·31·2004年第2期氨压缩机机封泄漏原因分析和改造尚阳锋管泽培王建辉(河南省中原大化集团公司,濮阳457004)摘要分析原机械密封磨损、泄漏、使用寿命短的原因。改用流体动压非接触式螺旋槽端面密封后,基本达到了微磨损、无泄漏、可靠性高及寿命长的良好状态,确保了机组的正常运行,经济效益显著。关键词氨压缩机机械密封弹簧比压泄漏螺旋槽在某大型合成氨装置中,氨压缩机其密封系统中关键部分—轴端密封,采用单端面和双端面组合型机械密封。从1990年投产到1994年大修,氨压缩机机械密封运行一直非常稳定,从未发生因机械密封泄漏影响油品性能导致机组停车的事故。期间,于1991年和1993年2次检查机械密封,各零部件均无严重缺陷,每次都是按常规更换了动静环和辅助密封件(备件为伯格曼公司生产)。但1994年10月份检修后,由于操作指标、设计装配间隙、备件、检修质量等原因,引起机械密封多次泄漏。1氨压缩机密封系统的组成主要由密封供油、轴端密封、污油分离脱气三部分组成,如图1所示。图1密封系统布置示意图1.1密封供油部分由润滑/密封油泵打出的高压油,经密封油调压器调节后,以高于参考气约0.6MPa的压力进入机械密封。之后分2路,一路通到灯笼环与壳体形成的环形槽中,将灯笼环连同辅助机械密封静环一起推到左面位置,使动静环工作面分开。另一路进入主机械密封腔室,这路油绝大部分直接从腔室顶部流出,作为主机械密封润滑、冲洗、冷却用油。1.2轴端密封部分氨压缩机轴端密封采用伯格曼公司生产的H-D1/142-Kbl型机械密封,主密封为双端面机械密封,辅助密封为单端面机械密封,其结构如图2所示。在正常运行中,依靠密封供油系统供给的密封油,在主机械密封动静环端面形成一层极薄的油膜,将工艺气体封住。在停车并停密封油时,灯笼环在左面气体压力和静环弹簧推力作用下,被推到右面位置,辅助机械密封动静环紧密帖合,起密封作用,有效保证了轴端机械密封各种工况下均能可靠工作。1灯笼环2键3“O”形环4动环5“O”形环6定位套7轴套8锁紧套9防松螺丝10锁紧套11石墨垫图2机械密封示意图1.3污油分离脱气部分进入主机械密封腔室的油中,有极少部分穿过主机械密封内侧静环和动环密封端面进入参考气侧的B腔,同工艺气混合。这部分油又流入A腔,从A腔底部排出,经油气分离后,进入脱气槽,被加热脱除污油中的氨气,之后流入主油箱,循环使用。2机械密封运行情况机械密封从1994年大检修后开车至改造前,共更换4次,每次更换前后及机封运行情况如下。1994年10月检修后正常开车,几天就发现机械密封泄漏,润滑油回油中有氨味。经检查,北端(外©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·32·化工设备与管道第41卷侧)机械密封冲洗油回油温度明显低于南端(近B腔侧),泄漏原因为北端主机封动环不能随轴同步转动,动环内柱面上的“O”形环失效(图2件号5)。1995年1月14日利用停车机会更换提前装好的机封。解体换下的北端机封发现主机封动环锁紧套松动退出,锁紧套的防松螺钉未上紧,装在机封轴套上的动环“O”形环已被磨平。1995年1月14日更换机封开车,运行约10天又发现机封泄漏,压缩机回油有氨味,现场检查未发现异常。分析主动环为双端面工作,冷却油回油温度近80℃,所以动环的实际温度应更高,其“O”形环应当耐高温。查机封原生产厂家德国伯格曼公司为新比隆公司订的备件,同样用于主动环的“O”形环前后二次材质不一样,伯格曼备件的橡胶“O”形环外套氟化乙丙烯套。1995年2月26日利用停车机会检修机封,拆卸机封发现主动环“O”形环老化失效,其余零部件均无明显缺陷。主动环用带套“O”形环重新组装两套机封回装。1995年2月26日更换机封开车,运行至12月初又发现机封泄漏,润滑油回油中有氨味,南端氨味大于北端。现场检查南侧污油温度较高。运行到1996年3月发现南端机封污油回油量增大,油颜色变深,污油回油管回油不及,造成部分油内漏至压缩机内。为解决此问题,将油气压差由0.63MPa调为0.46MPa,污油回油量减少,油不再内漏至压缩机内。1996年4月11日利用全厂停车机会更换机封,拆下南端机封检查问题如下:主动环有约0.5mm的断口;机封轴套“O”形环老化,无弹性;静环“O”形环老化,其中主机封内侧静环“O”形环有一约6mm...
