尚鳳玲

（河南開祥精細化工有限公司，河南義馬 472300）

循環(huán)風機軸封機構(gòu)改造

尚鳳玲

（河南開祥精細化工有限公司，河南義馬 472300）

ARG-500CME型羅茨鼓風機機封原采用合金鑄鐵材質(zhì)的漲圈密封，該密封在運行過程中多次出現(xiàn)振值高，溫度高等問題，運行一段時間，機封密封性能降低，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為改變這種現(xiàn)狀，通過對機封結(jié)構(gòu)型式改造——改成機械密封結(jié)構(gòu)，提高機封的使用壽命，降低檢修頻率，從而提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和操作人員的安全性。

漲圈密封；密封性；改造；機械密封

1 簡介

河南開祥精細化工2×4.5萬t/a1.4–丁二醇裝置是采用改良Reppe法生產(chǎn)工藝，包含先進的干法乙炔生產(chǎn)工藝、高低壓加氫工藝、PSA變壓吸附工藝和鐵鉬法甲醛工藝，其中甲醛工藝采用美國DBW甲醛生產(chǎn)工藝，該工藝流程簡單，甲醛收率高，甲醇的轉(zhuǎn)化率在99%以上，生產(chǎn)甲醛的選擇性可達94%。鐵鉬法甲醛工藝是在空氣-甲醇混合氣中甲醇濃度低于爆炸區(qū)的下限（小于7%），即在含有過量的空氣情況下操作，過量的空氣由風機供給的包括新鮮空氣和循環(huán)氣體的連續(xù)氣流，這部分氣流是從吸收塔頂來的一部分循環(huán)氣（約占總氣量的70%，其余30%進入尾氣系統(tǒng)）在正常操作期間進入循環(huán)風機入口消音器和由空氣風機來的新鮮空氣混合，進入系統(tǒng)循環(huán)利用。

我公司甲醛裝置循環(huán)風機采用的是長沙鼓風機廠有限責任公司制造的ARG-500CME型溶劑型羅茨鼓風機。該風機在運行過程中如出現(xiàn)異常（如異常聲音、發(fā)熱、振動），必須立即停車，從而造成聯(lián)鎖會停止甲醇供應(yīng)，整個甲醛裝置停產(chǎn)。由于國內(nèi)設(shè)計水平有限以及現(xiàn)場運行條件限制，我公司的甲醛循環(huán)風機在運行過程中曾多次出現(xiàn)振值高，溫度高，密封性能降低等問題，造成該設(shè)備運行周期短，檢修頻繁，運行成本升高，系統(tǒng)頻繁停車，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 故障原因分析

甲醛循環(huán)風機原設(shè)計軸封采用的是合金鑄鐵材質(zhì)的脹圈密封，是一種利用阻塞和節(jié)流原理進行密封的裝置。將若干個脹圈裝入軸套上加工好的環(huán)形槽中，脹圈是一個有切口的金屬彈性環(huán)，通稱活塞環(huán)。脹圈在自由狀態(tài)時切口張開，裝入后切口合攏，脹圈外圓借彈力與內(nèi)表面貼緊。工作時，脹圈受工作介質(zhì)壓力的作用貼緊脹圈槽的一側(cè)，由脹圈外圓柱面和貼緊端面共同起密封作用。脹圈常用鑄鐵或錫青銅制造，主要用于操作溫度較高的設(shè)備。

我公司采用的是二葉羅茨鼓風機，通過拆檢分析得出密封間隙的存在，造成氣體的泄漏，且泄漏流量隨著壓強比的增大而增加，限制了鼓風機向高壓方向的發(fā)展，引起故障率上升。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：原漲圈材質(zhì)是合金鑄鐵，在使用過程中會發(fā)生磨損，且磨損后無法恢復(fù)彈性，造成脹圈間隙隨運行時間不斷變大，密封性能降低，引起腔體內(nèi)介質(zhì)竄氣。竄氣后，氣體腐蝕軸承引起軸承損傷，潤滑油油質(zhì)下降，還會引起齒輪及郵箱內(nèi)件腐蝕，最終引起油箱氣壓不平衡，主副油箱油溫升高，振值波動，被迫停車處理，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和操作人員的安全。

3 改進方案

初步分析循環(huán)風機出現(xiàn)故障的原因——存在密封間隙后，首先想到的更改密封形式，把原設(shè)計的漲圈密封改為填料密封，運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)填料密封的自潤滑作用能夠長時間保持密封效果，降低泄露率，但填料磨損快，需定期將風機拆機更換填料，更換成本也高。

經(jīng)進一步分析論證后，為從根本上克服這種設(shè)計缺陷引起的密封失效問題，把密封結(jié)構(gòu)型式改為機械密封型式，具體修改方案如下：

1）在原設(shè)備的基礎(chǔ)上，將兩軸加長，通過改造，將原設(shè)計的脹圈密封改為機械密封，共計四套。

2）機械密封使用脫鹽水沖洗冷卻降溫，保證機封的密封性能。

3）機殼、葉輪采用碳鋼材質(zhì)，墻板、齒輪箱采用HT250材質(zhì)，密封襯套采用耐磨的45，進口樹脂砂制作。

4）傳動齒輪材質(zhì)采用20CrMnTi合金鋼，經(jīng)滲碳、淬火、精磨，精度等級達GB10095—1988 的5級，齒面硬度達HRC56～62，傳動平穩(wěn)，機械噪音低。

5）齒輪以錐度配合方式安裝在主從軸上，用鎖緊螺母緊固，配合可靠。軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼。軸與葉輪經(jīng)熱套結(jié)合成轉(zhuǎn)子，其結(jié)合為過盈配合，轉(zhuǎn)子采用獨特的定位方式。

4 改進后的效果

原裝置共有兩臺風機，一旦風機出現(xiàn)問題，就會造成甲醛系統(tǒng)停車維修3～5d。每臺風機的單次維修費用高達8萬元，每年因風機密封故障停車3～4次，影響產(chǎn)甲醛約1 200t，可造成間接經(jīng)濟損失約324萬元。通過對原設(shè)計密封形式改為機械密封后，羅茨風機至今已運行9個月，風機振值比較穩(wěn)定，未出現(xiàn)大的波動，油箱溫度穩(wěn)定，油位波動在正常范圍內(nèi)，說明使用機械密封效果良好，即保證了風機運行的可靠性，又方便了風機現(xiàn)場維護維修，提高了設(shè)備的安全運行穩(wěn)定，為裝置長周期運行提供了保障。

[1] 唐廣軍，徐民，劉鵬，等.改進TAR-395KGC羅茨風機漲圈密封結(jié)構(gòu)[J].潤滑與密封，2010.

[2] 顧永泉.機械密封使用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[3] 呂瑞典.化工設(shè)備密封技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

Reconstruction of Circulating Fan Shaft Sealing Mechanism

Shang Feng-ling

ARG-500CME-type Roots blower machine seal original alloy cast iron material of the ring ring seal，the seal in the course of the operation of many times the high value of vibration，high temperature problems，running for a period of time，seal sealing performance，serious impact System stability，in order to change the status quo，we through the mechanical seal structure type transformation-into mechanical seal structure，improve the life of the machine seal，reduce the maintenance frequency，thereby enhancing the stability of the production and the safety of the operator.

up ring seal；sealability；transformation；mechanical seal

TF13

A

1003–6490（2017）10–0093–01

2017–07–10

尚鳳玲（1982—），女，河南周口人，助理工程師，主要從事化工及研發(fā)工作。