螺杆压缩机的机械密封详细解析方案

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螺杆压缩机的机械密封是压缩机机组中最重要的零部件之一，机械密封的失效将导致整个机组的失效，严重的将给安全生产造成重大影响。相比较而言，螺杆压缩机径向空间尺寸较小，改造机械密封时往往受径向尺寸的限制。本文案例中，通过对常减压装置四顶气压缩机(LG60/1.0)的机械密封进行改造，延长了原机械密封的使用寿命，保证了机组的正常运行，同时创造了一定的经济效益。

机械密封失效原因分析

该机械密封在使用不到半年的时间发生泄漏，润滑油油箱液位升高，拆下发现，机械密封静环防转销切断，补偿座辅助密封圈有磨损，由静环防转销切断引起机械密封失效。

经分析后发现，原机械密封的前置氮气因压力不稳定(压力增大后)造成机械密封失效，引起润滑油油箱液位升高。主要原因有以下两个方面：1.原机械密封静环防转销切断是由于机加工时成分度不均和压缩机启动时剪切力较大引起的;2.原机械密封的静环O形圈过盈量较大。

机械密封结构图如图1。该机械密封结构采用静止式结构，补偿环选用石墨环，非补偿环选用金属件喷涂陶瓷，补偿环密封圈采用O形圈。

以下是机械密封的主要参数。载荷系数K：密封流体压力作用在补偿环上，使之对非补偿环趋于闭合的有效作用面积Ae与密封环带面积A之比。公式为 K=Ae/A。载荷系数的大小关系到介质压力作用到密封端面上的程度。端面压力Pc：密封端面单位面积上所受的力。双端面机械密封的端面压力为 Pc=Ps+Pf(K-λ)±Pt。式中Ps为弹簧压力;Pf为封液压力;Pt为由于摩擦力引起端面增加或减少的压力。

LG60/0.7pID-01

机械密封改造方案

1.机械密封原端面补偿环结构(如图2)： 该结构选用石墨环作为补偿环材质，石墨环具有自润滑性好的特点，密封面尺寸较窄，有利于减少因摩擦产生的热量，石墨环外加一金属件，可以提高补偿环的机械强度。

2.改型后的静环结构(如图3)：该结构保留原补偿环结构特性，对密封面做了一些调整：调整密封面的内外径，减少载荷系数到合理范围;调整补偿环防转销孔与防转销的间歇;将补偿环O形圈改为全包氟橡胶，降低补偿环与密封圈的摩擦系数，增加补偿环浮动性。

改造结果：该机组工况内(介质侧)漏要求不大于1000ml/h，外(大气侧)漏不大于200ml/h。静压试验：压力0.5MPa维持15分钟无泄漏。动转试验：压力0.5MPa，连续运转1小时，无泄漏，达到机组使用要求。改造后，该机械密封已连续运行七个月，保证了机组长周期运行。