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氮氢压缩机高压填料泄露原因分析及处理

文档作者：陈西国文档来源：兖矿峄山化工有限公司压缩车间		点击数：	更新时间： 2025年04月27日
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1 概述兖矿峄山化工有限公司，现有 7 台型号为6M32（50）—160/320-BX 型氮氢压缩机。在试车投入运行后，发现 6 段高压填料使用寿命较短，运行 3 个月左右就严重漏气，必须停车更换，给合成氨系统的正常生产带来了极大的安全隐患。在抢修过程中，对 6 段填料泄露原因进行分析，并采取了相应的改进措施，取得了良好效果。2 高压填料故障情况及原因分析2.1 高压填料主要故障情况氮氢压缩机操作工起初发现 6 段填料压盖活塞杆处有少量青烟冒出，初步判断为填料温度高，于是将填料冷却水阀门开大，冒烟现象有所好转。但运行一段时间后，压盖处流出黑色的润滑油，同时伴有少量青烟，在随后的几天冒烟现象持续，填料有明显泄露，并能听到哧哧的漏气声响，伴有刺鼻的氨味，被迫停车更换填料。该压缩机自试车投运以来，6 段填料使用寿命约 3 个月，因填料泄露故障停车频繁，不仅影响了长周期安全运行，而且增加了检修人员的工作量，造成维修费用居高不下。2.2 高压填料密封元件的组成及工作原理该填料共 11 组填料盒，靠近汽缸为 2 组节流盒，其余 9 组为密封盒，节流环为三瓣铜环，材质为 ZCuSn10b1，密封环为三瓣斜切口，材质为填充聚乙烯材料；在密封盒内密封元件安装顺序为靠近汽缸侧为密封环、阻流环，安装时密封环导气槽朝汽缸侧；压缩机工作时，汽缸内的高压气体沿活塞杆经 2 道节流环节流后，从密封环导气槽进入填料小室，由于密封环的径向切口被阻流环挡住，所以小室内气体不会从切口处向外泄露，却可以从径向将密封环紧紧压在活塞杆上起较好的密封作用。2.3 高压填料泄露的原因分析2.3.1 检修中发现的问题在检修过程中，每次对填料盒与密封元件进行仔细检查，以便找到填料泄露的真正原因，发现以下情况。（1）密封环在填料盒内有被卡住现象，造成密封环失效。（2）填料盒冷却水道有结垢，水道内淤泥较多，部分水道差不多完全堵塞。（3）靠近汽缸侧的密封环密封面磨损严重，已经变为椭圆形，远离的密封环磨损较少，部分密封环有挤出现象。（4）填料盒间的密封 O 型圈，靠近汽缸部分氮氢压缩机高压填料泄露原因分析及处理陈西国（兖矿峄山化工有限公司压缩车间 山东邹城 273500）摘 要 通过对氮氢压缩机高压填料泄露原因的分析，采取了改进措施，取得了较好的效果。关键词 氮氢压缩机 填料 泄露 分析 处理Reasons analysis and handling of high pressure packing leakageof hydrogen nitrogen compressorCHEN Xi-guo（Yankuang Yishan Chemical Industry Company Limited, Zoucheng 273500, Shandong Province）Abstract The paper analyses reasons of high pressure packing leakage of compressor, after taking measures we get goodresults.Keywords hydrogen nitrogen compressor, packing, leakage, analysis, handle2013 年第 34 卷第 3 期 氮 肥 技 术 31氮 肥技术（上接第 24 页） 质量比及产品水含量的分析，得出的结论为我们实际生产提供了理论依据。参考文献[1] 张建伟，等.工业造粒技术.北京：化学工业出版社，2009.第一版：55-84.[2] 粟 升，等.大颗粒尿素晶种造粒技术理论及其应用.化肥设计，2010 年，48（4）:29-31.[3] 袁 一.尿素.北京：化学工业出版社，1997.468-470.（收稿日期：2013-02-16）有烧焦断裂现象。2.3.2 原因分析根据以上检查结果，分析原因如下。（1）装配时的原因密封环在填料盒内有被卡住造成密封元件失效，填料泄露。①装配填料时密封元件与填料盒间的轴向间隙控制较小，工作时气体温度较高，密封元件受热膨胀胀死，造成密封失效。②填料盒内清理不彻底，里面有杂物，密封元件被垫起，轴向间隙过小，导致密封失效。③填料盒与密封元件表面有毛刺、不光滑，使密封元件转动不灵活，造成密封元件与活塞杆不能较好贴合，导致密封失效。（2）填料冷却效果差填料冷却水水质差，污泥多，沉积在填料盒水道上，使冷却水流动不畅，造成填料盒内的密封元件温度过高强度下降，密封元件磨损加剧，使用寿命大大缩短，压盖处流出黑色的润滑油，其中就有密封元件磨损的粉末。通过以上分析可以得出，高压填料泄露的主要原因一是密封元件的装配质量差，二是填料冷却效果差，冷却水质脏。3 采取的改进措施3.1 提高密封元件的装配质量（1）对填料盒，用油石将密封面研磨光滑、无毛刺。（2）对填料盒冷却水道，清洗干净，保持畅通。（3）用细纱布对密封元件进行研磨，使密封面光滑、无毛刺；并使与其相对应的填料盒间隙达到规定值，节流环与填料盒间隙为 0.10~0.15mm，密封环与填料盒间隙为 0.20~0.30mm，并按顺序排好，防止装配时错乱。3.2 提高填料冷却效果针对冷却水脏污泥多的实际，经过分析发现原填料冷却水流程不合理（原冷却水流程框图见图 1）,利用停车机会，对填料冷却水管路进行改造（改造后的冷却水流程框图见图 2）。（1）在进口水管增加一台自制的过滤器，内装 120 目过滤网，以净化水质，去除污泥，定期更换过滤网。（2）原填料回水管管线不仅较长，而且回水管经抬高后回到汽缸检水槽，造成冷却水阻力增大。为减小阻力，将原管线拆除，改为回水直接回冷却水池。（3）为最大限度提高冷却效果，利用 2010 年5 月份全厂停车机会，新上两台 IS125-100-200B离心泵，在填料冷却水过滤器前增设新管路，与原管路并联，以确保新管路出故障后可以使用原管路, 将填料冷却水水压由原来的 0.15MPa 提高到 0.6MPa，增大冷却水流速，增强冷却效果。4 改造后的效果改造后 6 段填料函的温度由原来的 110℃降至 50℃，填料的使用寿命由原来的 3 个月增加至现在的 24 个月，维修周期大大延长，维修费用大大降低，每年可节约费用 20 多万元，彻底解决了高压填料泄露的问题，确保了压缩机的长周期安全运行。（收稿日期：2013-04-03）图 1 原冷却水流程框图冷却水填料水总管6 段填料汽缸检水槽冷却水池冷却水离心泵（一开一备） 过滤器填料水总管6 段填料冷却水池图 2 改造后冷却水流程框图32 2013 年第 34 卷

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