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          特殊气体压缩机的那些特殊密封要求

          作者:admin    发布时间:2019-12-11 21:51     浏览次数 :



          01
          前言

           

          1994年前后,有些化工厂缺乏高密封要求的特殊气体压缩机,由于找不到合适的压缩机,这些化工厂的职工不得不在环境相当恶劣的工况下从事压缩机操作和修理工作,他们承受着身体被损害的危险,无畏而又无奈。

           

          02
          氯乙烯压缩机密封改造

           

          例如:有一个化工厂,生产氯乙烯,由于历史原因,他们一直用普通的L型空气压缩机压缩氯乙烯气体,由于活塞杆填料密封有漏气现象,压缩机站的环境中会有氯乙烯气体逸出。因为氯乙烯气体对人体肝脏的损伤比较严重,该化工厂规定:正常的氯乙烯气体压缩机操作工三年必须调岗。

           

          该化工厂技术人员了解到笔者可以帮助他们解决问题,以期寻求解决的办法。笔者分析了解该压缩机漏气的情况后,决定用130千瓦的4LW无油空气压缩机为基础,研制高密封要求的氯乙烯气体压缩机。

           

          设计的首要工作是把压缩机中体封闭,使从填料漏出的氯乙烯气体不再漏入大气。但是,从活塞杆漏入中体的氯乙烯气体会集聚,漏气到一定量值时,会通过曲轴箱而漏入大气。

           

          下一个解决问题的关键是把漏入中体的氯乙烯气体抽走。如何抽吸走这些氯乙烯气体?作者做为设计负责人冥思苦想,既要抽走泄漏出的氯乙烯气体,还要回收这些气体,同时又不得将漏出的聚乙烯气体与空气混合回收。

           

          经过认真考虑,作者拟在压缩机进气口加一类似喷射泵的喷射管。把压缩机吸气管设计成弱的喷嘴,压缩机吸气管置于一个特定的低压箱中。从压缩机两个中体处引16mm不锈钢管与喷嘴外部的低压箱连接。

           

          作者自己详细的计算了所需负压和喷嘴形状尺寸,并要求设计成漏气回收装置。经设计、加工到总装、厂内试车。随后化工厂按要求构筑压缩机基础,安装所需管道,并安装压缩机。

           

          在使用现场,作者又在16mm不锈钢管中间加了旋塞阀,以便保持较佳的回收效果。经试用,回收效果确实不错。压缩机厂房再也不用受氯乙烯气体泄漏的威胁,化工厂很满意。该化工厂总经理还希望作者当他们的顾问。

           

          由于漏气回收装置是动态起作用,在压缩机起动前,氯乙烯进气管道阀门要关闭,压缩机停机后,排气管路阀门亦应关闭,防止回收喷嘴无流速时,回收装置会无回收动力,导致氯乙烯气体经16mm不锈钢管和压缩机填料漏入曲轴箱和周围大气。

           

          这套装置在用户处一直使用到搬迁。2010年后,有些螺杆压缩机公司才开发了螺杆氯乙烯压缩机,这是15年的后话。

           

           

          03
          二氧化硫螺杆压缩机密封

           

          二氧化硫螺杆压缩机是一种特殊气体压缩机,密封性要求很高。

           

          寿光市原来有一个磷肥厂,他们苦于找不到合适的二氧化硫压缩机而苦恼。作者觉得解决用户需求是压缩机厂不可推卸的责任,应该急用户所急,想办法尽量满足用户的需求。用户还告诉我们,二氧化硫很刺鼻,假如有一滴二氧化硫液体滴到地上,就会冒出一堆白烟。意思是说:该压缩机密封性一定要好。

           

          作者考虑:根据用户的气量和密封性要求,选用螺杆压缩机较为合适。于是和设计人员一起,按照作者的思路,以5m3/min的螺杆空气压缩机螺杆为基础,在压缩机轴伸侧增加油浴机械密封,经过作者和其他设计人员的共同努力,完成了图纸设计。为了解决密封的可靠性,作者亲自到上海有关密封件公司考察,挑选并采购设计和制造质量过硬的机械密封。在解决了设计和制造的接口问题后,进入试制过程。装成二氧化硫气体压缩机,并投入试验。在产品试验站经过空气试车后并经过厂内试验,认为密封性能可靠,可以发往用户。

           

          为了在实际使用环境考察该压缩机的性能,特别考察其密封性能,作者和用户沟通后,把该压缩机运往用户。用户较快的把该压缩机安装连接完毕,并进行安装试车。经过实验验证,证明该压缩机设计和制造质量完全符合用户要求。该二氧化硫气体螺杆压缩机经一段时间实际使用后,得到用户的赞赏。用户说:“墙上的管道阀门有时还有点漏气,但该二氧化硫气体压缩机硬是一点不漏。”

           

          04
          氯甲烷气体压缩机治理

           

          2008年时,山东有一家氯化工原料公司,其有6台不同规格的氯甲烷气体压缩机,分布在氯烃1、氯烃2和氯烃3三个车间。这种活塞式氯甲烷压缩机的活塞杆寿命不超过2个月。虽然活塞杆摩擦面涂覆有陶瓷层,希望陶瓷层能承受强力摩擦,而且涂覆陶瓷层的活塞杆价格昂贵,但氯甲烷压缩机活塞杆表面还是会在不到2个月(有时1个半月)后,就磨成一道一道深沟,涂层部分发生脱落,导致活塞杆表面拉伤漏气严重。

           

          氯甲烷压缩机拆卸安装都比较麻烦,有时由于氯甲烷泄漏严重,维护人员都无法靠近,换活塞杆时,维修人员须带防毒面具操作。

           

          2008年8月5日,在氯烃三车间修理LW-8/2.8-9.55A氯甲烷压缩机填料时,作者在他们的填料盒内、聚四氟乙烯密封环周围空隙中,加入自己研制的SL特抗磨塑料润滑脂。该活塞杆与填料使用了4~6个月才更换。过去该压缩机填料漏气是最大问题,现在车间已感到比较满意。以后配件供应商将活塞杆材料换成3Cr13活塞杆,在填料密封环四周和填料盒中同样加入SL特抗磨修复塑料润滑脂后,活塞杆不用涂覆陶瓷层仍也可用6个月。该活塞杆经涂覆陶瓷层后,在安装时填加SL特抗磨修复塑料润滑脂后,最长用了一年多也未失效。

           

          由于氯烃生产的特殊性、工厂习惯、氯烃产品的旺销势头,以及氯甲烷气体的特殊性决定,化工厂仍在使用活塞式氯甲烷压缩机。目前,尚未看见有合适的回转式氯甲烷压缩机问世。

           

          当然,这种替代是必然的,就要看压缩机厂家如何研制和试用。

           

          05
          隔膜和液环压缩机密封性讨论

           

          对于有高密封要求的特殊气体来说,隔膜压缩机和液环压缩机对小型用气客户是比较适合的。

           

          隔膜式压缩机适于压缩高纯度、稀有、贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性的气体介质、氧气以及高压气体等场合。在大型化工公司、大型石油化工流程均有应用。

           

          隔膜压缩机可压缩输送诸如:氮气、氦气、医院呼吸气体、一氧化二氮、二氧化碳、氖气、氩气、六氟化硫气体、一氧化碳、氢气、乙烯、重氢、天然气、液化石油天然气、制冷剂、灭火剂、烷烃类气体等。

           

          隔膜压缩机适合于小型高密封要求的特殊气体应用领域,其流量范围可以从0.1到680立方米/小时,最大出口压力可达50MPa。

           

          上世纪,机械部为北京第一通用机械厂从法国Henri Corblin引进了一台隔膜压缩机,从第一台仿制法国的隔膜式高压压缩机开始,我国的隔膜式压缩机开始起步。经隔膜压缩机工作者的努力。我国制造隔膜式压缩机的企业已经形成了一定的产业规模。隔膜式压缩机生产能力和产品水平业已达到世界先进水平,一些国产隔膜压缩机完全可以替代进口产品。

           

          隔膜压缩机由于余隙容积小,单级压缩比高,每级的压缩比最高可达到15:1。隔膜压缩机无泄漏,耐腐蚀,具有独特的泄漏检测体系。

           

          氦气压缩机基本都用隔膜压缩机,由于我国贫氦,液氦从加拿大进口,由有关气体公司分送到氦气站储存后再分发。

           

          北京重大活动放的气球都是充氦。核磁共振使用超导,一般也需充氦,而隔膜压缩机正是用来压送氦气的。

           

          国内现在有两列对称平衡4膜头隔膜压缩机,最大功率可达90千瓦。两列对称平衡8吨活塞力增压隔膜压缩机的最大功率可达110千瓦。

           

          上世纪,北欧曾有一个大的隔膜压缩机公司,他们可以生产4列对称平衡型隔膜压缩机。现有的国内隔膜压缩机公司中,少有能看到那么大的隔膜压缩机。

           

          核工业由于考虑安全因素,使用了较多的隔膜压缩机。

           

          现如今隔膜材料主要是316L不锈钢和有机材料。最常用的是316L不锈钢,其抗拉强度为 σb (MPa):≥480。

           

          同样液环压缩机隔膜压缩机适合于压缩小型高密封要求的特殊气体。特别适合于压缩氯气及含氯气体。在化工行业的装置中,有不少液环压缩机在运行,而且大有扩展之势。

           

          现在国内有几家水环泵和液环压缩机公司,产品种类较多。原来淄博有一家真空泵厂,和西门子合资生产水环泵和压缩机。

           

          GardnerDenver在淄博有一家独资的NASH 液环压缩机公司。GardnerDenver是在美国压缩机人眼里的“压缩机超级大国”。他们的液环压缩机开发能力,技术和质量水平都比较高。

           

          两级液环压缩机是比较新的液环压缩机,有能力制造者还是凤毛麟角,但经证明其性能优越。对要求苛刻的工艺过程,两级液环压缩机的适用性较佳。包括压缩臭氧、其它化学以及石油和天然气等,其压缩机气量可以从12到1000 SCFM(20至1700m3/h)。

           

          两级液环压缩机是要求严格的化学、石化行业的设备。其排气压力可达13bar(170psig)。中压液环压缩机为苛刻的工艺应用提供可靠的压缩设备,经证明,其性能适合于碳氢化合物的回收和压缩,以及氢气,氯气和其它气体的压缩,且维护要求低。

           

          当水与工艺气体不相容时,高效中压压缩机可以使用替代密封液。中压液环压缩机有不锈钢型、球墨铸铁型和其它材料型。

           

          06
          结语

           

          经我国几代人的艰苦努力,我国境内的高密封性要求的特殊气体压缩机已完全能满足我国有关行业和部门的需求,为我国工业和其他事业的发展助力,这是可喜可贺的发展成就。

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