周斌
（中石化安慶分公司）

　　1　引言
　　安慶800萬t/a煉化一體化項目200萬t/a重油加氫裝置新氫壓縮機，采用的是沈鼓設計制造的往復壓縮機，機型為4M80-30/18.5-195-玉-BX，工作介質為純氫。機組入口正常壓力1.75MPa，出口壓力19.3MPa，該機型在全國范圍內首次用于重油加氫裝置。自投產以來，新氫壓縮機填料泄漏頻繁，導致機組頻繁切換、檢修，嚴重影響了裝置安全平穩運行。為此，通過對原填料部件結構分析，找出泄漏原因，重新加工填料盒末端氣缸密封面，重新設計了填料盒結構，改變了填料環組合方式，實際使用后大大降低了泄漏頻率，確保了機組長周期運行。
　　2　填料密封結構及工作原理
　　2.1填料密封結構
　　填料部件的組成結構，如圖1所示。填料環組安裝在填料杯槽內，每個填料杯槽間采用O型圈密封的方式。組裝結束后，通過螺栓將整個填料部件和氣缸的軸側連接，加之合適的預緊力既保證了填料環槽之間的密封，也保證了填料盒末端通過末端墊片與氣缸的密封。根據需要，填料部件設置有潤滑、冷卻、保護氣和漏氣回收。

　　2.2填料環組工作原理
　　填料環組的組成與正常的安裝順序如圖2所示，從高壓側到低壓側依次是，起減壓作用的減壓環；起密封作用的主密封環組；Z外側的氮氣密封環組，以阻止泄漏的氫氣從排氣孔泄漏到中間接筒。主密封環組由徑向環和切向環組成，高壓工況的主密封環通常還有阻流環，以保證切向環工作穩定性，防止高溫、高壓下發生變形。切向環主要作用是密封作用，徑向環作用是減壓與泄壓的作用。工作原理如圖3所示，當氣體壓力不存在時，彈簧力作用在填料環上，將環瓣圍繞著活塞桿組合在一起。填料環組在杯槽中可以自由浮動，用來補償活塞桿的徑向跳動。密封環之間用銷/孔結構固定相對位置（由圖2可以看出），切向環的切口間隙被徑向環覆蓋，封閉了泄漏路徑，氣體從軸向間隙和徑向間隙進入填料盒的杯槽內，氣體壓力使填料環分別與活塞桿表面及杯槽端面形成密封。

　　3　填料泄漏原因分析

　　3.1運行時的問題現象
　　（1）填料漏氣溫度、填料溫度和隔離室放空管溫度超過100℃；
　　（2）冷卻水站水箱有氣體排出，用可燃氣體檢測儀發現是氫氣，水箱水位下降較快，需頻繁補水。
　　3.2拆檢情況
　　（1）氣缸末端密封面存在明顯加工刀痕；
　　（2）填料盒杯槽內有水；
　　（3）中間接筒有水殘留；
　　（4）部分填料環組裝反。
　　3.3泄漏原因分析
　　（1）氣缸密封面有徑向貫穿的加工刀痕（如圖4所示），導致氫氣通過該加工刀痕外漏。因一、二級工作壓力較低，所以一、二級漏氣溫度較雙三級低很多。
　　（2）如圖5所示，杯槽之間O型圈別壓潰，導致高壓氫氣反串至冷卻水系統。氣體大量泄漏時，連接冷卻水的金屬軟管破裂，冷卻水大量泄漏，導致水箱液位快速下降。拆檢時杯槽內有存水，如圖6所示。
　　（3）填料盒結構不合理，如圖7所示，筒深超過400mm，填料杯槽安裝困難，容易出現O型圈壓偏以至螺栓緊固后出現壓斷的現象。此外，原填料盒的冷卻水腔全部在杯槽外側，離工作的填料環組較遠，不能有效帶走熱量。

　　4　解決方案
　　（1）機組解體，將各級氣缸末端密封面進行機械加工修復，表面粗糙度要求為Ra1.6。修復前后的氣缸密封面如圖8所示。

　　（2）加強檢修質量把關，確保填料環組正確安裝后，防止杯槽串動。活塞桿回裝時，應重點防止活塞桿尾端專用工具對填料環組造成的磕碰損傷。
　　（3）對于7組主密封環組，靠近高壓側的3組使用PEEK材質，后4組采用TFE材質，以保證高壓側環組的強度。
　　（4）采用新型填料盒。改變了填料筒的形式，使杯槽的安裝方便快捷，確保了杯槽間O型圈精確安裝到位。同時，改進后的填料盒冷卻水腔距離杯槽距離更近，改善了冷卻效果。
　　（5）合理調整安裝工序，填料盒安裝后，在安裝活塞桿之前連通填料冷卻水試壓，確保無水漏出后回裝活塞桿，保證安裝質量的同時提高了檢修效率。
　　5　結語
　　新氫壓縮機K101ABC是重油加氫裝置的關鍵設備，通過修復機組氣缸密封面，改變填料盒型式，改進填料環安裝方法，加強填料環組安裝質量的檢查，解決了填料頻繁泄漏的問題，大大降低了生產安全風險，減少了機組啟停和維修的次數，不僅保證了安全穩定生產，同時大大降低了檢修工作量。
　　參考文獻：
　　[1]王福利.石油化工廠設備檢修手冊-壓縮機組[M].北京：中國石化出版社，2012.
　　[2]郁永章.容積式壓縮機技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2005.

來源：《壓縮機技術》