水煤漿磨煤機筒體螺栓密封組件結構優化

黃美峰 王多旭 楊哲

摘 要：本文以水煤漿氣化工藝制漿工段核心設備磨煤機運行過程中存在的筒體螺栓泄漏這一主要問題出發，經過專業設計、現場實際試驗，數據對比分析論證，得出解決磨煤機筒體螺栓泄漏的有效解決方案。

關鍵詞：磨煤機;筒體螺栓泄漏;密封組件;結構優化

1 磨煤機密封組件存在的問題

水煤漿核心設備磨煤機筒體螺栓頻繁漏漿的問題嚴重影響著水煤漿磨煤機的安全、連續運行。磨煤機消漏工作停機進行，一方面給設備維護檢修增加繁重的工作;另一方面，磨機的頻繁啟動對電機、減速機、傳動齒輪的使用壽命造成嚴重的影響，甚至會造成傳動部件沖擊損壞。

現有筒體螺栓密封件如圖1，圖2兩種方式，其存在的問題如下：

圖1中所示的密封方式，密封原理是，通過緊固身板緊固螺絲、壓蓋壓縮密封墊，形成預緊力，從而在密封面1、密封面2上形成一定的壓緊力，起到密封作用，其主要缺點是，要保證墊片預緊力，要求壓蓋的深度必須小于墊片的厚度，當緊固螺絲緊固時，橡膠墊環向一周立面未能得到完全包裹，緊固后橡膠墊出現開裂損壞，從而削弱橡膠墊的回彈力，密封效果較差。磨煤機在運行一段時間后由于筒體螺栓與襯板接觸面的磨損、橡膠墊回彈力降低，螺栓會出現松動，由于壓蓋、墊片軸向均無限位，螺栓不受限位的晃動，長時間會造成筒體螺栓孔洞的磨損、擴大，筒體擴大后更易造成螺栓的晃動，密封墊的密封效果進一步下降，從而出現大量泄漏現象;

圖2中所示的密封結構，墊片環向一周立面得到完全包裹，緊固螺絲時，橡膠墊不會開裂，但是橡膠墊套筒未進行固定限位，依然會隨著螺栓自由晃動，同時，螺栓復緊時，壓蓋收到套筒限制，復緊余量有限，達不到很好的密封效果;

密封組件結構優化的目的解決水煤漿磨煤機筒體螺栓傳統密封結構易泄漏的問題，減少磨煤機的停機消漏和啟停頻次，減輕磨機操作人員的勞動強度，提高磨煤機設備的長期穩定運行，降低能源損耗，防范環境污染。

2 密封組件的技術內容

如“新型”圖中所示，本磨煤機筒體螺栓密封主減（襯板固定螺栓密封組件）主要由套筒、橡膠墊、壓蓋組成。套筒與磨機筒體之間緊貼、環向一周最大間隙小于0.1mm，并采用點焊固定;壓蓋外徑與套筒內徑的單邊間隙為1mm、壓蓋內孔與螺栓單邊間隙為1.5mm;在緊固之前橡膠墊與套筒之間的間隙為1mm，與螺栓之間為緊配合。在擰緊螺母緊固過程中，沿徑向方向，橡膠墊向環向一周膨脹從而與套筒、螺栓擠壓、抱緊，軸向方向上，墊片受壓縮產生回彈力，使襯板得到緊固，密封面1得到壓緊密封，從而起到固定磨煤機筒體襯板、密封筒體螺栓與筒體螺栓孔之間縫隙的作用。

本新型結構的技術優點：①本結構的主要優點是采用雙墊片密封形式，密封路徑長，密封效果隨之提高;②套筒點焊固定，很好的限制了密封組件的晃動，保護了筒體螺栓孔，密封性能隨之提高;同時套筒與筒體之間的間隙始終非常小，螺栓出現松動時，也不會出現大量泄漏現象;③筒體螺栓出現泄漏需復緊時，墊片壓蓋緊固余量大，解決了緊固過程中，壓蓋受限制的問題;④密封組件整體運用了“填料函”的密封原理，解決了密封組件整體晃動問題，密封性能顯著提高;⑤套筒的制作采用普通鋼管進行加工、壓蓋采用普通蓋板制作即可，成本費用顯著降低。本新型密封結構的實施例。

例一：2016年10月，在某70萬t/a煤制烯烴項目甲醇中心氣化裝置煤漿制備工段二號磨煤機702H201上試裝2排（筒身螺栓共36排，每排16顆），其他采用圖1的密封結構，經過10個月的使用對比，結果（下轉第213頁）（上接第210頁）如下：在首次整體更換墊片30天后，其他部位開始出現泄漏的情況，安排進行了磨機筒身螺栓的第一次復緊（包含新型的2排），磨機繼續運行3個月，其他部位的螺栓累計出現了10次泄漏，累計泄漏螺栓數量為20顆，新型結構的2排未出現泄漏;進行第二次復緊后，磨煤機繼續運行10個月時間，該磨煤機累計進行了20次消漏，螺栓累計泄漏數量為70顆次，其中新型結構的2排泄漏了1顆。從該磨機的使用效果看，本密封結構起到了明顯的密封效果。

例二：2017年3月在該項目四號磨機上隔排安裝了該密封結構（共36排，安裝了18排）。并在磨機運行1個月后進行筒體螺栓整體第一次復緊，運行3個月后進行二次復緊，從消漏頻次記錄和數量記錄上看，前3個月，總共消漏5次，泄漏螺栓數量為10顆。該磨機整體消漏情況較其他磨機明顯減少。

例三：2017年5月在該項目的一號磨煤機筒身36排共576顆筒體螺栓全部采用本密封結構，首次安裝完成運行70天后出現1顆螺栓微漏，停機檢查發現為螺栓松動所致，并對該螺栓進行了緊固。同時對該磨機螺栓進行了整體復緊，隨后該磨機累計運行6000h，期間除了出現2次螺栓微漏外，未出現其他磨機存在的筒體螺栓大量泄漏、螺栓密封處“甩漿”的問題。

截止2018年12月，該項目6臺水煤漿磨煤機的筒體螺栓密封組件全部進行了結構優化改造。從6臺磨機的實際使用效果看，改造后運行30天時間進行首次復緊，復緊后再運行120天進行二次復緊，隨后進行常規消漏，運行8000h以內基本無漏點，累計運行8000h以后才會因橡膠墊片的老化逐漸出現泄漏，此時可計劃性進行更換橡膠墊，使磨機進入良好的運行狀態。

3 結論

從密封結構原理及現場使用實例的結果進行對比分析，我們認為本新型結構優化設計創造對解決水煤漿磨煤機頻繁泄漏的問題起到很好的推進作用，減輕了設備日常運行的維護工作，提高磨煤機設備的安全穩定運行性能，起到節能增效的成果。