基于PLC的壓縮機軸端密封改造設計

摘 要浮環密封技術原本是在壓縮機密封改造中應用最為廣泛的，但是隨著使用時間的推移，人們漸漸發現浮環密封的技術存在一些缺點，因此需要對壓縮機軸端密封技術進行重新設計與改造。本文首先介紹對壓縮機軸端密封技術進行改造的必要性，然后介紹干起密封的改造方法。

【關鍵詞】壓縮機 軸端 密封改造 設計

人們在對壓縮機軸端進行密封的時候，一般都會采用浮環密封的方式，但是浮環密封有時候會出現不穩定的情況，導致很多泄露，不僅浪費了資源，還可能會對環境產生污染，而且隨著科技水平的不斷發展，人們漸漸發現能夠發明出成本更低的密封方法，因此重新對壓縮機軸端進行密封改造設計和研究。

1 改造的必要性

1993年已經生產出了第一批可以應用于乙烯工廠的制冷壓縮機，在天津石化乙烯廠中工作，當時的乙烯和丙烯壓縮機主要采用的密封技術都是浮環密封技術，這一應用后來在工廠的生產中發揮了很大的作用，并被推廣，很多工廠都采用浮環密封方式進行密封，當時大部分選用的密封油是潤滑油。

但是隨著時間的推移，發生了一些事故，一些專業的技術工人發現機組的運行的過程當中總是出現泄露的現象，這樣的泄露會讓一些介質不再純凈，可能會殘雜一些物質，而機組在制冷的過程當中，這樣的介質氣必須純凈，不能摻雜一些其他的物質，很可能會影響換熱器的工作，一旦換熱器產生了問題，整個壓縮機的工作效果都將會受到影響。

隨著人們對這些裝置進行不斷的檢測，除了上述的情況之外，還發現了其他的問題，乙烯裝置E-GB201在運行的過程中出現了故障，不能進行運轉，影響整體的工作效率，對其進行研究發現其過濾器的壓差非常大，必須對其進行處理，否則無法正常運作。

首先是將裝置暫停工作，將其從流水線中單獨拿出來，進行清洗，主要將過濾網更換掉，然后對內部進行檢查，發現存在漏油的現象，主要是在浮環密封處出現的，因為這樣的問題非常棘手，因此開始逐步的檢查。在檢查過程中發現，內浮環發生了轉動，其定位銷也不能穩固，內部用于密封的彈簧完全不能發揮作用，在對內浮環的內徑表面進行觀察可以發現，有一些非常明顯的劃痕，劃痕如圖1所示。

由于浮環造成了損傷，因此修復工程非常復雜，至少需要兩三天的時間，但是在這兩三天的時間中，經濟損失將是非常巨大的。人們對整體情況進行調查之后，發現問題的源頭就是浮環密封泄露，最終導致了巨大的損失。

浮環密封的工作原理是非常復雜的，想要在其基礎上進行改進是非常困難的，很多情況是牽一發而動全身，因此想要真正解決內泄漏油的問題就需要改變密封的型式。

2 干氣密封

通過對上述的描述可以知道，浮環密封由于本身的原因容易造成內泄漏油，而內泄漏油會產生非常嚴重的后果，往往讓人們損失巨大，因此在對壓縮機軸端進行改造的過程中，要進行設計和研究，避免上述問題的再次出現，通過科學的研究和發展，人們漸漸發明出干氣密封的方式，這種密封方法能夠有更好的密封效果，并且讓機械的運作更加穩定可靠，極大地減少了人們的損失。

（1）根據目前的現有情況，盡量做到少地改動整體情況，這樣能夠有效降低成本，因此在對機組本身的結構進行詳細的調查之后，開始制定一組盡量對原始結構變動最小的方案，經過多方的對比和研究最終選用TM02D型帶二級進汽的串聯式干氣密封，將這種密封方式直接替換原始的浮環密封即可，對于乙烯裝置中的其他部位，影響不大，都可以順利正常運行。

（2）分隔一級密封氣、二級密封氣和隔離氣，壓縮機的出口有工藝氣，將它作為一級密封氣，對于干氣密封來講，選擇密封氣體是非常重要的，氮氣因為其不愿意與很多物質發生反應，可以說非常安全，能夠保證整體運作的安全性，因此在二級密封氣和隔離氣的選擇過程中要首選它。

（3）對改造后的壓縮機組進行測試和考核，在考核期間不斷測試壓縮機的密閉性，看是否出現內部泄油的情況，并在考核的過程當中對其維護和操作過程進行完善，盡量整理出一整套的操作流程，讓員工在日后的工作過程中能夠有一定的參考依據。

經過將近兩個月的測試之后，得出如下結果，說明干氣密封的確有很好的效果，可以替代浮環密封。

（1）從經濟上進行考察，雖然對壓縮機進行改造的過程中，將浮環密封改造成為干氣密封本身的成本是很高的，但是全面觀察，將時間的視角延長之后可以發現，干氣密封在工作的過程中出現問題的情況非常少，能夠保證整體的運行正常，對于浮環密封發生的內泄漏油最終導致上百萬的損失而言，這種成本的付出是值得的，而且干氣密封的維護費用很低，比浮環密封的維護周期也更長，其中的人力和資金也節省下來很多。

（2）從安全生產方面進行考慮，浮環密封內部泄漏，很可能會發生燃燒和爆炸的危險，但是干氣密封運用的是惰性氣體—氮氣，本身非常安全，還能保障壓縮機的安全。

（3）從環保方面來看，干氣密封運用之后，壓縮機在運作的過程中向外界排放的氣體更有利于環保，產生的污染和有害物質降低了。

3 總結

本文首先介紹要對浮環密封進行改造的必要性，然后介紹了干氣密封的具體內容，以及經過測試之后得出的結果。

參考文獻

[1]李雙喜，蔡紀寧，陳罕，等.高速螺旋槽氣體密封軸向微擾的有限元分析[J].北京化工大學學報（自然科學版），2013，30（01）：52-56.

[2]林培峰，張秋翔，蔡紀寧，等.螺旋槽干氣密封的有限元分析[J].北京化工大學學報，2012，29（03）：60-63.

[3]劉斌，蔡紀寧，張秋翔，等.螺旋槽端面干氣密封的參數研究[J].北京化工大學學報，2012，29（05）：56-60.

[4]彭建，左孝桐，王福.不同槽型氣體端面密封的研究[J].流體機械，2014，24（11）：8-12.

作者簡介

何志剛（1975-），男，廣東省清遠市人。大學本科學歷，畢業于廣東海洋大學。制冷與空調中級講師。主要研究方向為制冷與空調專業教學。

作者單位

清遠市技師學院機電工程系 廣東省清遠市 511517