1 引言
安庆800万t/a炼化一体化项目200万t/a重油加氢装置新氢压缩机,采用的是沈鼓设计制造的往复压缩机,机型为4M80-30/18.5-195-玉-BX,工作介质为纯氢。机组入口正常压力1.75MPa,出口压力19.3MPa,该机型在全国范围内首次用于重油加氢装置。自投产以来,新氢压缩机填料泄漏频繁,导致机组频繁切换、检修,严重影响了装置安全平稳运行。为此,通过对原填料部件结构分析,找出泄漏原因,重新加工填料盒末端气缸密封面,重新设计了填料盒结构,改变了填料环组合方式,实际使用后大大降低了泄漏频率,确保了机组长周期运行。
2 填料密封结构及工作原理
2.1填料密封结构
填料部件的组成结构,如图1所示。填料环组安装在填料杯槽内,每个填料杯槽间采用O型圈密封的方式。组装结束后,通过螺栓将整个填料部件和气缸的轴侧连接,加之合适的预紧力既保证了填料环槽之间的密封,也保证了填料盒末端通过末端垫片与气缸的密封。根据需要,填料部件设置有润滑、冷却、保护气和漏气回收。
2.2填料环组工作原理
填料环组的组成与正常的安装顺序如图2所示,从高压侧到低压侧依次是,起减压作用的减压环;起密封作用的主密封环组;最外侧的氮气密封环组,以阻止泄漏的氢气从排气孔泄漏到中间接筒。主密封环组由径向环和切向环组成,高压工况的主密封环通常还有阻流环,以保证切向环工作稳定性,防止高温、高压下发生变形。切向环主要作用是密封作用,径向环作用是减压与泄压的作用。工作原理如图3所示,当气体压力不存在时,弹簧力作用在填料环上,将环瓣围绕着活塞杆组合在一起。填料环组在杯槽中可以自由浮动,用来补偿活塞杆的径向跳动。密封环之间用销/孔结构固定相对位置(由图2可以看出),切向环的切口间隙被径向环覆盖,封闭了泄漏路径,气体从轴向间隙和径向间隙进入填料盒的杯槽内,气体压力使填料环分别与活塞杆表面及杯槽端面形成密封。
3 填料泄漏原因分析
3.1运行时的问题现象
(1)填料漏气温度、填料温度和隔离室放空管温度超过100℃;
(2)冷却水站水箱有气体排出,用可燃气体检测仪发现是氢气,水箱水位下降较快,需频繁补水。
3.2拆检情况
(1)气缸末端密封面存在明显加工刀痕;
(2)填料盒杯槽内有水;
(3)中间接筒有水残留;
(4)部分填料环组装反。
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