王傳榮

摘　要：通過解析21-K-2471雙螺桿壓縮機浮環(huán)密封的結(jié)構(gòu)特點及工作原理，結(jié)合檢修中發(fā)現(xiàn)浮環(huán)的損壞形式，分析造成此壓縮機浮環(huán)密封泄漏的原因，為密封泄漏問題尋求積極的解決方法，對整個機組以至整個裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)具有重大意義。

關(guān)鍵詞：螺桿式；浮環(huán)密封；工作原理；泄漏；穩(wěn)定

1　引言

21-K-2471雙螺桿脫氫尾氣壓縮機是某廠苯乙烯裝置中脫氫單元的關(guān)鍵機組，由于壓縮機輸送的介質(zhì)中含有大量粗氫混合物，遇油易爆炸，所以壓縮機的密封一定要保障介質(zhì)與油分離。2009年和2011年都出現(xiàn)因密封泄漏而導(dǎo)致停機故障，嚴(yán)重影響裝置的正常生產(chǎn)，所以要分析造成密封泄漏的原因，尋求解決故障的方法，保障裝置的正常生產(chǎn)。

2　浮環(huán)密封工作原理

2.1 密封結(jié)構(gòu)

浮環(huán)密封的實際安裝位置圖如圖1。

此壓縮機的密封共計4套，2種類型（高壓端密封與低壓端密封），高壓端密封在總長度方面比低壓端密封長32.5 mm，其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2。

2.2 浮環(huán)結(jié)構(gòu)

浮環(huán)結(jié)構(gòu)實物圖如圖3。

此壓縮機的浮環(huán)密封環(huán)組每組都由4個1/4密封環(huán)組成（接口形式如圖3（d）），整體被一個長彈簧繩捆在一起形成一個封閉的密封環(huán)，這樣浮環(huán)可以徑向膨脹。軸向在密封腔體內(nèi)有約0.70 mm的間隙，由軸向小彈簧作為補償，一套散件如圖4。

浮環(huán)材料主要成分為填充石墨、聚四氟乙烯，具有良好的自潤滑作用，有效減少開停機過程中磨損。圖3（a）圖的小彈簧可使浮環(huán)端面（密封線） 在開機前貼在級間隔板端面上，彈簧安裝在壓力高的一側(cè)端面上，如圖1所示，蒸氣進(jìn)氣室5的左、右，浮環(huán)上軸向彈簧安裝方向都是在蒸氣室5的一側(cè)，同理氮氣進(jìn)氣室左右的彈簧安裝方向都朝向氮氣進(jìn)氣室。軸向彈簧的作用是保障端面密封的補償。

2.3 浮環(huán)密封的工作原理

如圖2中所示，靠近壓縮機內(nèi)部相鄰的5組浮環(huán)是密封介質(zhì)的；靠近潤滑油箱側(cè)3組相鄰浮環(huán)是密封潤滑油的；分別通入蒸氣（密封介質(zhì)側(cè)）和氮氣（密封潤滑油側(cè)） 作為密封氣，密封氣的壓力要求為15 kPa。下面分別闡述介質(zhì)密封與潤滑油密封的工作原理。

2.3.1 介質(zhì)側(cè)的密封工作原理

如圖2，蒸氣通過進(jìn)入室5進(jìn)入汽封，進(jìn)入的蒸氣分為2個方向分流，一部分向機體內(nèi)部方向進(jìn)入，一部分向潤滑油側(cè)進(jìn)入。向機體內(nèi)部進(jìn)入的蒸氣，一部分將浮環(huán)端面密封線推靠在級間隔板的密封面上，形成端面密封；一部分走徑向通氣槽，將浮環(huán)膨脹開，在浮環(huán)與軸套之間形成一定剛度的氣膜，將機體內(nèi)部向外流竄的介質(zhì)氣密封，這樣端面與徑向都形成有效的密封，由于機體內(nèi)部的介質(zhì)氣與蒸氣密封氣形成對壓，所以密封蒸氣不會進(jìn)入機體，臨末返回流向排污室6，進(jìn)入火炬管線；向潤滑油箱側(cè)流竄的蒸氣，也被浮環(huán)節(jié)流、憋壓，形成密封壓力氣，端面的密封也被推靠形成端面密封，臨末在浮環(huán)與軸套之間也形成氣膜，蒸氣循環(huán)流入排污室6內(nèi)排向火炬。

2.3.2 潤滑油側(cè)的密封工作原理

氮氣通過密封氮氣進(jìn)氣室7進(jìn)入汽封，也分為2個流向，向潤滑油箱內(nèi)側(cè)流入的氮氣，一部分氮氣將浮環(huán)端面密封線推靠形成端面密封，一部分氮氣走通氣槽，將浮環(huán)膨脹開，在浮環(huán)與軸之間形成氮氣密封膜，這樣有效的密封住潤滑油向介質(zhì)側(cè)泄漏，另一個方向的氮氣與內(nèi)密封蒸氣一樣形成密封壓力氣，大部分（極少部分氮氣進(jìn)入油箱后，通過排氣管排出）都從排污室6排向火炬線。以氮氣為密封氣的另外一個目的也是為了降低爆炸危險性。

2.3.3 浮環(huán)與軸套間隙值取值

浮環(huán)與軸套之間在工作的過程中是有一定間隙的，這個間隙是由密封氣膨脹出來的，而靜止的狀態(tài)下，浮環(huán)與軸套之間無間隙，透光試驗見圖5。

開機之前要通入密封氮氣與蒸氣，使浮環(huán)密封脹開，浮環(huán)的端面密封貼死，保障密封氣保壓，標(biāo)準(zhǔn)壓力為15 kPa。運行過程中，浮環(huán)與軸套間隙

內(nèi)部充滿的密封氣，形成密封氣膜，在剛剛開機的時候，浮環(huán)與軸套會自動對中，運行穩(wěn)定后，基本與軸套同心，浮環(huán)與軸套并不接觸，所以浮環(huán)在運行過程中不磨損。密