往复式压缩机在运行过程中,高压气体中存在大量的碳渣、硫化物以及胶质物等杂质,这些杂质会对活塞杆表面产生腐蚀,影响活塞杆表面光洁度,损坏密封环和活塞杆配合的密封面,高压气体便会泄漏到填料盒。同时,密封环外侧的拉伸弹簧上会沉积硫化物或胶质物,造成填料密封失效,导致往复式压缩机产生气体泄漏。
1、密封环故障
往复式压缩机在运行过程中,高压气体中存在大量的碳渣、硫化物以及胶质物等杂质,这些杂质会对活塞杆表面产生腐蚀,影响活塞杆表面光洁度,损坏密封环和活塞杆配合的密封面,高压气体便会泄漏到填料盒。同时,密封环外侧的拉伸弹簧上会沉积硫化物或胶质物,造成填料密封失效,导致往复式压缩机产生气体泄漏。
2、减压环故障
在密封环中,切向环更加重要,其起到主要密封的作用。减压环对气体具有阻流和降压作用,有利于提升切向环的密封效果。在活塞向曲轴侧运动时,减压环能够抑制气体回流气缸,平衡压力。如果减压环产生故障,对气体抑制作用会失效,因此头道密封环中的气体压力急剧降低,在压力不平衡的工况下,减压环与切向环会发生撞击甚至损坏。常见的破坏形式有弹簧断裂、切向环断裂、减压环与切向环连接桥断裂。综上,减压环减压效果明细影响密封效果及使用寿命。
3、填料密封结构与安装故障
该类型填料密封结构存在相对缺陷,造成密封效果不好,需要对填料密封整体结构进行优化。安装偏差也是影响密封效果的关键因素,如密封环轴向或径向间隙超标、填料盒与活塞杆同心度超标等。密封环在填料盒中的轴向间隙一般控制在0.25~0.45mm,若轴向间隙过小,压缩机高速运行时活塞杆盒密封环由于摩擦产生高温造成密封环膨胀卡死;若轴向间隙过大,密封环随着活塞杆进行往复运动,行程较大,使得端面密封失效。
1、密封环的改造设计
基轴制和基孔制目前是两种基本配合方式,活塞杆及密封环的配合方式均可采用。改造设计密封环时,尤其需要注意密封环开口间隙、密封环的厚度、活塞杆公差、配合面粗糙度。密封环的开口间隙过小,在磨损后与活塞杆配合密封失效;而开口间隙过大,直接导致气体通过开口流向低压位置,不具有密封作用。密封环有多种类型,通常由径向环、阻流环及切向环组成。目前常见的密封环组中,BT型密封环组由一道径向环及一道切向环组成,BTUU型密封环组和BT型密封环组的区别在于BT型密封环组基础上增加的两道金属阻流环,提升密封性。AL型密封环组中间的径向环和左右两边的径向环之间时凹凸配合,装配到填料盒内后即使在没有气体压力的作用下,中间的径向环也会对两侧的密封环产生轴向力起到密封两侧空间的作用。
2、减压环的改造设计
减压环对填料密封性能具有较大的影响,所以对减压环优化设计与改造意义重大。减压环比较常见的结构为三瓣式,将其改进为具有双螺旋槽结构的节流形式,双螺旋槽式减压环能够在两个方向形成节流减压作用,通过两组减压环的节流减压后,泄漏气体的压力会大幅度降低,可保护密封组。并且双螺旋槽结构减压环的润滑作用提高,密封环组与活塞杆、环组间的磨损程度大幅降低,可提高密封环性能与使用寿命。
3、填料密封结构改造设计
改进前填料密封主密封组是4组BT型密封环组,根据填料盒组的结构形式,密封环(靠近法兰侧的一组)前方设有漏气回收口,导致实际密封气缸高温高压气体的只有3组,当气缸内排气压力在临界状态时气体发生泄漏。所以对填料密封整体结构进行改进,将填料密封的漏气回收口向法兰侧移动,改进后填料密封使得参与气体密封的密封环组比原结构增加一组,原来密封组为BT型主密封组,改进后对前两组主密封组的结构改成一道P型减压环盒一道BTUU型主密封组,以增强填料的密封效果盒寿命。并且在AL型密封环组填料盒内设计充氮口,在填料盒内充适当压力的氮气,增强密封环的密封效果。
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