趙月剛　韓愛(ài)峰　李　帥

(1.陜西未來(lái)能源化工有限公司陜西榆林719000; 2.陽(yáng)煤平原化工有限公司山東平原253100)

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干氣密封在含硫氮?dú)庋h(huán)風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

趙月剛1韓愛(ài)峰2李帥1

(1.陜西未來(lái)能源化工有限公司陜西榆林719000; 2.陽(yáng)煤平原化工有限公司山東平原253100)

各類(lèi)有毒有害介質(zhì)風(fēng)機(jī)中，密封大多采用迷宮密封+氮?dú)獗Ｗo(hù)+石墨密封的結(jié)構(gòu)，其密封泄漏會(huì)嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。隨著密封技術(shù)的發(fā)展，干氣密封技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用徹底解決了困擾高速離心壓縮機(jī)的軸封問(wèn)題，密封的使用壽命及性能都得到了很大提高，為機(jī)組穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保障。目前，干氣密封大部分應(yīng)用在高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，而在風(fēng)機(jī)類(lèi)產(chǎn)品中應(yīng)用較少。為了改進(jìn)含硫氮?dú)庋h(huán)風(fēng)機(jī)密封中存在的缺陷，陜西未來(lái)能源化工有限公司將凈化變換工段干氣密封技術(shù)應(yīng)用到了含硫氮?dú)庋h(huán)風(fēng)機(jī)中，取代了原來(lái)的迷宮密封+氮?dú)獗Ｗo(hù)+石墨密封的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)零泄漏，運(yùn)行穩(wěn)定。

1鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

C(N2)105-4.196/3.396型多級(jí)雙支撐離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1　多級(jí)雙支撐離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

2改造前密封

2.1結(jié)構(gòu)原理

進(jìn)氣室軸封與出氣端軸封采用石墨密封+氮?dú)獗Ｗo(hù)+迷宮密封結(jié)構(gòu)，該密封組由石墨密封體及4組石墨拼環(huán)迷宮密封體、充氮腔及錐管接頭、迷宮密封軸套及密封環(huán)組成。石墨密封由蓋板、密封架、側(cè)蓋及4組石墨拼環(huán)迷宮密封體組成，采用分瓣式密封環(huán)。工作時(shí)，利用自身回彈性及柔軟的特性，在機(jī)械力作用下產(chǎn)生一定壓縮變形，達(dá)到密封效果，密封體及密封環(huán)材質(zhì)為ZL104。

2.2存在的問(wèn)題

(1) 采用彈力補(bǔ)償?shù)姆职晔绞芊饨Y(jié)構(gòu)形式大多應(yīng)用在往復(fù)密封上，結(jié)構(gòu)形式多是阻流環(huán)+切向環(huán)+徑向環(huán)，可以在圓周定位；但用在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的風(fēng)機(jī)上，只設(shè)有4組切向環(huán)，每組獨(dú)立，每組3個(gè)開(kāi)口會(huì)旋向一個(gè)方向，造成開(kāi)口間隙大，并且多組設(shè)計(jì)在定位時(shí)不方便錯(cuò)開(kāi)，因此，氣體泄漏量大。

(2) 石墨密封環(huán)選材時(shí)，硬度過(guò)高會(huì)造成風(fēng)機(jī)工作時(shí)噪音大、有刺耳聲音、冒煙；硬度過(guò)低會(huì)加快磨損，縮短密封環(huán)使用壽命。軸套選材時(shí)，硬度過(guò)低會(huì)造成自身磨損加快；硬度過(guò)高會(huì)造成密封環(huán)磨損較快，因此，該密封使用壽命較短，不利于設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行。

(3) 石墨密封+氮?dú)獗Ｗo(hù)+迷宮密封結(jié)構(gòu)存在氣體泄漏，泄漏的硫化氫為無(wú)色、有刺激性和窒息性氣體，人在接觸高濃度硫化氫后會(huì)引起呼吸困難甚至心跳停止突發(fā)昏迷。從安全性角度來(lái)看，該密封達(dá)不到零泄漏，曾多次提出安全隱患要求改造。

3改造后干氣密封

3.1更換干氣密封需改造部位

(1) 根據(jù)干氣密封結(jié)構(gòu)重新加工軸套，表面粗糙度Ra提高至0.8 μm，留出間隙0.1 mm，軸套尺寸外徑為109.92 mm。

(2) 干氣密封腔殼體上部增加一處螺孔，用螺栓固定干氣密封，防止轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3) 風(fēng)機(jī)干氣密封腔殼體的加工表面粗糙度Ra為3.2 μm，保證干氣密封外圓O形圈與殼體的圓周密封。

3.2結(jié)構(gòu)說(shuō)明

干氣密封為C900-110集裝式單端面加碳環(huán)密封結(jié)構(gòu)，工藝介質(zhì)為循環(huán)氮?dú)?含硫)，其溫度40 ℃、入口壓力0.25 MPa、流量1 500～3 000 m3/h(標(biāo)態(tài))；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 000 r/min；密封氣為純凈、干燥的氮?dú)?，其氮?dú)鈮毫s為0.6 MPa。該密封只能單向運(yùn)轉(zhuǎn)，分驅(qū)動(dòng)側(cè)和非驅(qū)動(dòng)側(cè)干氣密封。此單端面干氣密封在風(fēng)機(jī)中作為主密封使用，其有以下特點(diǎn)：①用氮?dú)庾鳛樽璺饨橘|(zhì)，可以保證工藝介質(zhì)“零泄漏”，保證對(duì)環(huán)境及工藝介質(zhì)無(wú)污染；②干氣密封在氣源和工況穩(wěn)定的情況下可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，幾乎不用維護(hù)，性能穩(wěn)定。

3.3密封安裝前的準(zhǔn)備工作

檢查安裝密封相關(guān)部位：①軸肩倒角(30°×2 mm)；②軸向竄量以及跳動(dòng)情況，圓跳動(dòng)要求≤0.04 mm；③密封腔表面情況；④保持安裝干氣密封處軸套光潔；⑤密封腔尺寸與密封裝配圖是否一致，軸與腔體的垂直度和同心度；⑥軸的旋向必須和密封總圖所示方向一致；⑦軸套及壓蓋密封圈上涂抹少量專(zhuān)用潤(rùn)滑脂。

3.4干氣密封的安裝

(1) 安裝時(shí)無(wú)需解體，直接用配套的安裝工具將密封整體安裝到密封腔即可。

(2) 轉(zhuǎn)子安裝時(shí)，以非驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承定位，注意先將底部干氣密封限位螺栓拆卸，防止轉(zhuǎn)子安裝后無(wú)法拆卸，并檢查外側(cè)殼體與風(fēng)機(jī)殼體相配合的止口位置是否正確以及干氣密封外側(cè)殼體防轉(zhuǎn)孔位置是否在正上方。

(3) 將密封防轉(zhuǎn)頂絲鎖緊，并將傳動(dòng)環(huán)上的緊定螺釘鎖緊在軸上。

(4) 密封安裝完畢后，取下安裝板并妥善保存，以備下次拆卸時(shí)使用，盤(pán)車(chē)無(wú)異常即可。

3.5干氣密封的拆卸

(1) 裝上安裝板，松開(kāi)驅(qū)動(dòng)環(huán)，上緊螺釘。

(2) 取下連接螺栓，使用配套的拆裝工具將整套密封取下。

3.6干氣密封控制系統(tǒng)安裝說(shuō)明

(1) 干氣密封控制系統(tǒng)是密封的重要組成部分，由密封氣過(guò)濾單元和泄漏監(jiān)測(cè)單元組成，其為干氣密封長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

(2) 過(guò)濾單元：外部管網(wǎng)氮?dú)庥深A(yù)留的法蘭進(jìn)入控制系統(tǒng)，首先經(jīng)過(guò)卡套式球閥(控制管網(wǎng)氮?dú)膺M(jìn)入系統(tǒng))，再通過(guò)過(guò)濾器、減壓閥、壓力開(kāi)關(guān)、單向閥，最后進(jìn)入干氣密封和主密封形成的密封腔。

3.7干氣密封的運(yùn)行及監(jiān)測(cè)

3.7.1干氣密封的運(yùn)行

(1) 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前，應(yīng)將連接到干氣密封腔的進(jìn)氣管線(xiàn)脫開(kāi)，打開(kāi)氮?dú)馊肟陂y，對(duì)系統(tǒng)管線(xiàn)進(jìn)行吹掃。

(2) 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前，應(yīng)先打開(kāi)氮?dú)馊肟陂y和截止閥，對(duì)干氣密封充壓，然后正常啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

(3) 調(diào)節(jié)密封氣系統(tǒng)的減壓閥開(kāi)度，使干氣密封腔氮?dú)鈮毫S持在0.6 MPa左右；打開(kāi)系統(tǒng)所有的截止閥，保證系統(tǒng)通路暢通。

(4) 做好以上工作后，密封可隨時(shí)開(kāi)啟。

(5) 風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，須先將風(fēng)機(jī)泄壓，然后關(guān)閉氮?dú)馊肟陂y，將干氣密封腔泄壓。

3.7.2密封的監(jiān)測(cè)

密封在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)密封氣系統(tǒng)可對(duì)干氣密封的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(1)若密封氣入口壓力表顯示過(guò)低，表明干氣密封泄漏過(guò)大。

(2)若干氣密封流量計(jì)示數(shù)持續(xù)增大，表明干氣密封系統(tǒng)管線(xiàn)接頭處可能有泄漏；若確定系統(tǒng)無(wú)泄漏，則表明干氣密封有損壞。

3.8干氣密封的日常保養(yǎng)和維護(hù)

正常操作條件下，干氣密封不需要任何維護(hù)，只需對(duì)密封氣入口壓力和氮?dú)饬髁窟M(jìn)行監(jiān)測(cè)，每天記錄數(shù)據(jù)。干氣密封使用中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1) 保證密封氣的供應(yīng)充足，氮?dú)鈮毫Φ耐蝗徊▌?dòng)或切斷都會(huì)影響干氣密封的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至造成損壞。

(2) 密封泄漏主要通過(guò)流量計(jì)和壓力表來(lái)顯示。若壓力表示數(shù)持續(xù)下降，或者流量計(jì)示數(shù)持續(xù)增大時(shí)，則有可能是干氣密封損壞造成的。

(3) 在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)保證密封氣壓力高于密封腔的壓力，反壓可導(dǎo)致主密封的損壞(禁止未對(duì)干氣密封沖壓就進(jìn)行風(fēng)機(jī)充壓)。

(4) 少量的潤(rùn)滑油或其他液體進(jìn)入干氣密封端面，雖不會(huì)對(duì)密封造成危害，但應(yīng)盡量避免此類(lèi)情況的發(fā)生。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)干氣密封改造替代迷宮密封，氮?dú)庋h(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了硫化氫氣體零泄漏，維修率大大降低，為化工生產(chǎn)提供了安全保障，改善了職工的操作環(huán)境。今后，技術(shù)人員還要不斷加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和管理工作，采用新技術(shù)、新工藝，使設(shè)備更好地服務(wù)于生產(chǎn)。

(收稿日期2015-09-07)