4.7. Рекомендации по выбору концевых уплотнений

При выборе конструкции концевого уплотнения принимается во внимание

давление уплотняемого газа Г p , категория взрывопожароопасности,

токсичность, характер взаимодействия с минеральным маслом. Масло,

служащее для смазки и в качестве затворной жидкости, может вступать в

93

химическую реакцию с некоторыми рабочими газами. Например, хлор, вступая

в реакцию с маслом, резко ухудшается его свойства, а продукты реакции

забивают масляные каналы. Контакт масла с подобными рабочими газами

должен быть исключен. При сжатии кислорода и газов, в которых его объемная

доля более 40%, существует опасность срабатывания «треугольника

возгорания»: кислород – топливо – теплота, в котором топливом является масло

или «масляной туман» (мелкозернистая взвесь), а источником теплоты –

случайное задевание лабиринтных гребней о статор. Многие рабочие газы

содержат компоненты (примеси), растворимые в минеральном масле, причем

степень растворимости повышается с ростом давления.

Для выбора уплотнений центробежных машин можно опираться на

следующие рекомендации:

1. Простые лабиринтные уплотнения применяют для нейтральных газов,

например воздуха, азота – при давлениях перед уплотнением 5 Г p МПа.

2. Лабиринтные уплотнения с затворным газом и частичным противотоком

используют для кислорода с уплотняемым давлением 2,5 Г p МПа. Для

промышленных газов, в том числе взрывоопасных и токсичных, с уплотняемым

давлением 0,35 Г p МПа. В качестве затворного газа служит азот, иногда

чистый воздух. Лабиринтные уплотнения с затворным азотом применены и

эксплуатируются, например, в компрессорах для кислорода, хлора,

сероводорода, ацетилена, дивинила, углекислоты и т. д.

3. Щелевые уплотнения с плавающими кольцами (с гидравлическим

затвором) применяют:

-для давлений p МПа Г 5 - с цилиндрическими кольцами;

- для давлений p МПа Г 5...35 - оснащенные сегментными подушками.

Щелевые уплотнения надежно эксплуатируются в центробежных машинах,

компримирующих азотоводородную смесь в агрегатах синтеза аммиака,

94

водородосодержащие газы в нефтехимических производствах, многочисленные углеводородные газы в процессах нефтепереработки, добычи и транспорта газа.

4. Торцовые уплотнения с масляным затвором следует применять в тех случаях, когда в рабочем газе присутствуют компоненты, необратимо растворимые в масле (так как малый расход масла), а буферный газ отсутствует или его качество и непрерывность подачи не гарантируются. Торцовые уплотнения используются в компрессорах для компримирования изобутана, попутных нефтяных газов, содержащих сероводород и др. Кроме того, они широко применяются в холодильных турбокомпрессорах, где внешняя утечка масла должна быть минимальной.

5. Узлы уплотнения поршневых компрессорных машин

В настоящее время вопрос уплотнения поршня в компрессорах без смазки решается различными путями. Все известные конструкции уплотнений можно разделить на две группы: уплотнения с зазором (работающие без трения) и уплотнения без зазора (работающие с трением).

К первой группе относятся конструкции, в которых уплотняющий элемент не контактирует с цилиндром и уплотнение происходит вследствие сопротивления течению газа в малом зазоре.

Ко второй группе относятся конструкции, в которых уплотняющий элемент плотно прижимается к цилиндру, перекрывая зазор между поршнем и цилиндром. В этом случае скольжение подвижных элементов по цилиндру вызывает механическое трение и их износ.