键盘防尘罩山西潞安煤基合成油有限公司 刘文林 胡贤贤
【摘要】介绍了循环氢压缩机填料密封的结构和原理，对新填料组装后泄漏的原因进行了分析，总结了解决该类问题的主要对策。 【关键词】压缩机 填料 泄露
山西潞安煤基合成油有限公司共有2台循环氢压缩机组，机组型号D-13.2/72.2~106.3,为两列两缸一级压缩的对称平衡型往复活塞式压缩机组，几次例行检修更换新填料后，频繁在负荷试车时出现填料函泄漏情况，现将其填料函结构及主要泄露原因分析如下，并将承压填料在检修安装中的主要要点加以总结。 一、填料密封的结构形式
该机组填料函结构采用水冷却填充聚四氟乙烯材料的平填料，填料函主要由7组填料盒组成，每组填料盒由三个RTB结构密封圈组成（如图1），每个密封圈外圆均缠有圆柱形螺旋弹簧，借由拉伸弹簧的周向力缠紧在活塞杆上，工作时在气体压力作用下，密封圈内圆与活塞杆保持良好的接触。填料盒均有水冷却结构，冷却水通过填料盒上的环槽来冷却填料，以提高填料的使用寿命。在填料盒压力端设有两组稳压环，利用其节流作用来降低气体压力频繁波动对填料组件的冲击，填料函压盖内设有两组楔型密封圈，中间充氮气，以密封、稀释微量泄露的氢气，并通过填料函上的抽气孔和中体顶部放空管将依次向外微量泄露的气体引出高位放空，以保障机组运行安全。 图1 RTB填料 图2 填料与活塞杆装配
二、填料密封的原理与可能的泄漏点
图2所示为RTB填料环组装到活塞杆上的情形，安装时从左（气缸侧）至右（曲轴侧）依次为径向环、切向环、阻流环，阻流环的主要作用是支承径向环和切向环，保持填料组的刚性，其内径略大于活塞杆外径；径向环与切向环内径一般比活塞杆外径小2.5mm左右，装在活塞杆上时切口被撑开，以补偿其在使用中的磨损量，两者之间有定位销定位，保证其切口相互错开，因此径向环的主要作用就是密封住切向环的开口位置，主要起密封作用的是切向环。
压缩机填料密封为动密封，当压缩机工作时填料组件随着活塞杆的往复运动在填料盒两端面间相应往复运动，当靠近填料函的气缸端被压缩时，活塞杆向曲轴端运动，填料密封环靠向低压侧，气体从径向环与填料盒端面之间的轴向间隙和径向环的切口间隙 中进入填料的外侧，在气体力的作用下形成4个密封面：径向环与切向环切口错开形成密封面1、切向环与阻流环端面形成密封面2、阻流环与填料盒环槽侧面形成密封面3，切向环与活塞杆表面形成密封面4。这样就阻止了气体的 泄漏，从而起到密封作用，这4个密封端面也就是填料组件运行过程中可能存在的4个泄漏点；当气缸吸气时，填料密封环靠向高压侧（气缸端），气体通过径向环的切口间隙部分回流进气缸，以释放各级填料盒中积存的气体压力；如此往复循环，建立起密封系统。
三、泄露原因分析及对策
通过对填料密封原理的分析，检查对比循环氢压缩机组几次新填料安装的情况，对该机组及其它类似机组新填料组装后泄露的原因分析总结为下几点：
1、新填料密封环安装方向错误。
如果阻流环与径向环安装位置颠倒，则在活塞杆向曲轴端运动时，高压气体将直接通过径向环的切口向低压侧泄露。这种错误最容易发生在阻流环与径向环材质相似时，一般员工不易辨识径向环与阻流环，简单的办法就是对比二者内径，内径大者为阻流环。
2、新填料安装时未检查活塞杆的过度磨损
因机组操作压力过大及材质、介质腐蚀等综合因素，循环氢压缩机组活塞杆与填料接触处的磨损较快，一次计划检修时活塞杆直径已经磨损减小约2mm，但因磨损表面光亮无划痕，用手感难以发觉活塞杆的缺陷，因而未予更换，导致填料环与活塞杆表面形成泄漏通道，回装后新填料发生泄漏。因此在新填料组装时，要重点注意除了检查活塞杆表面有无裂纹、划痕、镀层腐蚀点等明显缺陷外，还应检测其磨损量及磨损的形状，判断是否会影响到填料密封。
3、填料盒密封面表面粗糙度不合格、存在磨损、麻点、划痕等缺陷
2012年5月机组检修更换填料、活塞杆，开车后泄漏，屡次未能发现原因，在排除填料质量、与活塞杆表面接触面积、安装错误等因素后，我们把原因锁定在了填料盒密封面上，
经检查虽无明显较大的划痕等情况，但整个密封面较为污浊粗糙，特别是与阻流环贴合处，承受带有微量杂质密封气的频繁冲击及腐蚀，因此采取将全部填料盒两侧密封平面在研磨机上逐步使用由粗到细的研磨膏加以研磨，保证其光洁无划痕、磨伤、麻点等缺陷，表面粗糙度在0.8以下，如此安装后，填料密封正常。 因此在平时拆装过程中还要重点注意保护填料盒密封面，检查到缺陷时及时修复。
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4、新填料各项间隙不合格按摩锤
新填料组装重点要保证轴向间隙在技术文件要求的范围内，轴向间隙过小，环组在工作时会受热胀死；间隙过大，环组在气体力及活塞杆运动牵引下会发生撞击而影响环组工作的可靠性，并导致过早损坏；切口间隙是保证填料有一合适的磨损补偿，当值为零时，填料即失效；径向间隙使得填料环组在环槽中可以自由浮动，用来补偿活塞杆的径向摆动。
四、检修及安装要点
在填料的安装检修作业中，重点需要把握好以下几点
1、填料盒两侧密封面，填料环内圆面和两端面应光洁无划痕、磨伤、麻点等缺陷，表面粗
糙度在0.8以下。
2、新填料安装到活塞杆上检测对比，阻流环内径应略大于活塞杆外径。
3、检测各级填料联接销子与销孔配合情况，应使销子稍短于销眼，以保证各级填料密封面的贴合。
4透明导电膜、填料平面和径向密封面应贴合均匀，贴合面积符合技术文件要求，无具体要求时不少于75%。
5、各级填料盒组装时必须按原顺序回装。
6、各级填料组件安装方向正确，径向环靠近气缸方向，切向环在中间，接着是阻流环，各组填料的切口相互错开。
7、安装时，按技术文件要求保证填料的轴向间隙与径向间隙，如果轴向间隙过小，需要研磨，只能平整地研磨径向环的高压侧。
8仿形车床、填料回装完毕，仔细检查油路、水路、气路是否顺畅。
9、填料函安装到机组上以后，打开循环水，检查回水是否顺畅，填料及气缸内是否渗水。
五、结论
运用以上方法，通过数次检修实践，有效地解决了压力较高的承压填料更换后容易泄露的问题，因此，只要牢牢理解和掌握填料密封的结构和密封原理，在实际检修工作中加以分析运用，并把握好安装要点，就能有效提高检修质量，避免新组装填料泄漏。
参考文献
[1]HG25008-91 活塞式压缩机维护检修规程燃气吹灰器.
[2]SH/T3544-2009 石油化工对置式往复压缩机组安装验收规范.
[3]任晓善.化工机械维修手册.北京：化学工业出版社，2004.
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