压缩装置密闭系统的优化与改进

　　1压缩机工况及原气封结构简介1 1压缩机工况工作转速10 740 r/m in；进口温度140 ；进口压力0 105 M Pa （绝压）；出口压力0 28 M Pa （绝压）。

　　1 2压缩机原气封结构原气封结构如所示。

　　机壳型式为水平剖分式，平衡盘处采用曲折型迷宫密封，密封室用DN65的平衡管与进口相连。轴封采用两级平滑型迷宫密封，每级密封均充氮气辅助密封，级间接放空管。

　　3气封的改造对于离心式压缩机的轴封结构，目前使用效果较好的是干气密封。由于我公司的这2台压缩机的压缩介质易结晶，并含有固体颗粒，如果改成干气密封，容易磨损其动环与静环，效果不会太好，所以决定继续使用迷宫密封。由于压缩机介质压力不是很高，所以通过合理的改造可以取得满意的效果。改造的基本思路是将堵改造密封型式、通增加平衡管、封保证密封气供应3个环节结合起来。

　　3 1轴封结构的改造原设备密封结构为平滑型迷宫密封，梳齿与密封体的径向间隙为0 30 0 40 mm.由于迷宫密封是利用节流原理使气体每经过一个齿片压力就下降一次，经过一定数量的齿片后就有较大的压降。实质上迷宫密封就是给气体的流动以压差阻力，从而减少气体的通过量。参考气体漏气量计算公式：G = a D S 1 z- 1 + 1 a 2 p 1式中G迷宫密封*大漏气量， kg/s；a泄漏修正系数；a系数， a = k（2 k + 1）k + 1 k - 1， k为气体

　　等熵指数；D S密封直径；z密封片数量；p 1平衡室压力；v 1平衡室处气体比体积；S密封体与密封片间隙。

　　合理地改变公式中的参数，就可降低漏气量。其中系数a、v 1与压缩机工况及介质的物理性质有关，不可改变。而要增加密封片数量z，势必增加主轴与密封室的轴向尺寸，改造难度较大，而且齿片过多，对进一步降低漏气量作用也不明显。而改变a、p 1、S这3个参数是行得通的。从公式中可以知道漏气量与a、p 1、S成正比，降低这3个变量就可以减少漏气量。平滑型迷宫密封修正系数a比曲折型迷宫密封大，经研究，决定将平滑型密封改为曲折型密封。同时将密封片全部更换，加工出高低牙，并按照以下经验公式计算梳齿与密封体之间的间隙。

　　S = 0 2+ （ 0 3 0 6）D /1000式中S梳齿与密封体间隙；D轴颈外径。根据计算结果，决定将梳齿与密封体之间的间隙控制在0 15 0 20 mm.

　　3 2平衡盘后卸压孔的改造原设计在压缩机末级叶轮后面安装有1个平衡盘，盘的外缘有迷宫密封片，盘的内侧受到末级出口气体压力作用，盘的外侧用平衡管与压缩机进气室连通，以保持盘后压力与进气室压力相近。这样，一方面可以使盘两侧有*大的压力差，平衡轴向力，另一方面也可以降低轴封处气体泄漏量。由于NH 3与CO 2混合气体在工艺条件下的结晶温度为60 ，一旦平衡管内温度低于60 ，介质就会在管道内结晶。在设备检修时我们也确实经常发现平衡管结晶堵塞。平衡管堵塞后平衡室压力会升高，从而引起气封处漏气量增大。针对这种情况，我们决定增加1个平衡盘后卸压孔及1条平衡管道，并且使增加的平衡管贴近壳体，目的是利用壳体的温度给平衡管加热，确保管内气体不结晶。

　　3 3平衡盘的修复目前，国内离心式压缩机平衡盘处密封大多采用迷宫型密封，有的在平衡室出口和压缩机进气室入口各安装1个压力表，通过观察2个压力表之间的压力差来判断平衡盘处气体泄漏量大小。我公司压缩机平衡盘处采用的也是曲折型迷宫密封，但未安装压力表，不能直观地判断平衡盘密封的好坏。利用这次改造机会对其间隙进行测量，结果发现密封片或倒或损，间隙值远远超过设计值0 30 0 55 mm，*大值为0 70 mm.

　　由于平衡盘处密封效果不好，气体泄漏量增加，影响了轴向力平衡，使密封室压力增加，导致轴封处气体大量泄漏。为此，将密封片全部更换，并控制修复后的间隙在0 30 0 40 mm.

　　4油封的改造原设计中油封密封片选用的是不锈钢材料，为了防止密封片与主轴接触产生火花及磨损轴颈，密封片与主轴间的间隙就不能设计得过小，一般设计值为0 15 0 25 mm，即便这样，在运转过程中也很难避免二者接触。在设备初次试车时，就发生了摩擦着火。若油封间隙过大，封油效果不佳，就会造成现场到处是油，而且漏出来的油一旦与高温壳体接触，便会着火。经过研究，我们将密封片材料改为铝合金，由于这种材料不会产生火花，所以可以将间隙控制得？小，实际间隙为0 10 0 15 mm.

　　5结束语通过对E56- 4离心式压缩机气封及油封的改造，使现场环境得到了极大的改观。改造后设备已投运近1 a，情况良好，气体泄漏量微乎其微，润滑油几乎无泄漏，同时增加了氨回收量，取得了可观的经济效益：每生产1 t成品氨，就多回收0 097 t氨，按市场价格每吨氨2 000元计算，扣除回收氨的消耗，每生产1 t成品氨就可节约50元。因为利用我公司机修分厂CW61100车床就可对密封片、密封体进行加工，无需将主轴送回制造厂，因此缩短了改造工期，减少了改造费用。

　　此次改造虽然解决了漏气及漏油的问题，但该气封使用氮气做为密封气，运行成本较高。如果能用空气替代氮气，运行成本会下降很多，这也是我们今后探索研究的目标。