在PAM装置上应用气封法兰技术

2010-08-25赖军

设备管理与维修 2010年12期

赖军

作者通联：大庆炼化公司聚合物一厂生产办黑龙江大庆市让胡路区马鞍山 163411

E-mail：laij-dl@petrochina.com.cn

一、前言

中国石油大庆炼化公司聚合物一厂PAM（聚丙烯酰胺）装置有10条生产线，产品类型为阴离子型PAM，主要用于油田三次采油驱油用助剂。PAM工艺采用先均聚后水解的核心工艺，聚丙烯酰胺 10 条生产线中，1、4、6、7、9、10 为抗盐聚丙烯酰胺专用生产线，每条抗盐生产线有4台水解机，6条线共有24台水解机，合计有48道盘根轴封。螺杆式预研磨机对胶体进行预切割利于胶体造粒，振动式流化床干燥器对产品进行前后端干燥，PAM装置共有螺杆208条，轴承座 416个。

二、气封法兰用于螺杆式预研磨机

1.螺杆轴承运行分析

在PAM设备维修中，每年更换螺杆30多根，维修用时200h。螺杆主要存在窜轴、磨细及轴承内件损坏三大问题。螺杆窜轴与轴磨细的原因在于轴承润滑失效，而轴承润滑失效的原因是轴承内部的润滑脂在高温和碱性条件下，与水发生水解反应而生成醇和酸，所以保证螺杆轴承润滑的关键是防止水分、NH3气、胶体等杂质窜入轴承。

2.保证螺杆滚柱轴承润滑

PAM装置26座料箱在开口常压条件下操作，内部温度为80℃，物料主要成分为 PAM（25%）、水分（70%）、氨气（2%）及碱（3%）等。要保证轴承良好润滑，第一必须防止水分、NH3气等杂质进入轴承内部。第二必须防止轴承温度过高（不要超过60℃）。第三必须保证轴承内部有足够润滑脂。为此进行了五方面的改进，参照图1。

图1 轴承润滑改进图

（1）轴承固定法兰径向对称开两个Φ8mm孔，并通过4kg/cm2仪表风，用量2m3/h。此项改进能防止水分、NH3气等气态、液态物质进入轴承，同时仪表风对轴承有冷却隔热作用。

（2）固定法兰内径缩小，比轴外径大1～2mm，此项改进能防止胶体等固态物质进入轴承内部。

（3）轴套放在固定法兰另外侧，改进后不仅滚柱轴承产生轴向止推力，而且固定法兰也能产生一定的轴向止推力，延长轴承使用寿命。

（4）加大轴套外径与厚度，这样增加了轴套与固定法兰之间，轴套与螺杆变径端之间的接触面积，所以固体物料更难以进入轴承。

（5）在固定法兰与轴承座之间加入6mm厚的四氟乙烯垫片，垫片与螺杆轴之间采用过盈配合，垫片起隔热与防止气封用仪表风窜入轴承的作用。

3.气封轴承改进后效果

轴承座表面温度受风温、室温、物料温度及是否带气封等几项条件的影响，带气封的滚柱轴承座表面温度要比普通轴承低10～20℃。通过改造，每年更换轴承、螺杆等维修工作量减少20%以上。

三、气封法兰用于水解机轴封

1.水解机轴封运行分析

在水解反应期间，水解机内部温度高达90～95℃，内部压力约1～2个大气压（表压），内部主要物料为PAM胶体、粒碱、水分及NH3等，它们不断通过盘根腔与短轴间隙泄漏，造成环境污染，影响员工身心健康。

水解机两端为盘根轴封，在盘根腔里填满硬四氟圈或软四氟盘根绳，最里层与介质直接接触的第一道盘根一般选用硬填料，目的在于防止软盘根绳被挤进水解机内部。第二道为软盘根，依次类推，加5到6层盘根，最后盘根腔外格兰保留2cm左右的预紧空间。水解机内部介质为黏度较大的PAM、H2O与粒碱的混合物，渗透力极强，不断通过内格兰与轴套间隙进入盘根腔内部，一般新换的盘根10多天开始从轴封处漏料，并伴有氨味。另外，在高温影响下，四氟盘根发生塑性变化，变成碎块被挤出盘根腔。