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羅茨鼓風(fēng)機(jī)軸封的改進(jìn)

2010-06-04

作者：黃君領(lǐng)
（河南心連心化肥有限公司）
　　摘　要：給出了羅茨鼓風(fēng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，提出風(fēng)機(jī)運(yùn)行后軸封存在的問(wèn)題，并對(duì)各種現(xiàn)象進(jìn)行了分析，采取了改進(jìn)措施，改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行穩(wěn)定。
　　關(guān)鍵詞 ：羅茨鼓風(fēng)機(jī)；軸封；改進(jìn)
The Improvement of Shaft-seal in Roots Blower
　　Abstract: This paper has given the technical parameters of roots blower and pointed out the existed problems of shaft-seal after operation of fan. Furthermore, all kinds of phenomena have been analyzed and the improved measures are adopted in this paper. Every technical index of fan meets the standard requirement and the operation is stable after improvement. 
　　 Key words: roots blower; shaft-seal; improvement
　　1 概述
　　我公司（原新鄉(xiāng)化肥總廠）隨生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，脫硫工段于2004年配置3臺(tái)ARMH-600HG型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)為：
　　流量：395m3/min 
　　升壓：49kPa 
　　軸功率：406kW
　　風(fēng)機(jī)各部位間隙： 
　　主動(dòng)軸與前墻板：1.2mm ； 
　　從動(dòng)軸與前墻板：1.0mm ； 
　　主動(dòng)軸與后墻板：1.4mm ； 
　　從動(dòng)軸與后墻板：1.6mm ； 
　　葉輪與葉輪：0.75mm ； 
　　葉輪與葉殼：0.75mm ； 
　　齒輪與齒輪：0.25mm～0.30mm ； 
　　脹圈開(kāi)口間隙：1.1mm ； 
　　軸承游隙：前軸承22240為0.13mm ；后軸承NU340為0.09mm 。 
　　這3臺(tái)風(fēng)機(jī)投運(yùn)1～3個(gè)月后，因設(shè)計(jì)上的缺陷，先后暴露出同樣問(wèn)題：機(jī)殼軸封失效，大量半水煤氣經(jīng)軸封竄至墻板空隙，又經(jīng)油箱端油封、軸承竄入油箱，導(dǎo)致潤(rùn)滑油污染變質(zhì)，油箱上部散熱孔嚴(yán)重漏煤氣，軸承腐蝕加劇，造成整機(jī)振動(dòng)，故障頻繁。
　　2 現(xiàn)象分析 
　　2.1 密封問(wèn)題
　　羅茨鼓風(fēng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)有機(jī)械密封、填料密封、迷宮密封、 脹 圈密封等多種，但因輸送氣體介質(zhì)及輸氣量的限制，對(duì)于大型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的密封，現(xiàn)在較為普遍采用脹圈加骨架油封密封型式。但由于脹圈非全密封，必然存在泄漏現(xiàn)象。就國(guó)內(nèi)各大羅茨鼓風(fēng)機(jī)機(jī)型看均未很好解決軸封泄漏問(wèn)題，這是整個(gè)羅茨鼓風(fēng)機(jī)行業(yè)上的難題。
　　2.2 設(shè)計(jì)問(wèn)題
　　隨著環(huán)保要求的不斷提高，泄漏氣體直排大氣的結(jié)構(gòu)已漸被淘汰。所以廠家在設(shè)計(jì)時(shí)將ARMH-600HG型羅茨鼓風(fēng)機(jī)作為環(huán)保型風(fēng)機(jī)。但并未在軸封結(jié)構(gòu)上做明顯改進(jìn)，即不是在源頭治理泄漏，而是加裝管路將泄漏的氣體回收。這樣氣體泄漏量并未減少，反而因回收氣體與進(jìn)氣管相連增加了墻板內(nèi)壓力，半水煤氣更易進(jìn)入油箱，改造前密封結(jié)構(gòu)如圖1所示。

 １．墻板；２．襯套；３．銷；４．轉(zhuǎn)子組；５．脹圈；６．O型圈；７．擋圈；８．骨架密封；９．軸承座
圖１改造前密封結(jié)構(gòu)圖
　　2.3 泄漏危害及后果
　　(1) 軸封內(nèi)起密封作用的脹圈很快（一般一個(gè)月）就被煤焦油粘死，脹圈橫向間隙被煤焦油填滿，脹圈失去了節(jié)流密封作用，大量半水煤氣（p=40kPa ，T=50～60 ℃ ）泄漏至墻板空隙；（2）骨架油封氟橡膠很快老化變硬，半水煤氣進(jìn)入油箱，導(dǎo)致潤(rùn)滑油污染；（3）造成軸承點(diǎn)蝕、硬化層脫落，游隙增大，軸承加速磨損，整機(jī)振動(dòng)加劇，使羅茨鼓風(fēng)機(jī)無(wú)法長(zhǎng)周期運(yùn)行。
　　3 改造情況
　　3.1 改造思路
　　環(huán)保風(fēng)機(jī)回收泄漏氣體出發(fā)點(diǎn)很對(duì)，但由于我公司風(fēng)機(jī)前并未設(shè)靜電除焦裝置，半水煤氣只要存在泄漏便會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)周期運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。所以必須在源頭減少氣體泄漏。在不改變風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)軸封裝置進(jìn)行改造。
　　3.2 改造項(xiàng)目
　　改造后密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。

１．墻板；２．軸承室；３．軸承；４．軸承擋圈；５．Ｏ型圈¢145＊3.1；６．骨架油封(Ｆ)B108＊210＊15；７．密封襯套；８．主從轉(zhuǎn)子；９．脹圈；10．密封圈；11．內(nèi)六角螺栓M16*14；12．密封壓蓋；13．卡環(huán)；14．螺栓M16*14
圖2改造后密封結(jié)構(gòu)圖
　?。?）增加注脂孔。在墻板上正對(duì)軸封處鉆φ12×500深孔4 個(gè)，直通軸封，便于加注潤(rùn)滑脂，孔口攻螺紋便于加脂后封堵。 
　?。?）增加儲(chǔ)脂槽。如圖2中部件8軸封上原安裝4個(gè)脹圈間距相等8mm ，現(xiàn)將脹圈環(huán)槽中間間距放大為16mm ，車出儲(chǔ)脂槽6mm寬，5mm深。該儲(chǔ)脂槽正對(duì)注脂孔起到液體密封作用。
　?。?）加工軸封壓蓋。因軸封襯套與墻板孔之間有1mm間隙，為進(jìn)一步堵死氣體泄漏通道，在軸封襯套與墻板間增加壓蓋（規(guī)格φ330×φ245×12mm），壓蓋上車出密封槽，槽內(nèi)填充油氈墊，油氈正對(duì)軸封襯套與墻板間隙，用沉頭螺釘固定。 
　?。?）改造軸承室，增加油封。軸承室（部件2）內(nèi)孔加深，增加一道氟橡膠油封（φ240×φ270×15mm ) ，安裝時(shí)采用“背靠背”方式安裝，使油封既封油又封氣。 
　　（5）原氟橡膠油封內(nèi)鎖緊彈簧使用不到一年就失去彈性，將彈簧更換為橡膠圈，安裝在軸封彈簧位置，安裝時(shí)注意內(nèi)緊外松，達(dá)到油封應(yīng)有的效果。 
　?。?）將泄漏煤氣放空；將泄漏至機(jī)殼與油箱之間的半水煤氣直接放空，減少半水煤氣串入油箱量，該措施屬臨時(shí)手段，且泄漏煤氣污染環(huán)境和浪費(fèi)。 
　?。?）將軸承潤(rùn)滑油分油孔由原來(lái)φ6mm擴(kuò)為φ8mm，油管換為φ8mm，防止油路堵塞。 
　　 4  改造后運(yùn)行情況
　　風(fēng)機(jī)改造后，軸封泄漏情況明顯減少，將隨機(jī)附帶的回氣管全部拆除，在回氣口檢測(cè)氣體成分，CO+H2含量低于0.5%，說(shuō)明外排氣體對(duì)環(huán)境影響已很小。運(yùn)行6個(gè)月后循環(huán)油質(zhì)經(jīng)檢測(cè)水分及黏度指標(biāo)均合格。整機(jī)響聲正常，振動(dòng)值≤8mm/s ，遠(yuǎn)低于額定標(biāo)準(zhǔn)11.2mm/s 。預(yù)計(jì)可連續(xù)運(yùn)行2年左右。 
　　本次改造風(fēng)機(jī)軸封結(jié)構(gòu)型式現(xiàn)已被長(zhǎng)沙鼓風(fēng)機(jī)有限公司采用，同時(shí)向全國(guó)進(jìn)行了推廣。 
　　5 存在問(wèn)題及注意事項(xiàng) 
　?。?）對(duì)風(fēng)機(jī)軸封定期、適量加注密封潤(rùn)滑脂，可保持密封效果。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行，總結(jié)出每一星期加注一次潤(rùn)滑脂Z為合適。 
　?。?）拆除回氣管造成半水煤氣污染大氣，盡管泄漏量很微小，但與現(xiàn)在日益提高的環(huán)保要求是相悖的，所以還需要繼續(xù)對(duì)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。