[打印] [關(guān)閉] 發(fā)布時(shí)間：[2010-01-11 00:00]

機(jī)組的結(jié)構(gòu)及工作原理

    該機(jī)組為單級(jí)噴液螺桿壓縮機(jī)，主要由氣缸、陽(yáng)轉(zhuǎn)子(四齒)、陰轉(zhuǎn)子(六齒)、梳齒密封、機(jī)械密封、軸承、同步齒輪、平衡活塞等組成，其軸端密封形式為首先靠梳齒密封對(duì)介質(zhì)減壓，后有波紋管機(jī)械密封，為了潤(rùn)滑機(jī)械密封摩擦副端面，機(jī)械密封油采用潤(rùn)滑油，整臺(tái)機(jī)組共有四套機(jī)械密封，由潤(rùn)滑油站供油。

    工作原理：一對(duì)帶有螺旋型齒槽相互嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子，在具有一定形狀的進(jìn)氣孔和排氣孔的密封機(jī)殼內(nèi)，相反方向旋轉(zhuǎn)，使齒槽間的封閉容積逐步縮小，提高氣體壓力。

    壓縮機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為:進(jìn)氣壓力，-10～10kPa；進(jìn)氣溫度，-10～45℃；排氣壓力，≤0.8MPa；排氣溫度，≤85℃；排氣量，30Nm3/min；軸功率，220kW；主電機(jī)轉(zhuǎn)速，3000r/min；額定功率，280kW；主電機(jī)電壓，6000V；潤(rùn)滑油壓力，0.4～0.9MPa；人口封油壓力，0.2MPa；出口封油壓力，0.4MPa。

    波紋管機(jī)械密封結(jié)構(gòu)參數(shù)為:波紋管外徑112mm，波紋管內(nèi)徑93mm，密封面外徑109.3mm，密封面內(nèi)徑99.8mm。

機(jī)械密封泄漏原因分析

        2004年7月，我們對(duì)螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行了解體檢查，四套波紋管機(jī)械密封中，靜環(huán)為石墨環(huán)摩擦密封面，動(dòng)環(huán)為鑲嵌硬質(zhì)合金波紋管，動(dòng)、靜環(huán)及密封圈也沒有損壞，故機(jī)械密封泄漏與其結(jié)構(gòu)、材質(zhì)無(wú)關(guān)。

    為了保證機(jī)械密封面的良好貼合，需要保持一定的端面比壓；但該端面比壓又不能太高或過低，太高會(huì)使機(jī)封磨損加劇，過低又會(huì)使密封面開啟失效。一般情況下機(jī)械密封推薦的端面比壓值[1]為:一般介質(zhì)，0.3～0.6MPa；低粘度介質(zhì)，0.2～0.4MPa；高粘度介質(zhì)，0.4～0.7Mpa。

    經(jīng)過計(jì)算，螺桿壓縮機(jī)機(jī)械密封人口密封端面比壓為0.37MPa，出口密封端面比壓為0.44Mpa。

    因?qū)τ谡扯却蟮臐?rùn)滑油端面比壓取值在0.4～0.7MPa比較適合，而機(jī)封實(shí)際端面比壓偏小，故在運(yùn)行過程中，機(jī)械密封的密封面可能會(huì)開啟，失去密封能力，造成潤(rùn)滑油泄漏、油箱油位下降。故認(rèn)為機(jī)械密封泄漏的主要原因是端面比壓太小造成的。

改進(jìn)措施

    增大彈簧比壓和增大機(jī)封載荷系數(shù)是增加端面比壓、提高密封性能的有效途徑。因波紋管壓縮量有限，故彈力增加有限，增大彈簧比壓也比較有限。因此在機(jī)封原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其它尺寸不變，增加原靜環(huán)密封面內(nèi)徑，是增大載荷系數(shù)進(jìn)而增加端面比壓的有效手段。

        1、擴(kuò)大靜環(huán)內(nèi)徑，增大端面比壓

螺桿壓縮機(jī)有四套機(jī)封，為了統(tǒng)一尺寸，便于檢修安裝，我們對(duì)四套機(jī)封靜環(huán)內(nèi)徑車削增大2mm,內(nèi)徑由99.8mm增加至101.8mm，其它尺寸未變。

經(jīng)計(jì)算，機(jī)械密封內(nèi)徑車削后的載荷系數(shù)K=0.9，靜環(huán)密封面的面積1242.8mm2，彈簧比壓0.39MPa，人口機(jī)封端面比壓0.49MPa，出口機(jī)封端面比壓0.59MPa，螺桿壓縮機(jī)人口及出口端機(jī)械密封端面比壓都滿足密封潤(rùn)滑油所要求端面比壓推薦值0.4～0.7MPa，符合密封要求。

        2、校核ρυ值

為了使機(jī)械密封達(dá)到長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，還要求密封副的工作ρυ值小于許用[ρυ]值。由于該機(jī)組機(jī)械密封摩擦副采用的材質(zhì)為碳石墨一WC（硬質(zhì)合金），查文獻(xiàn)[1]可知，該機(jī)械密封的許用[ρυ]值為7一15MPa·m/s，經(jīng)計(jì)算得機(jī)械密封端面平均速度16m/s。

ρυ值校核：端面比壓與平均速度的乘積（端面比壓出口端的ρ為0.59MPa），計(jì)算得到ρυ值為9.4MPa.m/s。

   由上述計(jì)算結(jié)果可知，端面比壓與平均速度的乘積在許用的[ρυ]值區(qū)間內(nèi)，符合要求。

改進(jìn)后的運(yùn)行效果

    自2004年7月，對(duì)2#螺桿壓縮機(jī)機(jī)械密封靜環(huán)進(jìn)行車削改進(jìn)投用后，機(jī)械密封效果良好無(wú)泄漏，確保了機(jī)組長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。改進(jìn)成功后不僅消除了2#螺桿壓縮機(jī)機(jī)封長(zhǎng)周期泄漏問題，保證了壓縮機(jī)安全運(yùn)行，而且每年節(jié)約潤(rùn)滑油600kg。既減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，又保護(hù)了環(huán)境，成功解決2#螺桿壓縮機(jī)機(jī)械密封泄漏問題，為解決其它同類問題提供了良好的借鑒作用。