往复式氢气压缩机密封改进及效果

往复式氢气压缩机密封改进及效果

刘静

中原油田天然气产销厂柳屯输气管理区明一联增压站  河南省濮阳市   457000

摘要：所谓往复式压缩机，是指借用一些特殊的手段来实现对气体的压缩，改变了这些气体原有的容积，在诸多领域中应用广泛。与一般的石油气不同，在压缩氢气时其容积效率往往比较低，比如，同空气相比较，氢气具有较大的滑移位数，所以在进行压缩时，如果活塞环部位密封性较差，氢气是非常容易泄露的。基于此，本文对往复式氢气压缩机密封改进及效果展开分析。

关键词：往复式氢气压缩机；密封改进；效果

1 密封故障分析

1.1 密封面或者定位杆存在的问题

在此类填料装置之内，由于填料盒室的密封面存在一定程度的疏漏，从而很容易造成部分氢气出现渗漏的情况。当其本身偏离氢气线流入到氮气线路的时候，氮气室内部由于体积大幅度增加从而使得压力增加，进而增加了安全隐患。

1.2 渗漏问题未能得到有效解决

虽然当其已经针对产品的定位杆进行了优化，但是氢气泄漏问题仍然没有得到改善，同时还有一些其他新问题产生。这其中，温度是制约渗漏的主要因素。当温度偏低时，如果管内温度同样不高，则说明有少量氢气出现泄漏。而室内温度较高时，管内温度同样偏高，这说明大量氢气泄漏。

2 原因分析

第一，技术人员对压缩机内部盒室的密封面都有着较为严苛的标准及要求，比如，该压缩机密封面的光洁度应当保持在0.3微米左右，而密封面的平行度则可以控制在0.05毫米左右即可，但是在实际使用的过程中，压缩机的密封面上不可避免地会受到空气中的沙粒以及灰尘的侵害，这就会对该压缩机的密封性造成一定的负面影响；第二，当压缩机内部填料室中的温度出现显著降低时，该压缩机的密封环会出现不同程度上的结构变化，而这种结构变化的发生会影响压缩机指运行时导致密封环因摩擦而产生的热量不能够被散去，从而进一步导致室内温度不断地升高，在这种情况下，压缩机内部的氢气非常容易出现泄漏等情况，如果技术人员从压缩机设备表面进行观察，则会发现密封环在高温的环境下会发生颜色的变化，密封环是被固定在压缩机内部的，因此即使密封环发生形变也不能从压缩机内部顺利地脱离，这就会导致氢气的泄漏。

3 往复式氢气压缩机密封改进措施

3.1 选择高质量的密封材料

耐高温性能：氢气压缩机工作温度较高，因此要选择能够承受高温的密封材料。常见的高温密封材料有氟橡胶（FKM）、聚四氟乙烯（PTFE）等。耐腐蚀性能：氢气压缩机工作环境可能存在腐蚀性气体或液体，因此需要选择耐腐蚀的密封材料。例如，对于酸性环境，可以选择聚四氟乙烯（PTFE）或聚醚醚酮（PEEK）等。密封性能：密封材料的密封性能直接影响到氢气压缩机的泄漏情况。要选择具有良好密封性的材料，能够有效防止氢气泄漏。对于往复式氢气压缩机，可能需要选择金属波纹管密封或机械密封。可靠性：密封材料的可靠性是选择的重要考虑因素之一。要选择具有长寿命和稳定性能的材料，能够在长期使用中保持良好的密封效果。合规性：选择密封材料时，要考虑是否符合相关标准和法规要求，例如国际标准ISO22000等，以确保材料的质量和安全性。最佳的选择将取决于氢气压缩机的具体工作条件和要求。在选择密封材料时，可以咨询专业的材料供应商或咨询工程师，以获取更准确的建议。

3.2 提升填料室内的温度

对于密封环组件本身而言，首先当其在早期间隙的基础上额外增加0.18mm时，即便密封环组建本身的温度超过了预期的温度，其同样能够完成自由浮动的工作，从而确保其密封效果可以达到预期水平。其次，工作人员还可以采用在填料室内部添加资质密封垫片的方式，可以有效增加轴向的间隙。

3.3 密封面的研磨作业

技术人员可以根据压缩机设计时所设定的装配顺序作为理论基础，再通过手工研磨的方式对压缩机内部的密封面进行处理，这样不仅能够有效地提高该密封面表层的光洁程度，同时还能够在很大程度上扩大密封面与氢气的接触面积，提高压缩机的生产效率。对于一些相对来说比较陈旧的压缩机填料盒而言，其原本的最大承受压力为0.2Mpa左右，但是经过技术人员的改进，填料盒的承受压力可以达到0.8Mpa，这也是对压缩机密封特性非常显著的提高。

3.4 提高密封环性能

从客观的角度上来看，压缩机内部结构中的密封环具对于整个机械设备的密封性有着非常重要的影响，因此技术人员可以从提高密封环的基本性能作为切入点来进一步实现对整个压缩机密封性能的优化，具体如下：第一，在对密封环进行设计制作时，可以在原设计基础上适当的增加密封环的宽度，通常来说可以增加0.15毫米左右的长度，这样可以在压缩机使用过程中出现密封环的温度远远高于室内温度时，该密封环也能够自由地进行浮动，有效地降低了氢气泄漏的概率，提高了压缩机的密封性；第二，技术人员还可以根据实际情况在压缩机的内部添加密封垫，通过这种方式来有效地增加密封环的轴向间隙，从而有效地提高该压缩机的密封性，实现企业生产效率的大幅度提高。

3.5 备用线路的安装

为了能够进一步提高压缩机的密封性能，技术人员可以根据“对换热流”的基本原理来对压缩机内部结构进行改造，在压缩机的内部设置两个氢气线路的冷却装置，这样不仅可以有效地改善压缩机内部填料时所出现的腔体内部温度过高的情况，同时还能够在很大程度上提高该压缩机的密封性，实现压缩机生产效率的显著提高。

3.6 增加气体泄漏检测系统

安装气体泄漏传感器：选择适合氢气检测的传感器，如氢气传感器或可燃气体传感器。这些传感器可以检测到氢气泄漏并发出警报。安装监测系统：将气体泄漏传感器与监测系统相连，该系统可以实时监测气体泄漏情况，并在检测到泄漏时发出警报或采取其他措施。监测系统可以是一个独立的设备，也可以与压缩机的控制系统集成。设置警报机制：当气体泄漏被检测到时，警报机制可以通过声音、光信号或其他方式进行警示，以通知操作人员，并及时采取措施应对泄漏。定期维护和校准：确保气体泄漏检测系统的正常运行和准确性，需要定期进行维护和校准。这包括检查传感器的状态和清洁度，以及校准检测系统的灵敏度。培训操作人员：为操作人员提供相关的培训，教授他们如何正确操作和维护气体泄漏检测系统，并在泄漏发生时采取适当的措施。通过增加气体泄漏检测系统，可以及时发现并处理氢气压缩机的泄漏问题，保障生产安全和环境保护。请注意，在进行安装和设置气体泄漏检测系统时，应遵循相关的安全标准和规定。

4 改进效果探究

事实证明，在采用以上改进措施后，往复式氢气压缩机密封性能得到了显著地改善，被控制在了可控范围内，相应的使用寿命也延长了。在改进运行后的几个月内，其泄漏量由原有的极不稳定转变成了现有的基本稳定，实现了质的飞跃；其次，采用这种改进方法后，在检修时间和维修费用方面都有所改善，降低了氢气泄漏和设备出现故障的概率，从根本上保证了设备的运行效率。

5 结束语

加氢气装置在往复式压缩机中至关重要，尽管现阶段在科学技术的帮助下，压缩机在密封性能和可靠性能等方面有所改善，但是不可避免的仍然存在很多的问题。当其发生泄漏将会对装置的运行和人身安全造成一定的威胁。所以在出现故障时，要根据现场情况结合压缩机的工作原理进行深入的分析，改善设备稳定性能，使得压缩机更好的服务于各个领域。

参考文献：

[1]杨家鑫,吴波,霍维斌.往复式氢气压缩机密封改进及效果[J].化工设计通讯,2019,45(03):97.

[2]刘永生.往复式氢气压缩机密封改进及效果初探[J].化工管理,2018,(23):28-29.

[3]潘晓毅,唐富军.往复式氢气压缩机密封改进及效果初探[J].中国新技术新产品,2013,(02):162.