磁力油封在加熱爐鼓風機上的改造應用

雷 勇 李玲攢 楊 陽

（玉門油田分公司煉化總廠 甘肅酒泉）

一、問題

玉門油田分公司煉化總廠常減壓車間G4-73鼓風機由北京鼓風機廠制造，為無備用的單臺設備，在煉化裝置工作期間，連續運轉給加熱爐供風，設備運行中后期，鼓風機軸承箱軸封經常出現嚴重的漏油現象，由于泄漏量較大，每天都要加1次油以保證煉化裝置的正常運行。潤滑油泄漏既造成無謂損耗，也給設備安全完好運行埋下了隱患，還影響了裝置的目視化建設。

二、鼓風機軸封結構、原理及泄漏原因分析

1．骨架油封結構

G4-73常減壓鼓風機原有軸封為骨架油封，骨架油封由3部分組成：油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。自由狀態下的骨架油封，內徑比軸徑小，即具有一定的過盈量。油封安裝入位后，刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產生一定的徑向緊力，經過一段時間運行后，該壓力會迅速減小乃至消失，彈簧的作用是隨時補償油封自緊力，見圖1。

2．骨架油封工作原理

油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜，此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下，油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面，防止了工作介質的泄漏，實現旋轉軸的密封。油封的密封能力，取決于密封面油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏；厚度過小，可能發生干摩擦，引起油封和軸磨損；密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發熱、磨損。

3．骨架油封泄漏原因分析

圖1 骨架油封示意圖

骨架油封屬于動密封元件，臨界油膜的存在是油封密封的充分必要條件，因為潤滑油膜是油封刃口實現潤滑摩擦所必需的，而潤滑油膜的存在，使得一定量的泄漏不可避免。旋轉用油封使用過程中，運行初期的50～100 h內發生微量的泄漏是允許的。隨著運轉時間的加長，泄漏會逐漸停止，在有效使用期限內，微量的泄漏是允許的。骨架油封泄漏原因很多，如油封本身質量，安裝質量，油封潤滑狀況，油封橡膠耐老化性能，與油封配合的軸的表面質量，潤滑油品質及外部環境等諸多方面。骨架油封質量及安裝問題引起的泄漏在風機運行早期就會顯露出來，而發生在設備運行中后期的泄漏主要由以下幾方面原因引起。

（1）潤滑問題。潤滑不良或彈簧過緊，唇口徑向壓力過大，油膜中斷產生干摩擦，導致軸頸或唇口磨損，唇部硬化或龜裂引起泄漏。

（2）骨架油封橡膠老化。唇部過熱引起硬化、龜裂或長時間使用后橡膠老化導致密封效果不好。

（3）軸質量問題。與骨架油封配合的軸在運行中產生劃傷或碰傷，形成間隙而泄漏；軸的表面光潔度低，潤滑油膜難以形成和保持，發生干磨；軸表面硬度＞40HRC，引起軸的加速磨損，產生間隙泄漏。

（4）潤滑油質量問題。潤滑油含有雜質或油質劣化生成氧化物，侵入油封唇口磨蝕軸表面。

（5）外部環境問題。鼓風機在室外安裝，風沙導致軸表面不潔，粘附灰塵顆粒，有時環境中的灰塵還會侵入油封唇口，引起軸表面異常磨損。

三、鼓風機軸承箱油封改造

1．磁力油封結構和密封原理

針對常減壓鼓風機軸承箱油封漏油問題，對油封進行了升級改造，將骨架油封改造為AIG323I型磁力油封。AIG323I型磁力油封由靜環、動密封件、軸向O形圈3部分組成，見圖2。

磁力油封是機械密封的一種，依靠磁力進行補償，其密封端面在潤滑油及磁鐵磁力作用下緊密貼合，使密封端面形成一微小的間隙，當潤滑油通過此間隙時，形成極薄的油膜，油膜阻力阻止油泄漏的同時又使端面得以潤滑，由此獲得長期的密封效果。

2．改造實施步驟

圖2 AIG323I磁力油封示意圖

（1）將原來裝骨架油封的軸承蓋按磁力密封靜環徑向和軸向尺寸挖出一個凹臺，使靜環以過渡配合鑲嵌在壓蓋內，靜環上的定位孔與壓蓋上防止靜環轉動的定位銷配合，靜環套上O形圈與壓蓋之間進行密封與保護。

（2）將按鼓風機軸徑加工的、內徑鑲有軸向O形圈的動環一起套在軸上，在O形圈內涂上潤滑油以便能自由滑動。

（3）將安裝有靜環的軸承蓋裝于軸上與動環裝配到位。

（4）上緊螺栓，固定軸承蓋。

四、改造效果

改造采用AIG323I型的磁力油封經過長周期運行，鼓風機軸封在運行中后期出現泄漏的問題得到徹底解決，使用壽命滿足無備用單臺設備3年1修的要求，而且安裝簡單、不損傷軸。改造后保證了煉化生產的連續性，設備及周圍環境面貌得到改善，也為企業內相關設備如軸承箱、齒輪箱、減速機的潤滑油封堵和防塵等改進工作積累了經驗。