螺桿壓縮機(jī)的機(jī)械密封是壓縮機(jī)機(jī)組中最重要的零部件之一，機(jī)械密封的失效將導(dǎo)致整個機(jī)組的失效，嚴(yán)重的將給安全生產(chǎn)造成重大影響。相比較而言，螺桿壓縮機(jī)徑向空間尺寸較小，改造機(jī)械密封時往往受徑向尺寸的限制。本文案例中，通過對常減壓裝置四頂氣壓縮機(jī)(LG60/1.0)的機(jī)械密封進(jìn)行改造，延長了原機(jī)械密封的使用壽命，保證了機(jī)組的正常運(yùn)行，同時創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
機(jī)械密封失效原因分析
該機(jī)械密封在使用不到半年的時間發(fā)生泄漏，潤滑油油箱液位升高，拆下發(fā)現(xiàn)，機(jī)械密封靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷切斷，補(bǔ)償座輔助密封圈有磨損，由靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷切斷引起機(jī)械密封失效。
經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，原機(jī)械密封的前置氮氣因壓力不穩(wěn)定(壓力增大后)造成機(jī)械密封失效，引起潤滑油油箱液位升高。主要原因有以下兩個方面：1.原機(jī)械密封靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷切斷是由于機(jī)加工時成分度不均和壓縮機(jī)啟動時剪切力較大引起的;2.原機(jī)械密封的靜環(huán)O形圈過盈量較大。
機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖如圖1。該機(jī)械密封結(jié)構(gòu)采用靜止式結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償環(huán)選用石墨環(huán)，非補(bǔ)償環(huán)選用金屬件噴涂陶瓷，補(bǔ)償環(huán)密封圈采用O形圈。
以下是機(jī)械密封的主要參數(shù)。載荷系數(shù)K：密封流體壓力作用在補(bǔ)償環(huán)上，使之對非補(bǔ)償環(huán)趨于閉合的有效作用面積Ae與密封環(huán)帶面積A之比。公式為 K=Ae/A。載荷系數(shù)的大小關(guān)系到介質(zhì)壓力作用到密封端面上的程度。端面壓力Pc：密封端面單位面積上所受的力。雙端面機(jī)械密封的端面壓力為 Pc=Ps+Pf(K-λ)±Pt。式中Ps為彈簧壓力;Pf為封液壓力;Pt為由于摩擦力引起端面增加或減少的壓力。
LG60/0.7pID-01
機(jī)械密封改造方案
1.機(jī)械密封原端面補(bǔ)償環(huán)結(jié)構(gòu)(如圖2)： 該結(jié)構(gòu)選用石墨環(huán)作為補(bǔ)償環(huán)材質(zhì)，石墨環(huán)具有自潤滑性好的特點，密封面尺寸較窄，有利于減少因摩擦產(chǎn)生的熱量，石墨環(huán)外加一金屬件，可以提高補(bǔ)償環(huán)的機(jī)械強(qiáng)度。
2.改型后的靜環(huán)結(jié)構(gòu)(如圖3)：該結(jié)構(gòu)保留原補(bǔ)償環(huán)結(jié)構(gòu)特性，對密封面做了一些調(diào)整：調(diào)整密封面的內(nèi)外徑，減少載荷系數(shù)到合理范圍;調(diào)整補(bǔ)償環(huán)防轉(zhuǎn)銷孔與防轉(zhuǎn)銷的間歇;將補(bǔ)償環(huán)O形圈改為全包氟橡膠，降低補(bǔ)償環(huán)與密封圈的摩擦系數(shù)，增加補(bǔ)償環(huán)浮動性。
改造結(jié)果：該機(jī)組工況內(nèi)(介質(zhì)側(cè))漏要求不大于1000ml/h，外(大氣側(cè))漏不大于200ml/h。靜壓試驗：壓力0.5MPa維持15分鐘無泄漏。動轉(zhuǎn)試驗：壓力0.5MPa，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時，無泄漏，達(dá)到機(jī)組使用要求。改造后，該機(jī)械密封已連續(xù)運(yùn)行七個月，保證了機(jī)組長周期運(yùn)行。