AL200型旋转给料机轴密封改进

蔡 浩

(洛阳三隆安装检修有限公司，河南 洛阳 471012)

AL200型旋转给料机轴密封改进

蔡 浩

(洛阳三隆安装检修有限公司，河南 洛阳 471012)

AL200型旋转给料机(以下简称给料机)在实际生产使用过程中，经常出现主轴密封处物料泄漏量大导致设备停车、锅炉脱硫环保排放超标事件。通过分析漏料原因，对给料机主轴、密封结构、反吹风系统等进行改造处理，延长了给料机无泄漏运行时间，杜绝了因给料机漏料导致脱硫环保排放超标事件的再次发生。

给料机 ; 主轴密封 ; 环保

0 前言

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司动力生产部3#锅炉为烟台现代冰轮重工有限公司生产的310T循环流化床锅炉。锅炉脱硫采用炉内喷钙法，脱硫剂为粒径0.002 5～2 mm的石灰石粉，通过给料机进行输送，给料机主要参数：工作压力，-0.5～0.15 MPa；工作温度，-10～150 ℃；材料：壳体为球墨铸铁，叶片为碳钢外喷涂耐磨材料，主轴为45#钢；出力，10.5升/转；制造厂，镇江市电站辅机厂。其结构如图1所示。

1.阀体 2.端盖 3.转子及叶片 4.密封气源接头 5.减速机 6.电动机

洛阳石化动力生产部共有该型给料机共4台，分两路同时担负向炉内输送石灰石粉末重任。该型给料机出厂时轴密封处均采用石棉绳盘根填料，刚开始运行一个月时密封效果良好，轴封处无泄漏，之后密封效果就越来越差，石灰石粉末从密封处喷出，泄漏非常严重，每台每周更换一次盘根，有时甚至达到每周两次，直接导致给料机运行周期短，炉内时常因石灰石粉末供应不足导致炉子降负荷甚至锅炉含硫排放超标。

1 泄漏原因分析

1.1 盘根密封腔轴向尺寸短

解体给料机，测量盘根密封腔全长18 mm，密封盘根尺寸为：8 mm×8 mm，每个轴封处只能使用2圈盘根密封。根据盘根压入长度计算公式：L=(轴直径+盘根厚)×1.07×π，压入的盘根总长度约为389.7 mm。

1.2 主轴材质硬度低，磨损严重

该给料机采用普通石棉盘根密封，主轴为45#钢，实际应用的最高硬度为HRC55，盘根与传动轴为接触式密封。运行初期，盘根与轴直径被润滑脂等混合物填充，石灰石无法向外泄漏。运行几天后，石灰石粉末与润滑脂的混合物逐渐变硬，导致盘根和轴同时磨损，从而导致轴与盘根之间产生间隙。由于给料机内部由罗茨风机供给的80 kPa正压输送风，石灰石粉末势必会从盘根与轴的间隙中泄漏。

1.3 反吹风风向设置不合理且无减压阀调节风压

该型给料机设计在轴封处不仅采用盘根密封，还在端盖上增加了管路实现工业风双重密封，但是只在端盖上方设置了管路，未在下方也设置管路导致反吹风只能在密封轴的上方而不是四周，如图2所示。

1.阀体 2.端盖 3.转子及叶片 4.密封气源接头

2 改造措施

因洛阳分公司生产状况急迫但又要确保设备长周期运行，在此设计了A、B两套改造方案，其中A方案是在原给料机的基础上进行了小的改动，B方案是在原给料机基础上进行了一个大的改动。两套方案的改造内容如下。

2.1 方案A

2.1.1 增加盘根密封腔轴向尺寸

原盘根密封腔全长18 mm，重新加工一段密封腔，材质为45#钢，新密封腔轴向长度为17 mm，通过内六方螺栓将两段密封腔固定，总密封腔轴向尺寸达到35 mm。

2.1.2 对主轴安装盘根处材质进行升级，更换盘根材质

2.1.3 改变反吹风风向且新增减压阀

加工铝环一件，材质设计为铝的原因主要为了避免主轴磨损，在铝环外圆均分开四个小孔，使得反吹风进来之后风向经过四个小孔分流，不仅仅在轴上方而是可以环绕轴四周，指导调节反吹风压力为0.2 MPa，铝环内圆按照迷宫密封原理进行加工，这样可以起到双重密封效果。

2.2 方案B

2.2.1 增加转子主轴长度

原给料机转子总长度为602.5 mm，其中叶片长度为260 mm，剩下的主轴长度为342.5 mm。现将转子总长度改造为780.5 mm，保持叶片长度260 mm不变，剩下主轴长度为520.5 mm，新转子材质为45#钢。

经计算得出整段转子链轮处受到的最大处扭矩为102.8 N·m；要将Φ32 mm(链轮处轴的直径)的45#钢轴扭断所需扭矩102.8 N·m，所以将主轴加长至780.5 mm强度满足要求。

2.2.2 对给料机侧端盖进行改造，增加密封腔轴向尺寸

原给料机端盖密封腔轴向长度为18 mm，通过对端盖进行改造，现端盖密封腔轴向尺寸增加至73 mm，新端盖材质为QT500。

2.2.3 加装耐磨轴套

重新加工制造两个耐磨轴套，增加盘根密封处主轴的耐磨程度和方便更换，轴套的安装位置为主轴表面放置盘根处，通过M8×10的螺钉将轴套固定在主轴上，轴套的材质为合金钢40Cr。

2.2.4 改变反吹风风向

该原理同方案A中的第三项，同样加工铝环一件，在铝环外圆均分开4个小孔，使得反吹风进来之后风向经过小孔分流不仅仅在轴上方而是可以环绕轴四周。

3 结论

通过分析可知，给料机出现漏料严重根本原因是盘根密封腔轴向尺寸短，盘根压入量少和主轴磨损严重导致主轴和盘根间隙大产生的。

因连续生产性质决定给料机不可长时间检修，首先按方案A实施改造，设备运行周期从改造前一周延长至改造后半年以上。待方案A实施后设备运行稳定，然后按方案B实施改造，设备周期从改造前一周延长至改造后一年以上，通过两种方案的改造解决了给料机轴封处频繁泄漏问题，保证了石灰石粉末的连续输送，杜绝了因此原因导致锅炉环保排放含硫超标事件的再次发生。

2017-01-21

蔡 浩(1987-)，男，助理工程师，从事机泵维修工作，电话：13838403740。

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