循环风机轴封机构改造

尚凤玲

（河南开祥精细化工有限公司，河南义马 472300）

循环风机轴封机构改造

尚凤玲

（河南开祥精细化工有限公司，河南义马 472300）

ARG-500CME型罗茨鼓风机机封原采用合金铸铁材质的涨圈密封，该密封在运行过程中多次出现振值高，温度高等问题，运行一段时间，机封密封性能降低，严重影响系统的稳定性，为改变这种现状，通过对机封结构型式改造——改成机械密封结构，提高机封的使用寿命，降低检修频率，从而提高生产稳定性和操作人员的安全性。

涨圈密封；密封性；改造；机械密封

1 简介

河南开祥精细化工2×4.5万t/a1.4–丁二醇装置是采用改良Reppe法生产工艺，包含先进的干法乙炔生产工艺、高低压加氢工艺、PSA变压吸附工艺和铁钼法甲醛工艺，其中甲醛工艺采用美国DBW甲醛生产工艺，该工艺流程简单，甲醛收率高，甲醇的转化率在99%以上，生产甲醛的选择性可达94%。铁钼法甲醛工艺是在空气-甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限（小于7%），即在含有过量的空气情况下操作，过量的空气由风机供给的包括新鲜空气和循环气体的连续气流，这部分气流是从吸收塔顶来的一部分循环气（约占总气量的70%，其余30%进入尾气系统）在正常操作期间进入循环风机入口消音器和由空气风机来的新鲜空气混合，进入系统循环利用。

我公司甲醛装置循环风机采用的是长沙鼓风机厂有限责任公司制造的ARG-500CME型溶剂型罗茨鼓风机。该风机在运行过程中如出现异常（如异常声音、发热、振动），必须立即停车，从而造成联锁会停止甲醇供应，整个甲醛装置停产。由于国内设计水平有限以及现场运行条件限制，我公司的甲醛循环风机在运行过程中曾多次出现振值高，温度高，密封性能降低等问题，造成该设备运行周期短，检修频繁，运行成本升高，系统频繁停车，严重影响系统的稳定运行。

2 故障原因分析

甲醛循环风机原设计轴封采用的是合金铸铁材质的胀圈密封，是一种利用阻塞和节流原理进行密封的装置。将若干个胀圈装入轴套上加工好的环形槽中，胀圈是一个有切口的金属弹性环，通称活塞环。胀圈在自由状态时切口张开，装入后切口合拢，胀圈外圆借弹力与内表面贴紧。工作时，胀圈受工作介质压力的作用贴紧胀圈槽的一侧，由胀圈外圆柱面和贴紧端面共同起密封作用。胀圈常用铸铁或锡青铜制造，主要用于操作温度较高的设备。

我公司采用的是二叶罗茨鼓风机，通过拆检分析得出密封间隙的存在，造成气体的泄漏，且泄漏流量随着压强比的增大而增加，限制了鼓风机向高压方向的发展，引起故障率上升。

经分析发现：原涨圈材质是合金铸铁，在使用过程中会发生磨损，且磨损后无法恢复弹性，造成胀圈间隙随运行时间不断变大，密封性能降低，引起腔体内介质窜气。窜气后，气体腐蚀轴承引起轴承损伤，润滑油油质下降，还会引起齿轮及邮箱内件腐蚀，最终引起油箱气压不平衡，主副油箱油温升高，振值波动，被迫停车处理，严重影响系统的稳定运行和操作人员的安全。

3 改进方案

初步分析循环风机出现故障的原因——存在密封间隙后，首先想到的更改密封形式，把原设计的涨圈密封改为填料密封，运行一段时间后，发现填料密封的自润滑作用能够长时间保持密封效果，降低泄露率，但填料磨损快，需定期将风机拆机更换填料，更换成本也高。

经进一步分析论证后，为从根本上克服这种设计缺陷引起的密封失效问题，把密封结构型式改为机械密封型式，具体修改方案如下：

1）在原设备的基础上，将两轴加长，通过改造，将原设计的胀圈密封改为机械密封，共计四套。

2）机械密封使用脱盐水冲洗冷却降温，保证机封的密封性能。

3）机壳、叶轮采用碳钢材质，墙板、齿轮箱采用HT250材质，密封衬套采用耐磨的45，进口树脂砂制作。

4）传动齿轮材质采用20CrMnTi合金钢，经渗碳、淬火、精磨，精度等级达GB10095—1988 的5级，齿面硬度达HRC56～62，传动平稳，机械噪音低。

5）齿轮以锥度配合方式安装在主从轴上，用锁紧螺母紧固，配合可靠。轴的材料为优质碳素钢。轴与叶轮经热套结合成转子，其结合为过盈配合，转子采用独特的定位方式。

4 改进后的效果

原装置共有两台风机，一旦风机出现问题，就会造成甲醛系统停车维修3～5d。每台风机的单次维修费用高达8万元，每年因风机密封故障停车3～4次，影响产甲醛约1 200t，可造成间接经济损失约324万元。通过对原设计密封形式改为机械密封后，罗茨风机至今已运行9个月，风机振值比较稳定，未出现大的波动，油箱温度稳定，油位波动在正常范围内，说明使用机械密封效果良好，即保证了风机运行的可靠性，又方便了风机现场维护维修，提高了设备的安全运行稳定，为装置长周期运行提供了保障。

[1] 唐广军，徐民，刘鹏，等.改进TAR-395KGC罗茨风机涨圈密封结构[J].润滑与密封，2010.

[2] 顾永泉.机械密封使用技术[M].北京：机械工业出版社，2001.

[3] 吕瑞典.化工设备密封技术[M].北京：石油工业出版社，2006.

Reconstruction of Circulating Fan Shaft Sealing Mechanism

Shang Feng-ling

ARG-500CME-type Roots blower machine seal original alloy cast iron material of the ring ring seal，the seal in the course of the operation of many times the high value of vibration，high temperature problems，running for a period of time，seal sealing performance，serious impact System stability，in order to change the status quo，we through the mechanical seal structure type transformation-into mechanical seal structure，improve the life of the machine seal，reduce the maintenance frequency，thereby enhancing the stability of the production and the safety of the operator.

up ring seal；sealability；transformation；mechanical seal

TF13

A

1003–6490（2017）10–0093–01

2017–07–10

尚凤玲（1982—），女，河南周口人，助理工程师，主要从事化工及研发工作。