蘭州石化公司煉油廠60萬噸/年連續(xù)重整K202氫壓機(jī)為四列對置平衡型往復(fù)式壓縮機(jī)，型號為4M50-186/2.4-8.2-82/7.2-20-BX，由沈陽氣體壓縮機(jī)廠制造。該機(jī)組自1999年12月安裝投用以來，由于油封設(shè)計(jì)等缺陷，造成機(jī)組開工以來油封泄漏嚴(yán)重（平均每天泄漏0.2t--0.4t），而且檢修頻繁，此，我們對油封的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改造，采用改型骨架油封和T型密封槽結(jié)構(gòu)，取得顯著的效果。
       一、壓縮機(jī)潤滑方式及油封原理
       4M50型機(jī)組分別采用兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)完成對機(jī)組的潤滑，一個(gè)系統(tǒng)是集中壓力潤滑，即由一臺連續(xù)工作的油泵將潤滑油分別注入到座瓦、連桿大、小頭瓦、十字頭銷、十字頭等運(yùn)動部件的潤滑點(diǎn)，再由曲軸箱返回油站；另一個(gè)系統(tǒng)是用壓力較高的注油器來完成氣缸和填料部位的注油。
       該機(jī)組運(yùn)行參數(shù)如下：
       轉(zhuǎn)速：300rpm
       功率：3200KW
       入口壓力：0.26MPa
       出口壓力：1.9MPa
       流量：19326m2/h
       4M50型機(jī)組采用中間接筒將氣缸和曲軸箱連接到一起，接筒與曲軸箱連接側(cè)設(shè)有安裝油封組件的隔板（圖1）

圖1

       油封組件由殼體、壓蓋、刮油環(huán)和彈簧組成，每副油封有兩組刮油環(huán)（如圖2所示），

圖2

       刮油環(huán)材質(zhì)為ZCuSn10Pb錫青銅，它的作用是將活塞桿上粘附的由曲軸箱側(cè)帶來的潤滑油刮掉，以防止油通過活塞桿帶入氣缸側(cè),刮油環(huán)刮下來的油仍流入曲軸箱 。刮油環(huán)通過中間接筒窗口裝入，通過拉伸彈簧使刮油環(huán)內(nèi)徑緊貼于活塞桿，這樣就對活塞桿產(chǎn)生不變的低接觸壓力以利刮油。
       二、使用現(xiàn)狀及存在問題分析
       機(jī)組安裝后調(diào)試過程中多次發(fā)生油封泄漏問題，制造廠技術(shù)服務(wù)人員對刮油環(huán)接觸面、刮油環(huán)側(cè)間隙等進(jìn)行調(diào)整，都未能從根本上解決漏油問題。裝置開工以來，三臺機(jī)組都因油封漏油不能正常運(yùn)行和完好備用，2000年2-11月份，維修人員多次對油封進(jìn)行處理，檢修后運(yùn)行周期短或不能達(dá)到要求，特別是2000年5月份對K202/B檢修，先后連續(xù)檢查更換油封11副，試車7次，于是我們對該機(jī)組油封的結(jié)構(gòu)及機(jī)組的運(yùn)行狀況作全面分析，認(rèn)為造成油封頻繁泄漏的原因主要有以下幾個(gè)方面：
       1.該油封結(jié)構(gòu)上存在不足，油封組件由兩組刮油環(huán)組成，前面沒有阻流環(huán)，這種結(jié)構(gòu)對于中小型往復(fù)式壓縮機(jī)來說效果較好，但是對于這種大型壓縮機(jī)來看密封效果不是太好。該油封組件在設(shè)計(jì)時(shí)考慮支撐環(huán)、活塞環(huán)磨損后活塞桿下沉，油封座底孔與活塞桿配合間隙較大（軸經(jīng)Ф110mm,殼體內(nèi)孔Ф114mm），對沿軸向流來的潤滑油沒有阻流作用，同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮十字頭體積較大、行程長，供油量相對較為充沛 ，這樣使大量的潤滑油在十字頭的拍擊下，以一定的壓力流向油封，使油封可靠性降低，造成泄漏。
       2.機(jī)組縱向尺寸大，機(jī)組縱向長11米，由于設(shè)備制造加工精度和安裝現(xiàn)場條件及機(jī)具的制約等原因，很難確保機(jī)組非常良好的裝配精度，加之活塞行程長（有效行程400mm），機(jī)組運(yùn)行中活塞桿跳動較大，影響刮油環(huán)刮油效果。
       3.支撐環(huán)磨損嚴(yán)重，機(jī)組活塞環(huán)、支撐環(huán)均采用填充聚四氟乙烯，由于缸體內(nèi)壁表面光潔度及填充聚四氟乙烯本身質(zhì)量問題，機(jī)組支撐環(huán)、活塞環(huán)從開工以來使用壽命不足一個(gè)小修周期，由于支撐環(huán)的磨損，造成活塞桿運(yùn)行中跳動較大，影響刮油環(huán)刮油效果；
       4.配件質(zhì)量不過關(guān)，刮油環(huán)材料為ZcuSn10Pb錫青銅，由廠家按標(biāo)準(zhǔn)件供應(yīng)，由于四根活塞桿本身直徑差異及機(jī)組一年多的運(yùn)行，活塞桿直徑相差更大，造成備件在檢修中互換性差，要靠人工進(jìn)行手工研磨，研磨過程中使用的假軸是按標(biāo)準(zhǔn)尺寸加工，造成刮油環(huán)與活塞桿接觸不好；同時(shí)，在檢修中我們也發(fā)現(xiàn)，直徑Ф110mm刮油環(huán)由于加工、運(yùn)輸和存放的原因，刮油環(huán)平面度差，影響刮油環(huán)裝配后與活塞桿的接觸；造成泄漏。
       三、改造方案和內(nèi)容
       查閱許多專業(yè)設(shè)計(jì)手冊，從理論上分析，該結(jié)構(gòu)是合理的，也是國內(nèi)大多數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家所采用的一種結(jié)構(gòu)，從現(xiàn)場觀察的情況來看，該機(jī)組油封泄漏有兩種情況；一是油在活塞桿的帶動下飛濺式的泄漏；另一種情況是油沿著油封壓蓋呈細(xì)線狀往外溢流。針對以上造成油封泄漏原因的分析及現(xiàn)場觀察情況，我們認(rèn)為要從以下兩個(gè)方面的改進(jìn)。
       1.在刮油環(huán)前增加一道阻流環(huán)，減輕油封壓力；利用現(xiàn)有的油封組件，在靠曲軸箱側(cè)加阻流環(huán)，采用改型的骨架油封，即將彈簧拆去，靠骨架油封唇型部位自身的過盈形成阻流環(huán)封（唇性部位自由狀態(tài)內(nèi)孔Ф109mm，軸經(jīng)Ф110mm ），將大部分油刮去（圖3）

圖3

       我們知道骨架油封在往復(fù)運(yùn)動的密封中，在線速度不大于4米/秒的工況下，一般不會發(fā)生翻邊，而且使用壽命無明顯差別，所以我們決定采用骨架油封，這樣的結(jié)構(gòu)即使支撐環(huán)、活塞環(huán)磨損，也不會磨損活塞桿；再對活塞活塞桿線速度進(jìn)行計(jì)算：
       壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速：300rpm    活塞最大行程：400 mm 

       計(jì)算公式：

       2.對刮油環(huán)壓蓋-1進(jìn)行改造，使溢流狀態(tài)的油能夠流回到曲軸箱。我們在刮油環(huán)壓蓋-2（刮油環(huán)外側(cè)）加三道Т型密封槽（圖3），使刮油環(huán)刮油效果不佳時(shí)微漏的油將沿軸向溢留的潤滑油通過Т型槽全部返回曲軸箱，這樣就起到了雙重密封的作用。
       四、改造效果
       通過以上對油封結(jié)構(gòu)的改造，取得了良好的效果，自2000年11月份完成對K202/A、B、C三臺油封改造以來，三臺機(jī)組油封創(chuàng)出連續(xù)運(yùn)行18個(gè)月無泄漏運(yùn)行的佳績，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
       五、應(yīng)用與推廣
       蘭州石化公司柴油加氫往復(fù)壓縮機(jī)采用PETER.BROTHER 公司4D2+1型機(jī)，其油封填料選用賀爾碧格（HOERBIGER）錐形填料函，機(jī)組運(yùn)行一年多后，由于活塞桿、缸套等磨損原因，油封泄漏嚴(yán)重。從國外購置標(biāo)準(zhǔn)配件并請賀爾碧格工程技術(shù)人員指導(dǎo)安裝，運(yùn)行周期短，2002年4月份，我們借鑒4M50油封改造的經(jīng)驗(yàn)，對4D2+1機(jī)組循環(huán)段油封嘗試改造，較為成功，改造后連續(xù)運(yùn)行7個(gè)月，油封無泄漏。