蔡 浩

(洛陽三隆安裝檢修有限公司，河南 洛陽 471012)

AL200型旋轉(zhuǎn)給料機軸密封改進

蔡 浩

(洛陽三隆安裝檢修有限公司，河南 洛陽 471012)

AL200型旋轉(zhuǎn)給料機(以下簡稱給料機)在實際生產(chǎn)使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)主軸密封處物料泄漏量大導(dǎo)致設(shè)備停車、鍋爐脫硫環(huán)保排放超標(biāo)事件。通過分析漏料原因，對給料機主軸、密封結(jié)構(gòu)、反吹風(fēng)系統(tǒng)等進行改造處理，延長了給料機無泄漏運行時間，杜絕了因給料機漏料導(dǎo)致脫硫環(huán)保排放超標(biāo)事件的再次發(fā)生。

給料機 ; 主軸密封 ; 環(huán)保

0 前言

中國石油化工股份有限公司洛陽分公司動力生產(chǎn)部3#鍋爐為煙臺現(xiàn)代冰輪重工有限公司生產(chǎn)的310T循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐脫硫采用爐內(nèi)噴鈣法，脫硫劑為粒徑0.002 5～2 mm的石灰石粉，通過給料機進行輸送，給料機主要參數(shù)：工作壓力，-0.5～0.15 MPa；工作溫度，-10～150 ℃；材料：殼體為球墨鑄鐵，葉片為碳鋼外噴涂耐磨材料，主軸為45#鋼；出力，10.5升/轉(zhuǎn)；制造廠，鎮(zhèn)江市電站輔機廠。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.閥體 2.端蓋 3.轉(zhuǎn)子及葉片 4.密封氣源接頭 5.減速機 6.電動機

洛陽石化動力生產(chǎn)部共有該型給料機共4臺，分兩路同時擔(dān)負(fù)向爐內(nèi)輸送石灰石粉末重任。該型給料機出廠時軸密封處均采用石棉繩盤根填料，剛開始運行一個月時密封效果良好，軸封處無泄漏，之后密封效果就越來越差，石灰石粉末從密封處噴出，泄漏非常嚴(yán)重，每臺每周更換一次盤根，有時甚至達到每周兩次，直接導(dǎo)致給料機運行周期短，爐內(nèi)時常因石灰石粉末供應(yīng)不足導(dǎo)致爐子降負(fù)荷甚至鍋爐含硫排放超標(biāo)。

1 泄漏原因分析

1.1 盤根密封腔軸向尺寸短

解體給料機，測量盤根密封腔全長18 mm，密封盤根尺寸為：8 mm×8 mm，每個軸封處只能使用2圈盤根密封。根據(jù)盤根壓入長度計算公式：L=(軸直徑+盤根厚)×1.07×π，壓入的盤根總長度約為389.7 mm。

1.2 主軸材質(zhì)硬度低，磨損嚴(yán)重

該給料機采用普通石棉盤根密封，主軸為45#鋼，實際應(yīng)用的最高硬度為HRC55，盤根與傳動軸為接觸式密封。運行初期，盤根與軸直徑被潤滑脂等混合物填充，石灰石無法向外泄漏。運行幾天后，石灰石粉末與潤滑脂的混合物逐漸變硬，導(dǎo)致盤根和軸同時磨損，從而導(dǎo)致軸與盤根之間產(chǎn)生間隙。由于給料機內(nèi)部由羅茨風(fēng)機供給的80 kPa正壓輸送風(fēng)，石灰石粉末勢必會從盤根與軸的間隙中泄漏。

1.3 反吹風(fēng)風(fēng)向設(shè)置不合理且無減壓閥調(diào)節(jié)風(fēng)壓

該型給料機設(shè)計在軸封處不僅采用盤根密封，還在端蓋上增加了管路實現(xiàn)工業(yè)風(fēng)雙重密封，但是只在端蓋上方設(shè)置了管路，未在下方也設(shè)置管路導(dǎo)致反吹風(fēng)只能在密封軸的上方而不是四周，如圖2所示。

1.閥體 2.端蓋 3.轉(zhuǎn)子及葉片 4.密封氣源接頭

2 改造措施

因洛陽分公司生產(chǎn)狀況急迫但又要確保設(shè)備長周期運行，在此設(shè)計了A、B兩套改造方案，其中A方案是在原給料機的基礎(chǔ)上進行了小的改動，B方案是在原給料機基礎(chǔ)上進行了一個大的改動。兩套方案的改造內(nèi)容如下。

2.1 方案A

2.1.1 增加盤根密封腔軸向尺寸

原盤根密封腔全長18 mm，重新加工一段密封腔，材質(zhì)為45#鋼，新密封腔軸向長度為17 mm，通過內(nèi)六方螺栓將兩段密封腔固定，總密封腔軸向尺寸達到35 mm。

2.1.2 對主軸安裝盤根處材質(zhì)進行升級，更換盤根材質(zhì)

2.1.3 改變反吹風(fēng)風(fēng)向且新增減壓閥

加工鋁環(huán)一件，材質(zhì)設(shè)計為鋁的原因主要為了避免主軸磨損，在鋁環(huán)外圓均分開四個小孔，使得反吹風(fēng)進來之后風(fēng)向經(jīng)過四個小孔分流，不僅僅在軸上方而是可以環(huán)繞軸四周，指導(dǎo)調(diào)節(jié)反吹風(fēng)壓力為0.2 MPa，鋁環(huán)內(nèi)圓按照迷宮密封原理進行加工，這樣可以起到雙重密封效果。

2.2 方案B

2.2.1 增加轉(zhuǎn)子主軸長度

原給料機轉(zhuǎn)子總長度為602.5 mm，其中葉片長度為260 mm，剩下的主軸長度為342.5 mm?，F(xiàn)將轉(zhuǎn)子總長度改造為780.5 mm，保持葉片長度260 mm不變，剩下主軸長度為520.5 mm，新轉(zhuǎn)子材質(zhì)為45#鋼。

經(jīng)計算得出整段轉(zhuǎn)子鏈輪處受到的最大處扭矩為102.8 N·m；要將Φ32 mm(鏈輪處軸的直徑)的45#鋼軸扭斷所需扭矩102.8 N·m，所以將主軸加長至780.5 mm強度滿足要求。

2.2.2 對給料機側(cè)端蓋進行改造，增加密封腔軸向尺寸

原給料機端蓋密封腔軸向長度為18 mm，通過對端蓋進行改造，現(xiàn)端蓋密封腔軸向尺寸增加至73 mm，新端蓋材質(zhì)為QT500。

2.2.3 加裝耐磨軸套

重新加工制造兩個耐磨軸套，增加盤根密封處主軸的耐磨程度和方便更換，軸套的安裝位置為主軸表面放置盤根處，通過M8×10的螺釘將軸套固定在主軸上，軸套的材質(zhì)為合金鋼40Cr。

2.2.4 改變反吹風(fēng)風(fēng)向

該原理同方案A中的第三項，同樣加工鋁環(huán)一件，在鋁環(huán)外圓均分開4個小孔，使得反吹風(fēng)進來之后風(fēng)向經(jīng)過小孔分流不僅僅在軸上方而是可以環(huán)繞軸四周。

3 結(jié)論

通過分析可知，給料機出現(xiàn)漏料嚴(yán)重根本原因是盤根密封腔軸向尺寸短，盤根壓入量少和主軸磨損嚴(yán)重導(dǎo)致主軸和盤根間隙大產(chǎn)生的。

因連續(xù)生產(chǎn)性質(zhì)決定給料機不可長時間檢修，首先按方案A實施改造，設(shè)備運行周期從改造前一周延長至改造后半年以上。待方案A實施后設(shè)備運行穩(wěn)定，然后按方案B實施改造，設(shè)備周期從改造前一周延長至改造后一年以上，通過兩種方案的改造解決了給料機軸封處頻繁泄漏問題，保證了石灰石粉末的連續(xù)輸送，杜絕了因此原因?qū)е洛仩t環(huán)保排放含硫超標(biāo)事件的再次發(fā)生。

2017-01-21

蔡 浩(1987-)，男，助理工程師，從事機泵維修工作，電話：13838403740。

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