液环式压缩机机械密封损坏原因分析王世摘要分析液环式压缩机机械密封损坏原因,提出改进措施。改进后的压缩机已平稳运行2年多,状况良好。关键词液环式压缩机:TQ051121机械密封转子定位止推轴承文献标识码:B:1009-9859(2009)04-0313-031问题的提出中国石化齐鲁分公司氯碱厂2#氯乙烯装置液环式压缩机(110U001),将2#氯乙烯精馏单元及反应单元的尾气压力由012MPa提至015MPa后,送氧氯化反应器再回收利用,以实现节能环保目的。该压缩机为德国纳西姆工业公司制造,型号为2BW7282-8HC9-Z,功率为355kW,标准流量为3363m3/h,转速为758r/min,单台运转。压缩机的轴封为集装式双端面机械密封,中间有一个动环,固定在轴套上并随轴一起转动,两侧各有一静环与之配对,静环安装在密封腔内并固定在泵壳体上,为静止件。在动环处密封腔和白油罐相通,白油罐内装满白油,背压为017MPa。动静环相对旋转形成摩擦副,从而阻止工作介质泄漏,靠白油对动静环摩擦副进行润滑冷却。2007年1月8日,由于电网波动造成110U001停车。在开车过程中,电机侧机械密封泄漏严重,对其抢修拆检时,发现机械密封动环完全破碎,外侧静环出现裂纹,内侧静环有磨损痕迹,但没有完全损坏。两侧圆盘端面及转子轴向端面磨损痕迹较深,为沟槽状,最深处约有2～3mm。转子与壳体安装示意见图1。2原因分析211机械密封的制造安装对机械密封损坏后的现象进行分析,由于机械密封动环材质为碳化硅,硬而脆,而静环材质为浸渍石墨,相对较软且韧性较好,摩擦副选型配对较好;集装式机械密封的压缩量已调好,不存在端面比压过大造成异常磨损的情况。该机械密封自出厂正常运行已经有2年多的时间,可以排除由于机械密封本身制造或安装原因造成的。212密封冲洗液密封冲洗液的作用有二,一是带走密封腔内因为摩擦产生的热量;二是保证摩擦副内形成液膜,不至于干摩擦。机械密封正常的磨损不会造成机械密封动环完全破碎。如果机械密封摩擦副部位没有白油,形成干摩擦,温度急剧升高而又不能及时导出,会造成动环异常烧结损坏。但此次开停车过程中,白油罐液位、压力均正常,由此可以排除密封冲洗液原因造成。213转子定位机组正常平稳运转且动静部分不发生碰擦,是由机组的定位轴承来实现的。在开停车过程中造成机械密封碰撞的唯一原因是转子定位不好。因为机组止推间隙一般控制较小,为0102～0105mm,产生的轴向力将首先被止推轴承平衡掉,转子的轴向位移不应超出止推轴承的止推间收稿日期:2009-06-29;修回日期:2009-11-02。作者简介:王世忠(1970-),男,助理工程师。2004年毕业于东营华东石油学院(函授),现为中国石化齐鲁分公司氯碱厂氯乙烯车间设备技术员。电话:0533-7523838。图1转子与壳体安装结构示意齐鲁石油化工第37卷·314·隙,不会对机械密封造成冲击。由于该机组为对称平衡式,机组正常工作时,没有额外轴向力;在开停车过程中,转子会发生轴向窜动,造成叶轮和圆盘端面发生碰撞磨损,使得转子离开圆盘端面而有很小的间隙,一旦开车正常后,由于没有额外轴向力,转子会在该位置运转。此时机械密封内外两侧静环压缩量是不相同的,对集装式机械密封而言,在总压缩量一定的情况下,如果一端压缩量增大,而另一端静环压缩量将相应减小。据统计,自2004年10月开车到此次机组出现故障时,停开车11次,多次的转子圆盘端面磨损,已造成两者总间隙增大。由此可以确定不当的转子定位是造成机组机械密封损坏的主要原因。21311转子定位方式对机械密封的影响原始设计转子的定位是由安装在非驱动侧的一对向心角接触球轴承来承担的。配对轴承面对面安装,两轴承内圈有一间隔环,而外圈没有间隔环,轴承外圈与轴承座之间有一波形片状弹簧,通过松紧轴承外圈的锁紧螺母来调整波形弹簧的预紧力的大小,该预紧力就是用来防止转子窜动,使得压缩机能够正常平稳工作。在机组损坏后的第一次拆检时,止推轴承没有损坏。而第二次拆检,发现新修复后的转子,又出现了叶轮和圆盘轴向端面的摩擦痕迹,由于转子和两圆盘端面总间隙为0180mm,转子定位后,两侧端面间隙均分约为0140mm,再次出现摩擦,表明转子定位不稳。将轴承外圈锁紧螺母旋紧1/2圈,增大了轴承预紧力,期望增大后的轴承预紧力,能够克服压缩机启动时所产生的轴向力,很好地稳定转...