AL200型旋轉給料機軸密封改進

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型旋轉給料機(以下簡稱給料機)在實際生產使用過程中，經常出現主軸密封處物料泄漏量大導致設備停車、鍋爐脫硫環保排放超標事件。通過分析漏料原因，對給料機主軸、密封結構、反吹風系統等進行改造處理，延長了給料機無泄漏運行時間，杜絕了因給料機漏料導致脫硫環保排放超標事件的再次發生。

給料機 ; 主軸密封 ; 環保

0 前言

中國石油化工股份有限公司洛陽分公司動力生產部3#鍋爐為煙臺現代冰輪重工有限公司生產的310T循環流化床鍋爐。鍋爐脫硫采用爐內噴鈣法，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：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；制造廠，鎮江市電站輔機廠。其結構如圖1所示。

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

洛陽石化動力生產部共有該型給料機共4臺，分兩路同時擔負向爐內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，泄漏非常嚴重，每臺每周更換一次盤根，有時甚至達到每周兩次，直接導致給料機運行周期短，爐內時常因石灰石粉末供應不足導致爐子降負荷甚至鍋爐含硫排放超標。

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 主軸材質硬度低，磨損嚴重

該給料機采用普通石棉盤根密封，主軸為45#鋼，實際應用的最高硬度為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，導致盤根和軸同時磨損，從而導致軸與盤根之間產生間隙。由于給料機內部由羅茨風機供給的80 kPa正壓輸送風，石灰石粉末勢必會從盤根與軸的間隙中泄漏。

1.3 反吹風風向設置不合理且無減壓閥調節風壓

該型給料機設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工業風雙重密封，但是只在端蓋上方設置了管路，未在下方也設置管路導致反吹風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.轉子及葉片 4.密封氣源接頭

2 改造措施

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

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，材質為45#鋼，新密封腔軸向長度為17 mm，通過內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進行升級，更換盤根材質

2.1.3 改變反吹風風向且新增減壓閥

加工鋁環一件，材質設計為鋁的原因主要為了避免主軸磨損，在鋁環外圓均分開四個小孔，使得反吹風進來之后風向經過四個小孔分流，不僅僅在軸上方而是可以環繞軸四周，指導調節反吹風壓力為0.2 MPa，鋁環內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 增加轉子主軸長度

原給料機轉子總長度為602.5 mm，其中葉片長度為260 mm，剩下的主軸長度為342.5 mm。現將轉子總長度改造為780.5 mm，保持葉片長度260 mm不變，剩下主軸長度為520.5 mm，新轉子材質為45#鋼。

經計算得出整段轉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，現端蓋密封腔軸向尺寸增加至73 mm，新端蓋材質為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，軸套的材質為合金鋼40Cr。

2.2.4 改變反吹風風向

該原理同方案A中的第三項，同樣加工鋁環一件，在鋁環外圓均分開4個小孔，使得反吹風進來之后風向經過小孔分流不僅僅在軸上方而是可以環繞軸四周。

3 結論

通過分析可知，給料機出現漏料嚴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重導致主軸和盤根間隙大產生的。

因連續生產性質決定給料機不可長時間檢修，首先按方案A實施改造，設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實施后設備運行穩定，然后按方案B實施改造，設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輸送，杜絕了因此原因導致鍋爐環保排放含硫超標事件的再次發生。

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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