水蒸气罗茨压缩机轴封优化设计

摘 要：面对介质高温特性（195 ℃）、高压特性（1.4 MPa）、碱性腐蚀特性（pH值9～10）、低可靠性（使用寿命低于300 h，一个月）等特点，传统的多胀圈结构和常规机械密封已无法适应罗茨压缩机输送水蒸气的轴封系统使用要求。基于此，以可靠性兼顾经济性为准则，通过合理优化设计方案，选用合适材料，计算设计各个重要机械密封参数，最终满足实际需求，并为类似工况的轴封设计提供了一个可参考、可借鉴的可行性密封方案。

关键词：高温高压碱性水蒸气;罗茨压缩机;机械密封

0    引言

近年来，二次蒸汽再利用项目受到广泛关注。在管桩、建材、加气砖等实际生产中，均采用蒸压釜余热回收梯级利用工艺实现节能减排，但工艺的核心设备罗茨压缩机的多胀圈轴封系统，存在故障率高、可靠性低、维护周期短等问题;并且具有实际运行工况苛刻，启停冲击大，运行压差大，高温碱性腐蚀，输送介质杂质多等不利特点。因此，罗茨压缩机轴封系统的优化，关系着整个工艺的正常运行。

另外，二次蒸汽再利用项目属于节能项目，不仅需要从密封性、耐久性、可靠性等方面优化设计轴封系统，而且需要兼顾经济性，均衡考虑材料成本和制造难度，制订合理、适合的轴封系统优化设计方案。

1    工况参数

罗茨压缩机需输送的介质为过热碱性水蒸气，其冷凝液含有Ca（OH）2，约0.35 g/L（平均值），pH值9～10，另有少量硅酸盐固态矿物杂质。输送水蒸气最高压力1.4 MPa，最高温度195 ℃，其中，压力为0.2～0.7 MPa时，每天运行6 h;压力为0.7～1.4 MPa时，每天运行6 h。……