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螺杆压缩机密封原理学习

2020-06-30
韩强
  前言:硫磺气柜螺杆压缩机是用于燃料气回收的喷液双螺杆压缩机,型号为LGW450/2003,螺杆间旋转冷却依靠喷柴油完成。轴封装置采用迷宫密封加油膜密封组合型式。迷宫密封充入氮气,密封原理利用气体通过间隙时的节流作用,增加价值泄漏的流动阻力。油膜密封是借助端面开设的流体动压槽,在旋转条件下的粘性剪切作用把液体泵入密封端面之间。
  密封气系统概述:工艺气系统泄漏后,首先因为压差的原因通过平衡管重新回到进气管,其次气体通过迷宫密封,利用气体通过间隙时的节流,达到增加流阻减少泄漏的目的,同时在迷宫密封背压处冲入一道氮气(称之为密封气),其压力高于平衡腔内压力,这样确保了泄漏介质不会通过,多余氮气将被高点放空。
  润滑油粘度下降:压缩机C机在使用过程中润滑油运动粘度下降,化验为25(正常为32)初步怀疑油膜密封泄漏导致,机体内柴油串至润滑油箱污染润滑油导致。A机故障状态为润滑油箱液位在设备运行过程中处于持续下降趋势,润滑油耗量严重超过正常值,初步怀疑油膜密封泄漏串至机体内随介质输送走。
  泄漏状态发生时现场数据记录
  C机润滑油化验指标
  A机润滑油下降趋势
  处理过程:粘度降低发生后立即联系压缩机及密封厂家到厂共同分析原因,初期怀疑密封泄漏的可能性最大,经商讨后决定对压缩机密封进行打压试验,通过打压试验判定密封是否泄漏。首先对C机密封进行打压,打压结果如下:
  1、一级缸驱动端阴转子0.70Mpa-0.46Mpa15分钟内有压降趋势,至0.46Mpa保压5分钟无压降。
  2、一级缸驱动端阳转子0.72Mpa-0.44Mpa15分钟内有压降趋势,至0.44Mpa保压5分钟无压降。
  3、一级缸非驱动端阳转子0.68Mpa-0.48Mpa15分钟内有压降趋势,至0.48Mpa保压5分钟无压降。
  4、一级缸非驱动端阴转子0.68Mpa-0.48Mpa15分钟内有压降趋势,至0.48Mpa保压5分钟无压降。
  5、二级缸驱动端阳转子0.65Mpa-0.55Mpa10分钟内有压降趋势,至0.55Mpa保压3分钟内无压降。
  6、二级缸驱动端阴转子0.65Mpa-0.55Mpa10分钟内有压降趋势,至0.55Mpa保压3分钟内无压降。
  7、二级缸非驱动端阳转子0.65Mpa-0.60Mpa10分钟内有压降趋势,至0.60Mpa保压3分钟内无压降。
  8、二级缸非驱动端阴转子0.65Mpa-0.60Mpa10分钟内有压降趋势,至0.60Mpa保压3分钟内无压降。
  根据打压结果初步判定机封状态良好,无明显泄漏现象,通过打压试验分析及现场记录油压判断,油压在0.5Mpa之内时封油无泄漏现象,压缩机A机一级油膜密封封油压力设定过高(进油0.69Mpa,回油0.6Mpa),导致润滑油泄漏。经厂家研究决定准备制作限流孔板将密封油压力降低。
  经核算限流孔板入口规格φ6.5(原入口无限流孔板),出口规格φ6.5(原孔板规格为φ6)
  将A机进出口加装限流孔板将一级密封油回油压力控制在0.28Mpa(原0.6Mpa),开启油泵进行油循环,静态状态下机封无泄漏现象,压缩机投用经一周观察,润滑油液位无明显变化,确定机封无泄漏。
  加孔板后润滑油箱趋势
  找到原因后,针对C机柴油反吸情况,排除机封泄漏,经数据比对压缩机二级氮气压力(0.09Mpa)低于平衡管压力(平衡管压力0.26Mpa),这样导致机组内柴油窜至液膜密封侧,聚集,根据液膜密封工作原理(利用液体粘性作用将高压侧泄漏到低压侧的液体反输回去同时将低压侧液体源源不断地泵送至高压侧),返窜至液膜密封的柴油会被反吸到隔离液中。根据此情况将C机二级氮气压力提高至0.32Mpa,经试机运行效果良好。
  结论:螺杆压缩机A机润滑油液位降低,润滑油耗量大问题,因为油膜密封油压过高导致,现三台机组均已加孔板限压。A机一级回油压力限制在0.28Mpa,C机回油压力限制在0.34Mpa,目前机组运行正常。C机柴油串至润滑油箱原因为二级氮气压力低所致,现已将压力提高,目前运行正常。
  维修设备首先学习好设备原理,才能有针对性地逐步排查,最终找到原因。就如医生治病救人,不能乱下药。
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