水环式压缩机检修要点分析

李文正，衣品卿

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

水环式压缩机检修要点分析

李文正，衣品卿

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

本文介绍了水环式压缩机的工作原理，并以某次水环式压缩机检修为例，介绍了大型水环式压缩机的检修要点以及遇到问题的解决措施。

水环式压缩机；水环式真空泵；检修

水环式压缩机和真空泵是化工生产装置中常见的设备之一，虽然其效率较低，但其结构简单，制造精度要求不高，结构紧凑，占地面积小，吸气均匀，工作平稳可靠，噪音小，操作简单，维修方便，因此得到了广泛的应用。下面对水环式压缩机的原理和检修要点作简要介绍。

1　水环式压缩机工作原理

水环式压缩机压缩形式为容积式压缩，其工作原理为：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。压缩机中的工作液连同被抽气体不停的被排出外部，因此必须不断的补充新鲜的冷却工作液，除了形成水环这一基本功能外，工作液还有散发压缩所产生的热量并密封叶轮和圆盘之间间隙的作用。

如果泵入口接待抽容器就叫水环式真空泵，如果泵出口接容器就叫水环式压缩机，两者的工作原理是一样的，都是通过安装在泵体内的偏心了叶轮旋转带动工作液形成旋转水环，来抽吸或压缩气体介质，两者处理的介质只能是气体。但其内部结构是有区别的（如部分内部间隙量），同时一般的，真空泵是用来抽取不凝气、制造真空，而压缩机一般用来输送易燃易爆气体或者是有毒气体。

2　检修要点及解决措施

2.1水环式压缩机性能参数介绍

水环式压缩机产品参数如表1所示。

表1　水环式压缩机产品参数

2.2水环式压缩机检修要点及解决措施

2.2.1静环压盖腐蚀问题

由于机械磨损、冷却效果不佳导致密封面热裂或辅助密封圈老化、检修时压缩量不正确等原因，导致机械密封泄漏，使得静环压盖顶丝孔及内部凸台处腐蚀严重。

采取措施：提前测绘并重新制作静环压盖，改原来碳钢Q235材质为不锈钢材质（如304），以减少泄露的密封冲洗水对静环压盖的腐蚀。

2.2.2轴套拆卸困难问题

密封泄漏后，密封冲洗水会进入轴套与轴之间，由于铁锈等杂质的作用，使得机械密封轴套无法从轴上取出。

采取措施：根据轴套特点，即轴套靠近端部位置有一凹槽（轴套顶丝预留槽），制作专用工具将轴套取出，如图1所示。

图1　轴套拆卸

2.2.3端盖静环座腐蚀问题

由于工作液偏酸性（由乙炔气携带），端盖上的静环座部分腐蚀严重，静环上的“O”型圈已不能起到密封效果，静环定位销已完全腐蚀，如图2所示。

图2　静环座腐蚀图

采取措施：由于端盖上的静环座与端盖为整体铸件（灰口铸铁GB9439-88，HT200），若整体报废较为浪费，且采购新端盖周期较长，于是将腐蚀部位挖去，但不要超过圆盘与端盖密封面的位置，重新制作一个芯子镶在端盖上，并用沉头螺钉将其与端盖固定，注意芯子与端盖之间要有一定过盈量。芯子的材质定位不锈钢（如304材质），以减少对其的腐蚀。这样既节约了成本，又解决了端盖静环座易腐蚀的问题。

2.2.4机械密封动环组件与轴套的组装

该机械密封为双端面机械密封，两个动环面共用一组弹簧，在组装前，可用卡簧将两动环固定在动环座上，使弹簧有一定初始压缩量。

机械密封在组装时要注意动环下四氟垫片与“O”型圈的安装顺序，四氟紧贴动环，以起到隔热作用。机封向轴套安装时，可先取出外侧动环，先安装内侧动环和动环座，最后安装外侧动环，避免外侧动环在安装时“O”型圈和四氟圈与轴套凹槽接触后挤压损坏。

2.2.5动环的定位方法

如图3所示，测量静环压盖端面与其内部静环面距离L1和端盖静环座端面与其内部静环面距离L2，将轴套安装到位后，测量轴套端面到端盖静环座端面的距离L3，将动环组件组装好后，测量两动环面间距离L4，将单侧机封压缩量定位S。

图3　动环定位示意图

若L1+L2+2S的尺寸与L4尺寸有出入，则通过在静环压盖端面加垫片或车削到需要尺寸进行调节，调节后重新确定L1尺寸。然后确定动环位置。静环压盖侧动环面距离轴套端面距离为L3-L1-S。其中转子的轴向窜量可忽略不计或适量计算到压缩量中，可根据实际情况灵活处理。

2.2.6转子的定位方法

转子通过非驱动端轴承盒进行定位，因为驱动端轴承盒固定后，转子在轴向仍有窜量。转子窜量偏小或偏大可通过在泵体与端盖间加垫片或对泵体进行车削来调节间隙量。

2.2.7其它问题

检修时，可将压缩机吊到垂直位置，以方便检修。此时可制作专用架子或在压缩机下方加枕木。组装时，将一侧（驱动端或非驱动端）机封、轴承等安装完成后，再安装另一侧。轴承装配时应采用热装方式，热装时用100～120℃的机油油浴加热10～15min，或用电加热器加热，严禁用火焰直接加热。

3　结束语

单级单作用结构水环式压缩机的原理和结构形式基本相同（密封形式可分为双端面机械密封、双端面机械密封和填料密封），其检修方法可应用于同类设备。针对遇到的具体问题采取正确的应对措施，既可以节约成本，又可以延长设备的使用寿命。

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.04.012

TP051.21

C

1008-1267（2016）04-0037-02

2016-02-15

李文正，（1985～），男，本科，工程师，主要从事设备检修与管理工作。