據(jù)統(tǒng)計，泵、風(fēng)機等的故障中47%屬于機械密封故障。因此，正確地設(shè)計和選用機械密封對提高泵和風(fēng)機的可靠性起著重要的作用。寶鋼股份公司的煉鋼焙燒回轉(zhuǎn)窯煤氣升壓風(fēng)機，由于機械密封故障造成非正常停機時有發(fā)生。另外，經(jīng)常更換密封件，機封昂貴的價格也使維修成本居高不下。為了從根本上解決跑、冒、漏，改善工作環(huán)境，提高煤氣升壓風(fēng)機的工作效率，降低維修成本等問題，對該風(fēng)機的機械密封進行了合理的改造。

1 煤氣升壓風(fēng)機的有關(guān)工作參數(shù)

風(fēng)機的現(xiàn)場工作參數(shù)如表1所示。

表1

　　風(fēng)機的機械密封參數(shù)如表2所示。

表2

　　則線速度為：

　　由于線速度較高，使接觸部位的磨損加劇，導(dǎo)致機械密封加速失效。

2 現(xiàn)用機械密封分析

該風(fēng)機原裝的機封為日本PILLAR公司生產(chǎn)的A3-JF/B1-J兩部件式的機械密封。該機封是多彈簧式的雙端面機械密封，采用背靠背的排列方式，是機封的第一代產(chǎn)品。該機封的結(jié)構(gòu)特點是多彈簧作為動環(huán)的補償力，這對彈簧的材質(zhì)和壓縮量要求很高。在安裝時，對安裝人員的技能要求較高。在國外通常機封是隨主機提供給客戶的，一般不單獨供應(yīng)機封。而我們的國情不同，寶鋼是單獨買機封，供應(yīng)商沒有售后服務(wù)項目，因此無法保證安裝精度，大大降低了機封的可靠性，在使用當中經(jīng)常發(fā)生故障。主要表現(xiàn)為泄漏量大、磨損快、壽命短。

3 機械密封改造方案

(1)機械密封的選型

根據(jù)回轉(zhuǎn)窯煤氣升壓風(fēng)機的工況條件，分析選用AES公司提供的CDSATM集裝式機械密封。這種型式的機封是機械密封的第三代產(chǎn)品，其集裝式機械密封的設(shè)計具有如下優(yōu)點：

①集裝式設(shè)計，安裝簡便可靠，無人為安裝誤差;

②平衡型密封環(huán)設(shè)計，能承受較高的壓力;

③靜環(huán)補償機構(gòu)，可以補償壓蓋端面與軸的不垂直度;

④模塊化設(shè)計，零部件易于更換，安裝簡便;

⑤內(nèi)置小彈簧不與介質(zhì)接觸而不會堵塞或腐蝕;

⑥軸或軸套無磨損，可以減少維修費用，降低電機功耗。這種產(chǎn)品是環(huán)保產(chǎn)品，機械密封的設(shè)計壽命為3年，如果風(fēng)機運行穩(wěn)定，則機械密封壽命理論上還可延長。

回轉(zhuǎn)窯煤氣升壓風(fēng)機的機械密封用的隔離液是不能泄漏到工作介質(zhì)和環(huán)境中的，但壓力較低，整體工況條件比較好。CDSATM是一款雙端面的機械密封，用于密封易燃、易爆和有腐蝕性工作介質(zhì)的環(huán)境，允許隔離液的壓力大于工作介質(zhì)的壓力。該產(chǎn)品金屬部分采用優(yōu)質(zhì)316LSS不銹鋼;動環(huán)采用三種石墨，具有良好的自潤滑性和散熱性;靜環(huán)采用碳化硅，材質(zhì)耐磨，散熱性好，和石墨是一對很好的摩擦副;O型圈材質(zhì)是乙丙橡膠。

最終確定機封的規(guī)格如表3所示，其中CDSATM軸徑為φ95mm。

表3

　　(2)風(fēng)機內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)的調(diào)整

選用了CDSATM集裝式機械密封后，需要增減和修改以下部件。

仍然使用φ95mm原軸套，原機封的壓蓋和腔體需要去掉，這樣便可以有足夠的安裝空間，又可以減少風(fēng)機的安裝時間。

如果原機封壓蓋的螺栓中心距A能滿足機封螺栓中心距的要求，就用原來的壓蓋，A=18mm。如中心距不能滿足要求，必須加工一個厚度大約為30～40mm的過渡塊，以滿足螺栓的安裝要求。

(3)機械密封安裝時對風(fēng)機的要求因安裝、運轉(zhuǎn)或設(shè)備本身所產(chǎn)生的誤差而造成機械密封泄漏是密封失效的重要原因之一。為了保證機械密封安裝和工作的可靠性，安裝時需對風(fēng)機進行如下檢查：

1)軸的檢查：

①軸的光潔度不低于6級(或粗糙度不大于1.6μm)，手指在軸上滑動感覺應(yīng)是光滑的;

②確認軸的直徑在公差范圍內(nèi)(D±0.05mm);

③消除所有的毛刺和尖角，尤其是O型圈所通過的地方(包括鍵槽、端口)，以防O型圈被劃傷;

④用測量表測量密封處軸的跳動情況，其徑向跳動量不得超過0.1mm，如超過要加以調(diào)整;

⑤置測量表在軸的末端，沿軸向用力推或拉軸以測量軸的竄動，其竄動量不得超過0.13mm，否則應(yīng)調(diào)整。

2)密封腔及密封腔外端面的檢查：

①確認密封腔潔凈;

②確認密封腔端面必須是平整光滑的，要求其光潔度不低于5級(或粗糙度不大于3.2pan);

③用測量儀固定在軸上慢旋轉(zhuǎn)，測量頭放于端面，測量出垂直度不得大于0.3mm，否則應(yīng)加以調(diào)整;

④沿逆時針方向手動旋轉(zhuǎn)軸，確認機封運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，并聽密封腔內(nèi)有無金屬與金屬接觸的聲音。

4 效果評價及推廣

對回轉(zhuǎn)窯煤氣升壓風(fēng)機的機械密封進行了改造后，繼續(xù)對此項目進行跟蹤，經(jīng)現(xiàn)場嚴格考核效果較理想。煤氣升壓風(fēng)機的機械密封故障率降為零，工作環(huán)境大為改善，備件成本及維修成本大大降低。另外，AES(中國)有限公司在寶鋼設(shè)有售后服務(wù)，解決了用戶的后顧之憂。由此引伸，寶鋼的泵、風(fēng)機等因密封失效而引起的故障率很高，如果能夠?qū)⒋私?jīng)驗加以推廣，跑、冒、滴、漏的情況將大為改觀。特別是在工況條件惡劣及不易檢修處，更換密封結(jié)構(gòu)后，綜合效益將大大提高。

參考文獻

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