PTA 干燥機出料端密封結構改造

高齊龍

（福海創石油化工有限公司，福建漳州 363216）

0 引言

福建省福海創石油化工有限公司對苯二甲酸（PTA）裝置的生產能力為年產450 萬噸，裝置氧化干燥和精制干燥工序均采用蒸汽回轉干燥機（以下簡稱干燥機），干燥機是一種間接加熱的蒸汽管型干燥機，其筒體在托輪和滾圈的支撐下與水平面成一定的傾角旋轉，濕物料從筒體的高端加入，在筒體的轉動下向低端運動，隨著蒸汽管的不斷加熱，干燥后的粉狀產品從出料端送出。

干燥機是PTA 生產裝置的核心設備之一，設備直徑大、造價高，密封性能要求嚴，一旦發生泄漏故障若停機處理就必將影響裝置產能，而不處理除了浪費物料、增加成本外還會嚴重污染環境，因此必須確保干燥機運行的安全穩定。

1 干燥機主要結構

干燥機由筒體、加熱管、大齒圈、滾圈、汽室、旋轉接頭、擋輪裝置、傳動裝置、托輪裝置以及進、出料端等組成，干燥機筒體內部沿殼體圓周排列5 層蒸汽加熱管，工作時筒體及加熱管一起旋轉，而進、出料端則保持靜止狀態，因此干燥機實際上是一臺會轉動的大型熱交換器。

干燥機進料端實際上就是一臺螺旋輸送機，出料端則與尾部的汽軸相通，汽軸上設有蒸汽進口及出料口，轉動的汽軸與靜止的出料箱之間通過填料實現密封，干燥機出料端結構如圖1所示。

圖1 干燥機出料端結構

干燥機出料端主要由軸承、填料函、出料箱、軸承支架及旋轉接頭等組成，填料函設計為軸承定位的填料密封結構，密封元件采用聚四氟乙烯（PTFE）盤根和V 形橡膠填料組成，經干燥后的物料通過出料箱下方排出，而蒸汽則通過旋轉接頭的上方經汽軸中心套管進入干燥機換熱管內，填料函帶有冷卻水夾套并通入密封氮氣防止物料進入填料內，冷卻水進入填料函的水冷腔循環帶走摩擦產生的熱量，氮氣吹入填料函的密封腔，形成氣封的同時也起到一定的冷卻作用。

2 泄漏原因分析

干燥機安裝投運后不久精制工序的干燥機就陸續出現了出料端填料嚴重泄漏問題，即使更換新填料后也很難正常運行超過一個月，而為確保生產連續穩定只得加大潤滑油脂量并頻繁緊固壓蓋螺栓，反復多次后導致填料軸套嚴重磨損甚至出現了明顯變形，如此惡性循環后填料泄漏問題也越來越嚴重。

要找出干燥機填料發生泄漏的根本原因，一般可以從設計、制造、材料、安裝、工藝條件等方面去分析。同一套裝置內干燥機共有6 臺，精制工序和氧化工序各3 臺，精制工序干燥機存在嚴重的泄漏問題，而相同的制造廠商、同樣密封結構的氧化工序干燥機卻并未發現類似泄漏問題，這表明干燥機設計結構、制造精度、填料材料、安裝檢修質量等均不是泄漏的根本原因。

經調查最終確認泄漏的根本原因為干燥機進料前的壓力過濾機下料旋轉閥無法確保優良的密封性能，導致干燥機進料壓力偏高。6 臺干燥機設計壓力均為常壓，氧化干燥機進料前的過濾機設計為微負壓，而精制干燥機進料前的過濾機則設計為正壓，為確保下料的連續穩定，精制干燥機與過濾機之間的密封是通過旋轉閥來實現的。旋轉閥的密封性能則要通過優良的旋轉閥檢修、組裝精度來實現的，但保證了旋轉閥的密封性能卻影響了運行的穩定性，而旋轉閥故障同干燥機填料泄漏故障相比，對生產裝置造成的負面影響更大。

為消除干燥機填料泄漏問題，更換了多次軸套并且也進行了加強填料函剛性等改造措施，均沒有根本解決泄漏問題，因此精制工序的干燥機必須進行出料端的密封結構改造。

3 密封結構改造

在干燥機制造廠家的協助下進行針對性設計，新的干燥機密封結構如圖2 所示。新密封結構保留了定位軸承，取消所有盤根及V 形填料，將原軸向密封改成了端面密封，整體結構相當于一組大尺寸機械密封。靜環通過調整彈簧組件的作用力，使其端面壓緊在動環端面上，在動、靜環端面間通入潤滑脂確保密封效果同時減緩磨損，在出料箱則通有氮氣反吹防止粉料進入摩擦副。

圖2 新的干燥機密封結構

該結構在運行中需要注意確保潤滑油脂的供給，并根據干燥機溫升狀況及時調整彈簧伸縮量，尤其是干燥機熱態運行下停機時，出料端會整體向進料端收縮，此時旋轉接頭側的彈簧組件也會收縮，及時調整彈簧伸縮量就可以避免有較大的軸向力作用在出料箱上。

4 改造后運行狀況

改造首先在一臺干燥機上應實施，運行成功后立即安排完成了另兩臺干燥機的改造工作，目前均已連續運行3 個月無泄漏，運行狀況穩定，成效顯著。