李芳娟(長嶺煉化岳陽工程設(shè)計有限公司，湖南 岳陽 414000)

催化劑制備裝置攪拌密封改造

李芳娟(長嶺煉化岳陽工程設(shè)計有限公司，湖南 岳陽 414000)

本文以某廠新建催化劑制備裝置攪拌密封泄漏改造設(shè)計為依托，著重分析攪拌密封裝置在工作過程中出現(xiàn)泄漏和失效的主要原因，并根據(jù)實際工況和密封泄漏原因分析對攪拌裝置提出整改方案，有效解決密封泄漏問題使催化劑制備裝置平穩(wěn)的運行。

催化劑制備；攪拌密封；氈圈油封；旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈

某廠新建加氫催化劑及配套生產(chǎn)裝置，在催化劑成交工序中某生產(chǎn)部分同一區(qū)域約30臺攪拌設(shè)備，在開工運行不到一個月時間，相繼15臺攪拌設(shè)備軸承損壞、軸承潤滑脂耗量高，生產(chǎn)的中間產(chǎn)品不合格，設(shè)備停工檢查發(fā)現(xiàn)攪拌密封泄漏，大量潤滑脂漏入攪拌罐內(nèi)導(dǎo)致中間產(chǎn)品不合格。

1 攪拌設(shè)備簡介及故障情況

催化劑制備裝置成交工序該區(qū)域所用的30臺攪拌設(shè)備均為常壓攪拌設(shè)備，操作溫度100℃～120℃，攪拌裝置中攪拌軸的設(shè)計主要為懸臂軸和單跨軸，而攪拌密封產(chǎn)生泄漏的主要是采用單跨軸設(shè)計的攪拌裝置。

根據(jù)設(shè)備檢維修現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，軸承箱中圓錐滾子軸承偏磨比較厲害，底部塑料軸承偏磨明顯，裝配氈圈油封處的軸承箱并未有明顯磨損痕跡，氈圈油封稍有偏磨，氈圈油封以下的攪拌軸布滿潤滑脂。

2 泄漏原因分析

(1)攪拌軸安裝問題 單跨攪拌軸需要在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置中間軸承或底軸承優(yōu)化攪拌軸的設(shè)計，但給攪拌軸的安裝帶來了一定難度。除了需要調(diào)整機架與罐頂支撐的垂直度外，還需要保證單跨軸底軸承座在同一垂線上，并保證下攪拌軸與底軸承座的安裝間隙，避免下攪拌軸壓在底座上。發(fā)生泄漏的攪拌設(shè)備均是單跨攪拌軸，根據(jù)檢維修現(xiàn)場拆裝情況，單跨軸安裝對中存在較大問題，由于安裝誤差的累計，致使攪拌軸在運行過程中偏心嚴重，對上部圓錐滾子軸承、底部塑料軸承偏磨嚴重，導(dǎo)致軸承箱軸承損壞、氈圈密封失效泄漏。

(2)攪拌裝置軸承箱熱分析 攪拌軸的安裝問題導(dǎo)致圓錐滾子軸承嚴重偏磨、軸承箱氈圈密封磨損密封不嚴。圓錐滾子軸承的偏磨使軸承箱中的潤滑脂溫度不斷升高，同時由于攪拌設(shè)備的操作溫度比較高，攪拌軸的溫度幾乎與介質(zhì)溫度相當，在這種高溫環(huán)境下的潤滑脂融化從氈圈密封磨損處不斷泄漏，直接導(dǎo)致潤滑脂耗量高、軸承偏磨干磨致使軸承損壞、潤滑脂與設(shè)備操作介質(zhì)混合致使中間產(chǎn)品不合格。

(3)軸承箱密封分析 氈圈密封是在軸承箱體槽內(nèi)填以氈圈，阻塞間隙，到達密封的目的。適用于一般低速機械，主要密封潤滑脂、潤滑油，適用溫度一般不超過100℃。按攪拌設(shè)備操作工況和氈圈密封適用范圍，攪拌設(shè)備原軸承箱密封設(shè)置不盡合理，攪拌設(shè)備的操作溫度已經(jīng)達到或超過氈圈密封使用溫度上限，再加上單跨攪拌軸安裝問題導(dǎo)致軸承箱溫度聚集，進一步惡化氈圈密封的使用環(huán)境，多因素累積最終導(dǎo)致氈圈密封全面失效。綜上所述，攪拌裝置密封泄漏、軸承損壞、中間產(chǎn)品不合格其根本原因在于攪拌軸安裝和密封設(shè)計不合理。單跨軸安裝偏心嚴重，從而導(dǎo)致軸承磨損，其偏磨與干磨又導(dǎo)致潤滑脂融化泄露，進一步影響中間產(chǎn)品的合格率。

3 改進措施及效果

根據(jù)該生產(chǎn)單位的具體情況和現(xiàn)場條件，為減少施工難度和檢修周期，決定在軸承箱氈圈密封下部增加旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈輔助油封結(jié)構(gòu)，且對所有存在問題的攪拌設(shè)備重新調(diào)整單跨軸的底軸承座、機架與支撐結(jié)構(gòu)三者之間的對中度，盡量減少單跨軸偏心安裝帶來的問題。

(1)增加旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈輔助油封 目前攪拌裝置軸承箱由于工作條件和攪拌軸安裝問題導(dǎo)致潤滑脂融化，氈圈密封不能有效密封軸承箱的潤滑脂，因此在軸承箱氈圈密封下部增加旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈輔助油封結(jié)構(gòu)，使軸承箱密封由單一的氈圈密封變?yōu)榻M合式密封結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈選用帶副唇有彈簧的骨架型油封結(jié)構(gòu)，在自由狀態(tài)下油封內(nèi)徑比軸徑小，有一定的過盈量，油封裝到軸上后其主唇與副唇的壓力和自緊彈簧的收縮應(yīng)力對密封軸產(chǎn)生一定的徑向抱緊力，阻隔泄露間隙，達到密封目的，對設(shè)備的振動和軸的偏心都有一定的適應(yīng)性，采用聚四氟乙烯材料耐磨性好，且可用于150℃的溫度環(huán)境。攪拌裝置軸承箱增設(shè)該密封以后提高了密封的可靠性。

(2)調(diào)整攪拌裝置安裝誤差 根據(jù)現(xiàn)場攪拌密封改造后的情況制定合理的攪拌安裝方案。首先核實校準攪拌軸的鉛錘度及徑向跳動，達標以后再裝配軸承、密封、軸承箱、上部聯(lián)軸器等，然后再與機架、機架安裝底座進行裝配，并調(diào)整機架與機架底座的水平度要求，鎖定攪拌軸，安裝減速機，以確保攪拌裝置的整體運行效果。重新以攪拌軸為基準安裝底軸承座，底軸承座焊接前要確保軸套與護套的同軸度，首先將支腳點焊，手動盤車后再次檢查攪拌軸的鉛錘度、密封處攪拌軸的徑向擺動，確保各項檢查達標以后再將支腳焊接牢固。所有攪拌裝置安裝完畢以后應(yīng)進行開車試驗，在運轉(zhuǎn)試驗間著重監(jiān)測攪拌密封部位的溫升，攪拌軸的跳動以及異常情況，如有異常應(yīng)立即停車排出相關(guān)故障。整個系統(tǒng)試車完畢后正式投產(chǎn)前再對攪拌設(shè)備進行一次釜內(nèi)檢查，檢查新增密封部位是否有異常摩擦與潤滑脂泄漏等異常情況。

(3)改進后的效果 從裝置攪拌密封改造以后運行至今，攪拌設(shè)備運行平穩(wěn)，生產(chǎn)的中間產(chǎn)品合格率滿足裝置生產(chǎn)要求，攪拌軸承箱氈圈密封泄漏得到有效的控制，圓錐滾子軸承使用壽命提高，解決了裝置平穩(wěn)運行的難題。

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