化工设计通讯 工艺与设备 第４３卷第４期 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｎｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｒｌｍｇｎｔ ２０１７年４月 新氢压缩机填料泄漏原因分析及改进措施 杨永豪，胡春荣，邓 剑 （中国石油广东石化公司，广东揭阳 ５１５２００） 摘要：随着我国经济的迅速发展，石油化工企业也不断增多， 对加氢装置的要求越来越高。新氢压缩机作为加氢装置中 关键核心的设备主要是对新氢进行加压，并输送到加氢反应系统中， 为加氢反应提供氢气，对加氢反应有重要的作用。其运行 的安全可靠性对保障整个装置的生产和工作效率有重要的意义。 关键词：新氢压缩机；填料泄漏：原因分析：改进措施 中图分类号：ＴＥ９６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－６４９０（２０１７）０４－０１０９－０２ Ｃａｕｓｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｌｅａｋａｇｅ ｏｆ Ｎｅｗ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｙａｎｇ Ｙｏｎｇ－ｈａｏ，Ｈｕ Ｃｈｕｎ—ｔｏｎｇ，ＤｅｎｇＪｉａｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｃｏｎｏｍｙ，ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｒｅ ｇｅＲｉｎｇ ｈｉｇｈｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ａｓ ａ ｋｅｙ ｄｅｖｉｃｅ ｉｎ ｈｔｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ￣ｉｏｎ ｕｎｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｔｏ ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅ ｔｈｅ ｎｅｗ ｈｙｄｒｏｇｅｎ，ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｈａｓ ａｌｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ．ｈＴｅ ｓａｆｅｔｙ ｎａｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｄｅｖｉｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｏｒｋ ｅｆｉｆｃｉｎｅｃｙ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｅｗ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ；ｐａｃｋｉｎｇ ｌｅａｋａｇｅ；ｃａｕｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅ １新氢压缩机填料泄漏原因分析 １．４活塞杆和填料密封环之间摩擦过大 新氢压缩机填料密封使用的是多组密封环布置，使高压 新氢压缩机中的活塞杆和填料密封环是相对运动的，填 气体逐级减少泄漏，从而保证填料密封的效果，其作用是密 料密封环是通过抱紧活塞杆来实现对介质的密封作用的，弹 封气缸和活塞杆之间的间隙。新氢压缩机填料密封结构包括： 簧和环径向之间的压差会产生抱紧力，使填料环能够抱紧活 阻流环、密封环、填料盒、冷却系统、漏气回收装置等。当 塞杆。弹簧的弹力越大，弹簧和环径向之间的抱紧力会越大， 新氢压缩机在工作时，高压气体从气缸放出，沿着密封环的 会使活塞杆和填料环之间的摩擦力变大，产生热量就会更多， 径向切口进入填料环与填料环槽之间的侧隙，将背隙充满高 会使填料环生温迅速，而且温度很高，会加大磨损［２】；填料环 压气体，并作用于填料环的背面，保证了填料环和活塞杆之 常用填充聚四氟乙烯制成，具有较大的热膨胀系数，若在初 间的密封，具体如图１所示。 期阶段摩擦产生的热量不消除，会使填料环热膨胀变形变大， 而且由于填料环弹簧紧箍力很大，会造成摩擦力加大，磨损 严重，这是恶性循环过程，在短时间内会产生严重磨损；当 填料环和活塞杆之间的抱紧力变小时，摩擦力会减小，由于 温度下降，会使填料环收缩，使填料环和活塞杆之间的缝隙 变大，造成填料泄漏，导致填料环和活塞杆之间的密封失效。 ２新氢压缩机填料泄漏的改进措施 密封面 ２．１保证介质纯度 在新氢压缩机的运行中，氢气是主要的工作介质，对氢 图１填料环密封原理图 气的纯度有着较高的要求，要对气缸中氢气进行定期采样化 １，１气体介质中含有杂质 验，保证氢气的纯度，降低氢气源中含有的腐蚀性物质对填 在进入新氢压缩机气缸时，填料密封腔体内会沉积大量 料的腐蚀，提高新氢压缩机的填料密封效果和使用寿命。通 的沉积物。沉积物的产生是由于工艺介质夹杂带来的，主要 过对工艺的调整使压缩机各项参数能够达到设计的要求和生 是微细固体粉尘和结焦碳，具有较高的硬度，在填料密封腔 产的需求。在气体进入机组前，要将微细颗粒降到最小，并 处沉积会使密封填料产生严重的磨粒磨损，会严重降低活塞 安装气固分离器，将固体颗粒和气体分离开来，有效避免气 杆和填料密封环的使用寿命 】。 缸和填料摩擦面之间的磨损现象，保证新氢压缩机的工作效 １．２填料密封盒冷却水流量偏小 率和正常生产。 在新氢压缩机使用过程中，填料密封部分会由于活塞杆 和填料环之间剧烈的摩擦而生温，若摩擦产生的热量没有及 ２．２保证冷却系统中冷却水流量 由于填料密封盒冷却水流量小，导致不能及时降低摩擦 时去除，会产生异常磨损。填料密封盒用水和缸套用水之间 产生的热量，因此应适当增大循环水压力及流量，有效降低 的方式是并联，填料密封处的管长且压降大，会导致填料密 活塞杆与填料环摩擦产生的热量，将填料盒处的温度控制在 封处的冷却水流量较小，不能及时降温，会使填料密封性能 ６０＂１２左右，这样能够减少新氢压缩机填料泄漏现象，有效延 降低，造成一定程度的泄漏，影响新氢压缩机的使用寿命。 长压缩机的使用寿命，提高机组运行的稳定性。 １．３活塞环槽轴向磨损 ２．３提高润滑效果 活塞环槽轴向磨损，活塞杆的使用寿命和活塞环槽的磨 在新氢压缩机整体结构不变的情况下，定期的更换活塞 损量有着密切的关系，由于活塞杆长时间处于上、下的往复 密封环，调剂活塞密封环和缸体之间的缝隙，降低密封材料 运动中，活塞环槽会和活塞环不断的发生撞击，会使活塞环 泄漏现象；或者在活塞环和填料环的制造中采用润滑性能好、 槽表面发生磨损，铝合金的机械强度会随着温度的升高而急 耐磨性高的材料，能够降低摩擦力，减少磨损对活塞杆和填 剧降低，使得活塞环槽的磨损量会很大，造成填料泄漏现象。 料环的影响；还有一种措施是适当降低弹簧紧箍力，并在填 收稿日期：２０１７－０３—１５ 料环设计中加入间隙密封。 作者简介：杨永豪（１９８５一），男，广东茂名人，助理工程师，主要 ３结束语 研究方向为炼油。 （下转第１５４页） ・１０９・ 第４３卷第４期 ２０１７年４月 工业生产 Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃ￣Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 要想确保中小型化工企业的安全生产，首先要对员工的 安全意识抓起，要增强员工的安全保障意识。在化工项目实 施过程中，要加强员工的岗位培训和安全教育，增强员工的 自我保护意识，以免员工应自我疏忽而导致工程事故的发生， 从而使各项规章制度可以充分有效地实施，以保证中小型化 工企业的安全生产。 ３．２应该构建合理科学的安全管理制度体系 中小型化工企业管理部门应该加强其部门的规章管理制 度，对安全生产的规章制度做科学规范，并根据行业的安全条 例和规范来要求员工遵守，监管部门应该以事实为依据，将 安全规章制度落实到位，并调动安全部门的积极性并加强安 全防护措施。同时安全防护部门也应该对安全项目和条款进 行调查、总结和分析，针对存在较大安全隐患的化工设备和 注重施工设备和设施的安全程度，而这取决于施工生产的维 护和实施，在化工项目实施过程中，应该对施工现场的所有 安全防护措施进行严格地检查和清洗，避免因为设备的污垢 和破坏而造成生产设备和施工设备的功能受损，在项目实施 完毕后，应该将特定设备放入到指定的设备管理存放处中， 以保证下一次的安全使用，将设备器具按照专业的编码顺序 放好，以保证施工设备质量不受损坏。除此之外，还应该加 强员工存放设备器具的专业度，使其规范安全地操作，以保 证设备的质量和化工项目的安全生产。 ４结束语 综上所述，中小型化工企业安全生产管理虽然存在一定 的问题，但是只要中小型化工企业和能够高度地重视， 化工企业可以进行规范操作，就可以极大地保障中小型化工 设施加大投入监管力度，对那些安全隐患时时存在的且无法 企业实施安全生产管理，提高其自身市场竞争力。 避免的化工项目应该加强重视，实施重点监管和把控。同时 参考文献 也应该将安全生产进行责任制分配并将实施项目细化，落实 ［１］罗颖．中小型化工企业安全管理和社会责任相互关系研究［Ｄ】．南 到每个岗位和工序上，如果一旦出现问题就要进行具体责任 京：江苏大学，２０１２． 到人，由负责该项目的人员进行负责，形成一定的制度监督 ［２］顿春伟．中小化工企业整治提升对策研究与方案实施【Ｄ】．杭州：浙 机制，形成全方位的安全监管体系，防止一切安全隐患的发生， 江大学，２０１４． 保证化中小型工企业的安全生产。 ［３］王宁．大连大孤山化工区安全生产管控一体化对策研究【Ｄ】．大连： ３．３应该加强化工企业的施工安全设施管理 大连理工大学，２０１４． 在化工项目施工过程中，不仅要注意施工安全，更应该 （上接第１０９页） 取相应的有效措施，减少填料泄漏现象，保证新氢压缩机的 在新氢压缩机的使用过程中，压缩机活塞杆由于长时间 长周期的安全运行，并加强对压缩机的监测和管理，提高机 的往复运动，进入气缸的氢气含有一定杂质、活塞杆组合密 组的工作效率，促进我国经济的快速发展。 封环紧箍力过大、填料密封盒冷却水流量偏小等原因使得新 参考文献 氢压缩机填料密封效果较差，发生填料泄漏现象，严重影响 【１］荣秀龙，乔光辉，赖朝喜．加氢裂化新氢机填料密封泄漏的故障分 机组安全稳定运行，甚至会发生安全事故，造成极大的危害。 析及改进措施［Ｊ】．压缩机技术，２０１３，（５）：６３．６５． 因此，要针对新氢压缩机填料泄漏现象原因进行分析，并采 （上接第１２５页） 处理，然后再打捞作业； 桥塞胶皮未充分收缩遇卡；②打捞前冲洗循环不彻底， ２）打捞作业，严格执行桥塞打捞作业操作规程，冲洗桥 桥塞解卡后未及时起钻，井筒水垢、砂下沉进入桥塞和套管 塞面干净； 环空或埋住桥塞；③上部井段套管变形。 ３）打捞管柱在捞矛以上接安全接头和液压上击器，桥塞 分别采取措施：①最好是在打捞桥塞前，井简经过通井 不能正常解封或者遇卡，可以震击解卡，及时不能正常解卡， 或刮削处理，遇卡后，可通过上下活动管柱或持续震击解卡。 也可以通过安全接头倒出捞矛以上管柱，为再次打捞创造有 ②打捞桥塞前冲洗桥塞面干净，如果是冲砂至桥塞面后再打 利条件； 捞的情况，至少循环洗井一周半，确保无大量砂可沉积，而 ４）捞矛下放打捞最好一次到位，打捞腔清洗干净，压重 且持续上提管柱至少３Ｏ根；③套管变形遇卡，上提超过正常 充足，确保一次捞住，防止重复打捞，破坏打捞腔。 悬重１０ＫＮ，正旋转管柱，从安全接头倒开，提出上部管柱， 参考文献 套管修正后再打捞。 ［１］铁军．浅谈打捞桥塞的收获［Ｊ］．中国高新技术企业，２０１４（３２）： ４总结及建议 ８２—８３． １）打捞桥塞前，对作业井井况井史清楚，传统性的结垢、 腐蚀严重的或有套管变形的，建议在捞桥塞前对井筒做相关 （上接第１２９页） 然气的产能，达到气田的开发目标。对非均质边水底水气藏 是连续侵入的，则最后会达到一种稳定的状态。如果气水界 水侵的动态分析，采取不同的动态分析的方法，得到相关的 面不光滑，最后不会形成一个稳定的状态，通过求解最优化 结论，合理控制气井的开发，减少水侵的现象出现，能够得 的解决方案，合理控制边水和底水气藏的压力系统，解除非 到最佳的气井产量。如果出现水侵的现象，需要采取必要的 均质性的影响，掌握水侵的动态，通过合理的管理措施，避 技术措施，解除水对气井产量的影响，不断提高天然气产量， 免过渡的水侵而影响到气井的产能。 达到提高气田生产效率的目的。 ３结束语 参考文献 通过对非均质边底水气藏水侵动态分析方法的研究，避 【Ｉ］方飞飞，李熙醅，高树生，边、底水气藏水侵规律可视化实验研究 免气层过早地见水或者水淹，合理利用水驱的能量，提高天 ［Ｊ］．天然气地球科学，２０１６，（１２）． ・１５４・
