PTA 干燥机出料端密封结构改造

2022-03-10高齐龙

设备管理与维修 2022年1期

高齐龙

（福海创石油化工有限公司，福建漳州 363216）

0 引言

福建省福海创石油化工有限公司对苯二甲酸（PTA）装置的生产能力为年产450 万吨，装置氧化干燥和精制干燥工序均采用蒸汽回转干燥机（以下简称干燥机），干燥机是一种间接加热的蒸汽管型干燥机，其筒体在托轮和滚圈的支撑下与水平面成一定的倾角旋转，湿物料从筒体的高端加入，在筒体的转动下向低端运动，随着蒸汽管的不断加热，干燥后的粉状产品从出料端送出。

干燥机是PTA 生产装置的核心设备之一，设备直径大、造价高，密封性能要求严，一旦发生泄漏故障若停机处理就必将影响装置产能，而不处理除了浪费物料、增加成本外还会严重污染环境，因此必须确保干燥机运行的安全稳定。

1 干燥机主要结构

干燥机由筒体、加热管、大齿圈、滚圈、汽室、旋转接头、挡轮装置、传动装置、托轮装置以及进、出料端等组成，干燥机筒体内部沿壳体圆周排列5 层蒸汽加热管，工作时筒体及加热管一起旋转，而进、出料端则保持静止状态，因此干燥机实际上是一台会转动的大型热交换器。

干燥机进料端实际上就是一台螺旋输送机，出料端则与尾部的汽轴相通，汽轴上设有蒸汽进口及出料口，转动的汽轴与静止的出料箱之间通过填料实现密封，干燥机出料端结构如图1所示。

图1 干燥机出料端结构

干燥机出料端主要由轴承、填料函、出料箱、轴承支架及旋转接头等组成，填料函设计为轴承定位的填料密封结构，密封元件采用聚四氟乙烯（PTFE）盘根和V 形橡胶填料组成，经干燥后的物料通过出料箱下方排出，而蒸汽则通过旋转接头的上方经汽轴中心套管进入干燥机换热管内，填料函带有冷却水夹套并通入密封氮气防止物料进入填料内，冷却水进入填料函的水冷腔循环带走摩擦产生的热量，氮气吹入填料函的密封腔，形成气封的同时也起到一定的冷却作用。

2 泄漏原因分析

干燥机安装投运后不久精制工序的干燥机就陆续出现了出料端填料严重泄漏问题，即使更换新填料后也很难正常运行超过一个月，而为确保生产连续稳定只得加大润滑油脂量并频繁紧固压盖螺栓，反复多次后导致填料轴套严重磨损甚至出现了明显变形，如此恶性循环后填料泄漏问题也越来越严重。

要找出干燥机填料发生泄漏的根本原因，一般可以从设计、制造、材料、安装、工艺条件等方面去分析。同一套装置内干燥机共有6 台，精制工序和氧化工序各3 台，精制工序干燥机存在严重的泄漏问题，而相同的制造厂商、同样密封结构的氧化工序干燥机却并未发现类似泄漏问题，这表明干燥机设计结构、制造精度、填料材料、安装检修质量等均不是泄漏的根本原因。

经调查最终确认泄漏的根本原因为干燥机进料前的压力过滤机下料旋转阀无法确保优良的密封性能，导致干燥机进料压力偏高。6 台干燥机设计压力均为常压，氧化干燥机进料前的过滤机设计为微负压，而精制干燥机进料前的过滤机则设计为正压，为确保下料的连续稳定，精制干燥机与过滤机之间的密封是通过旋转阀来实现的。旋转阀的密封性能则要通过优良的旋转阀检修、组装精度来实现的，但保证了旋转阀的密封性能却影响了运行的稳定性，而旋转阀故障同干燥机填料泄漏故障相比，对生产装置造成的负面影响更大。

为消除干燥机填料泄漏问题，更换了多次轴套并且也进行了加强填料函刚性等改造措施，均没有根本解决泄漏问题，因此精制工序的干燥机必须进行出料端的密封结构改造。

3 密封结构改造

在干燥机制造厂家的协助下进行针对性设计，新的干燥机密封结构如图2 所示。新密封结构保留了定位轴承，取消所有盘根及V 形填料，将原轴向密封改成了端面密封，整体结构相当于一组大尺寸机械密封。静环通过调整弹簧组件的作用力，使其端面压紧在动环端面上，在动、静环端面间通入润滑脂确保密封效果同时减缓磨损，在出料箱则通有氮气反吹防止粉料进入摩擦副。