(xiàn)了密封失效的情況,就只能說明密封補(bǔ)償環(huán)的組件和密封端未能保持一致。
此時導(dǎo)致密封失效的原因一般是異物進(jìn)入了一級腔體中,這些異物可以是催化劑粉末,也可以是其他的一些液體,這些異物都會阻滯靜環(huán)的活動,使其活動不夠靈活。通過將干氣密封系統(tǒng)進(jìn)行拆卸、清洗并去除雜質(zhì),如果仍存在密封失效的情況,就需要從其他的方面考慮導(dǎo)致密封失效的原因。
1.2 密封端面處于打開的狀態(tài)
密封端面是打開的情況下,在進(jìn)行高壓氮?dú)馇袚Q的時候,則密封腔體和密封端面上的雜質(zhì)和液體都會從斷面間的縫隙逃逸,時間一長就會出現(xiàn)離心壓縮機(jī)內(nèi)的高壓氮?dú)獾呐欧帕拷档偷那闆r。
1.3 離心壓縮機(jī)裝配質(zhì)量不合格
由于離心壓縮機(jī)每使用一段實踐都需要專業(yè)的工作人員進(jìn)行機(jī)器的檢修,之后在進(jìn)行自行裝配,由于裝配過程中未能按照規(guī)定安裝順序裝配、暴力拆裝、零部件卡死、未做好零件間的密封潤滑和密封氣夾帶上沾有封油等情況,容易造成裝配質(zhì)量問題。同時,在油膜缺口的位置加入了滑油,也會造成滑油污染和封油,并導(dǎo)致密封出現(xiàn)失效。檢修工作人員在拆機(jī)的過程中,會發(fā)現(xiàn)入口處密封彈簧損壞的情況,在密封處殘留了部分碎屑,這些情況都不利于在潤滑的位置的形成油膜。另外還存在浮環(huán)被卡死,油膜未能正常起到保護(hù)的作用,從而導(dǎo)致密封失效。
1.4 工作狀態(tài)的影響
在某些工作狀態(tài)下,即使離心壓縮機(jī)干氣密封經(jīng)過了全面細(xì)致的檢修和清理,并保持使用高壓氮?dú)?,即整個離心壓縮器各組件工作正常的情況下,仍有可能出現(xiàn)排放量不穩(wěn)定的情況。這是因為工藝氣帶液和雜質(zhì)的存在只是導(dǎo)致密封失效的原因之一,在實際的機(jī)器操作中倘若離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化速率過快,排放量就會出現(xiàn)較為明顯的變化。因此,可以說密封端面的密封失效還與機(jī)器的工作狀態(tài)息息相關(guān)。
離心壓縮機(jī)密封裝置中還存在一個輔助密封系統(tǒng),幫助靜環(huán)和動環(huán)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦密封斷面出現(xiàn)密封異常,氣模就會對設(shè)備產(chǎn)生反向作用力,當(dāng)這個作用力足夠大時,就能夠?qū)⑤o助密封和彈簧座之間的摩擦力克服,達(dá)到良好的密封效果。為保證良好的密封效果,密封圈的選擇時,需要著重考慮密封圈的擠壓特性、工作溫度、工作壓力、抗氣吸的能力。如果對密封圈的工作壓力要求不高,可以使用氟橡膠作為密封圈的材料。如果工作壓力較大,可以選擇四氟乙烯和彈簧材料作為密封圈的材料。
2.離心壓縮機(jī)密封失效技術(shù)完善
2.1 密封氣體的使用
在實際的工作過程中觀察發(fā)現(xiàn),離心壓縮機(jī)的密封氣體使用高壓氮?dú)猓蜁ρh(huán)氫的影響很大。一旦使用工藝氣作為密封氣體可以有效避免此類情況的發(fā)生,而且這樣只會造成一部分的蒸汽浪費(fèi),不會出現(xiàn)其他缺點,更不會影響這個離心壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.2 設(shè)備自身工藝的提高
在原有的離心壓縮機(jī)上可以增加檢測工藝氣壓差的報警設(shè)備,氣壓差設(shè)置為0.1兆帕?xí)r就會報警。另外,還需要增加氮?dú)鈮毫Φ娘@示裝備,能夠看到氮?dú)鈮毫Φ腪大值和Z小值,設(shè)置當(dāng)壓力差值到達(dá)一定限度就會報警。通過這兩種報警裝置可以有效進(jìn)行密封失效的實時監(jiān)控和提前預(yù)防,避免可能出現(xiàn)的設(shè)備損壞情況。
另外,還可以提高二級過濾器的精度,嚴(yán)格控制進(jìn)入到密封腔內(nèi)顆粒的數(shù)量,同時定期對過濾器進(jìn)行清洗和更換。在離心壓縮機(jī)的入口位置還需要安裝測溫裝置,通過控制進(jìn)入設(shè)備的溫度,減少工藝氣帶液情況的發(fā)生。
3.結(jié)語
離心壓縮機(jī)密封失效的原因可以從材料、密封端面處于打開的狀態(tài)、離心壓縮機(jī)裝配質(zhì)量不合格、工作狀態(tài)的影響等幾方面進(jìn)行考量,對于離心壓縮機(jī)密封失效技術(shù)完善,可以進(jìn)行密封氣體的使用和設(shè)備自身工藝的提高。
在實際的離心壓縮機(jī)使用過程中需要結(jié)合離心壓縮機(jī)的工作原理,分析壓縮機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和方法及使用環(huán)境,得出正確的導(dǎo)致密封失效的原因,同時針對存在的一些問題提出了幾個改善技術(shù),希望能夠為實際應(yīng)用中的離心壓縮機(jī)工作提供一些幫助。
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來源:《中國科技博覽》2016年25期