超细粉斗提机尾轮密封技术在洁净煤厂的改造实践

2019-07-12丁淑英毛维龙马军民王保明

煤炭加工与综合利用 2019年6期

李亚，丁淑英，毛维龙，马军民，王保明

(兖煤蓝天清洁能源有限公司，山东邹城 273500)

斗式提升机(简称斗提机)是最常见的输送设备之一，其结构简单、运行稳定、输送效率较高，且可以垂直输送各种散体物料。在洁净煤厂所有粉体加工中，各个生产环节的原料提升都离不开输送设备，而斗提机就是这些设备中最佳的选择。

兖煤蓝天清洁能源有限公司洁净煤厂始建于2016年，是一家专业生产洁净型煤及其中间产品超细煤粉及添加剂的新型现代化企业，其所属两个生产车间均涉及粉体加工和垂直输送。其中，生产的平均粒径在120目以上的超细粉体垂直输送，这就对斗提机尾轮的密封提出了较高的要求，如果密封性差，将会直接影响斗提机的输送能力和效率，并可能引起尾轮轴承进粉，进而对设备造成损坏。同时，超细粉体的泄漏，还将会造成环境污染和产品的浪费。本文重点介绍了兖煤蓝天清洁能源有限公司洁净煤厂在煤粉(120目)垂直输送过程中，对引进的斗提机尾轮密封进行改造的过程，并成功将该项技术应用于全厂各车间同类型设备。

1 存在的问题

洁净煤厂车间的超细粉体物料输送均采用斗提机进行垂直输送，由于原斗提机尾轮轴承两端支承结构密封过于简单，采用常规密封方式，以羊毛毡圈作为密封材料，密封接触面积较小，长周期运转容易造成磨损失效[1]。再加上洁净煤厂生产任务重，设备经常处于运转状态，超细粉体物料泄漏现象时常发生，不仅使斗提机尾轮轴承润滑失效，而且也损坏了轴承，造成设备停运，影响了洁净煤厂的正常生产。

2 影响斗提机漏粉的主要因素

2.1 设计因素

由于设计原因，原斗提机尾轮密封处频繁漏粉，影响设备正常运行，污染环境，虽然采取了一些措施，如：更换密封羊毛毡，更换压紧弹簧片等，但均未根本解决问题。工程技术人员的不断分析总结发现，导致斗提机尾轮漏粉的主要原因在其工作原理。斗提机尾轮在运行过程中会上下波动，尾轮处密封板随尾轮轴上下波动的过程中，压紧弹簧为面接触，摩擦力大，导致压紧弹簧变形受损，最后失效[2]。压紧弹簧失效后，密封板松动，密封板与壳体之间产生间隙，造成漏粉。

2.2 前端给料不均

斗提机在工作时，由于前端给料不均，作用在尾轮轴上的拉力是变化的，在该拉力与配重块重力共同作用下，使得密封压板随尾轮轴上下浮动，由于安装在轴承座上的密封板顶杆设计结构稳定性差，而使其与密封压板同时上下摆动，压不住密封板，造成斗提机壳体与密封压板的密封产生松动，引起物料泄漏[3]。另外，密封羊毛毡与密封钢板粘结不牢固，密封板摆动时密封羊毛毡与密封钢板松动脱落，从而影响密封效果，引起物料泄漏。

3 斗提机尾轮密封优化改造

为尽快解决斗提机漏粉问题，洁净煤厂检修车间组织技术力量进行攻关。经过工程技术人员的不懈努力，设计出了一套完整的技术改造方案，达到了密封的目的，解决了漏粉问题，并根据方案自主加工了斗提机尾轮密封装置，如图1所示。

图1 斗提机尾轮密封装置

该密封装置基本结构为：斗提机壳体内设有水平尾轮轴，尾轮轴的两端均设有相配合的轴承座。这种密封装置正是在尾轮轴上靠近轴承座侧做的一种轴密封装置。这种轴密封装置包括相配合的轴密封套压盖与轴密封套两部分，在轴密封套中设有轴密封套羊毛毡圈；在斗提机壳体外侧壁上相对位置处设有密封板，该密封板与上述轴密封装置连接，该密封板侧面设有压紧装置[4]；另外，在斗提机壳体外侧壁相对位置处借助原有结构竖直设有支撑板，并在支撑板上竖直方向设有导轨。轴承座底部设有铰接的配重吊耳，在吊耳的另一端装设有中部铰接的配重杆，该配重杆一端与斗提机壳体侧面铰接，一端设有相铰接的配重连杆，该配重连杆上设有配重铁块。

密封结构中的密封板包括相互紧密贴合的密封基板和密封羊毛毡。为有效防止密封羊毛毡在运行过程中的脱落，技术人员在这种密封基板上均匀设置多个十字形凸起，压紧后能够有效防止密封羊毛毡脱落。在该密封基板的中部设有基板安装孔，用以固定该基板。

压紧装置包括安装座、顶杆、弹簧等。安装座借助斗提机原有结构与斗提机壳体连接，顶杆可在安装座上上下滑动，其上装有弹簧与顶杆配合安装使用。顶杆部分包括基杆和钢球，在基杆的一端设有螺纹，另一端设有凹槽，钢球与凹槽相配合。

4 应用效果

经优化改造后斗提机尾轮密封有了很大的改进，其结构简单、使用方便、摩擦力小，避免了密封压紧装置的损坏，解决了漏粉污染环境问题，提高了设备稳定性[5]。该结构应用于洁净煤厂煤粉制备车间混合料进仓斗提后，经过几个月的运行，其效果主要有以下几点。

(1)该密封装置密封效果好，因其结构较为简单，所使用的密封填料便于更换，密封填料的密实度可实现自由调整，杜绝了斗提机在输送超细粉体物料时跑冒漏粉问题，避免了因漏粉而导致尾轮轴承损坏的问题，提高了斗提机运转效率，系统运转效率同时得到提高，环境污染问题得到治理[6]。

(2)该密封所使用的羊毛毡粘结在基板上时，基板上的十字型凸起嵌入到密封羊毛毡中。当基板随尾轮轴上下浮动时，密封羊毛毡随着基板一起移动，不会因分离或脱落影响密封效果，这样不仅保证了密封装置的使用寿命，而且还大大降低了设备检修量及检修费用。

(3)密封压紧装置安装在斗提机壳体支撑板上，使用过程中不受尾轮轴上下浮动影响，且压紧力稳定，并可以自由调节，从而实现密封板始终受到压紧装置的稳定压力，保持密封板与壳体面的密封，密封效果良好，密封填料便于更换，密封填料的密实度可以调整。

(4)这种压紧装置设置在密封板周边四角位置，密封板压力分布均匀、不易变形，密封效果更好，并保证了尾轮安装部分的密封性，延长了该部分的运行寿命。

(5)装设在基杆末端的钢球使密封板随尾轮轴上下浮动时，减少基杆在密封板上滑动阻力，不会造成基杆由于受力大而变形，保持了稳定的压力。

5 效益分析

(1)降低了劳动强度。在洁净煤厂工程技术人员的共同努力下，对斗提机尾轮密封进行了优化改造。改造后的尾轮密封有了较大的改善，基本上摆脱了填料和从动轴频繁更换的现象。从很大程度上降低了操作人员和检修人员的劳动强度，因为洁净煤厂的斗提机尾轮在地炕中工作，通风条件较差，因此，造成较多的超细粉体物料弥漫在空气中，给操作人员和检修人员的身心健康带来一定的威胁[7]；另一方面也在很大程度上增加了操作人员每天清理泄露的超细粉体物料的劳动量。改造后的密封装置在很大程度上降低了操作人员的劳动量，为操作人员的身心健康提供保障。

(2)减少了设备的维修费用。在斗提机尾轮密封未改造前，每年需要更换5个从动轴、8个填料盒和200 mL加油润滑设备，这就在很大程度上造成由于漏油而污染物料的现象。改造后的斗提机尾轮密封结构大大降低了材料和维修费用[8]。

(3)降低了生产成本，提高了经济和社会效益。洁净煤厂自从对斗提机尾轮密封结构进行改造后，漏粉、冒粉现象大大降低，更有效地避免了因漏粉而导致尾轮轴承损坏的问题，提高了斗提机运转效率，延长了斗提机的使用寿命，不仅有效降低了生产成本，而且大大提高了蓝天公司和洁净煤厂的经济和社会效益[9-10]。