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机械式密封在煤气鼓风机中的应用
2010-05-17 15:35:13 来源:《润滑与密封》 作者: 【 】 浏览:1014次 评论:0

    孙久荣 韩清珊 王东升 舒春卫
(济南钢铁股份有限公司燃气发电厂 山东济南250101) 
   

    摘要:针对发电厂离心式煤气鼓风机普遍存在的轴封泄漏煤气的现象,采用机械密封对煤气鼓风机的密封结构进行了改造,使煤气鼓风机轴封达到了零泄漏。
关键词:煤气鼓风机;轴封;泄漏量;机械式密封
中图分类号:TH136 文献标识码:B 文章编号:0254 -0150 (2005) 3一169-2
    济钢燃气发电厂有各种型号煤气鼓风机31台煤气鼓风机的轴封普遍存在严重的煤气泄漏问题。有的煤气鼓风机泄漏量严重超标,污染环境,危害职工身体健康,影响安全生产。
    煤气鼓风机的轴部密封,多是采用两种密封方式。一种是迷宫式密封,这种密封是靠4一6组石墨合金环形成迷宫式的多个凹槽来防止煤气泄漏。另一种方式是采用涨圈的密封形式,在风机的主轴部加有4圈涨圈,通过涨圈的膨胀来达到密封的目的。但由于使用周期较长,加之煤气是含尘介质,合金环经常损坏,使迷宫式密封和涨圈式密封的密封效果大大降 低,导致煤气泄漏严重。特别是燃气发电厂1#煤气加压站,厂房内安装有5台煤气鼓风机,其中4台D250煤气鼓风机的轴部密封采用的是迷宫式密封因迷宫式密封的凹槽里不断积聚灰尘,无法把泄漏的煤气导流回机腔内,在风机的机腔内压力升高的同时,使泄漏出来的煤气经过密封不严的叶轮主轴泄漏到大气中。
    对于煤气鼓风机的轴封的选择,要根据煤气的特点进行选择,为减少安全隐患,决定对鼓风机的密封结构进行改造。因此,选用的密封结构必须具有以下特点:
    (1)必须可以承受一定的压力;
    (2)具有防爆性能;
    (3)适应含有少量灰尘的介质 (因接触的介质含有少量的灰尘);
    (4)耐腐蚀,能够承受一定的工作温度。
    根据生产工艺特点的要求,我们认为机械式密封的密封效果符合以上的要求,因此决定采用机械式密封对煤气鼓风机进行改造。
1 机械式密封的选型及产品设计特点
1.1 初步选型
    根据煤气的特点,我们选用CDSATM双端面集装机械密封,它能够确保隔离液压力大于工作介质的压力,防止前级密封失效而导致煤气泄漏到环境中。
    此种型号的机封适用的工况为:
    压力:一级密封压力簇200 N,二级密封压力蕊200 N
    温度:一24一360℃ (根据O形圈的材质而定)
    转速:≤20 m/s
    pH值:0一14
    介质:水、轻烃类、煤气、液化气、润滑油、酸、碱等各类化学介质。
    双端面集装机械密封具有以下特点:
    (1)集装式设计,安装简便可靠,无人为安装误差;
    (2)平衡式密封环设计,能承受较高的介质压力波动影响;
    (3)静环自动补偿机构,可以克服端面角向偏移影响,补偿端盖面与轴的不垂直度;
    (4)模块化设计,零部件易于互换,安装简便;
(5)内置小弹簧不与介质接触而不会被堵塞或腐蚀;
    (6)静环自动补偿设计,小弹簧不受离心力作用,适用于更高转速;
    (7 整装密封环设计,适用于高温环境;
    (8)承受隔离液及操作过程中介质压力波动的作用,适用于高转速;
    (9)具有两个¢9.5 mm (3/8英寸)送水和排水孔,最大限度改善机封内部工作环境。
1.2 最终选型
     经过研究证明,CDSATM完全能满足客户设备的工况,它是一种双端面的机械密封,用于密封易燃、易爆和有腐蚀性的工作介质。首先,它完全符合防爆型设计,因为其动静环摩擦副都采用非金属配置(碳石墨/SiC/TC ),不存在任何金属摩擦的可能性,因而也不具备燃烧或爆炸的可能性。通过在轻烃类(乙烯、丙烯、甲烷等)易燃易爆极端危险工况下的应用,证明是成熟的产品。其次,CDSATM的轴向补偿弹簧是安装在静环后面,允许隔离液与工作介质压力差鉴200 N,轴的线速渡,20 m/s,隔离液部分有一个已申请专利的抽起圈吸机构,能够使隔离液定向并且迅速流动,从而尽快带走动静环摩擦产生的热量,使动静环始终处于一个较低温度的工作环境里从而延长动静环的工作寿命。另外,其金属采用优质316LSS不锈钢,动环采用浸渍石墨,它具有自润滑性和良好的散热性。静环采用碳化硅,这种材质硬度高、耐磨、耐腐蚀而且散热性好,和石墨组成一对很好的摩擦副。O形圈材质采用EPR橡胶,这种橡胶具有优良的耐腐蚀性、抗冲击性和耐老化性。
最终确定机封的型号如下:
型号:CDSATM
轴径(或轴套直径):P(95mm
一级密封动静环材质:C/Sic
内、外部0形材质:EPR
二级密封动静环材质:C/Sic
垫片材质:AF1
金属件材质:316LSS
2应用
     采用CDSATM双端面集装式机械密封,应用在济钢燃气发电厂转炉煤气车间两台AI180煤气鼓风机的轴部密封处。其安装示意图如图1所示。

200952115338158.jpg



 


2.1安装步骤和注意事项
2.1.1检查轴
     保证轴套磨损或存在偏差不严重,要求轴套表面光洁度不低于6隔离液,手摸上去感觉光级,无毛刺。确定轴的直径在公差范围内(±0.0mm);保证0形圈与轴结合均匀,以防止0形圈被划伤。确定密封处轴的径向跳动量不得超过0.1mm如超过,应加以调整。为了密封安装后运行良好,安装时放置测量表在轴的末端,沿轴向用力推或拉轴以测量轴的窜动,其窜动量不得超过0.13mm,
2.1.2检查密封腔及密封腔外端面
    确认密封腔洁净、端面必须平整光滑,最好光洁度不低于5级,用测量仪固定在轴上慢旋转,测量头放在端面,测量出垂直度不得大于0.3mm,如超过应加以调整,以确保机械式密封工作界面的垂直度。
2.1.3机械密封的安装
机械密封的安装步骤为:
(1)在钢制过渡垫片上均匀涂抹密封胶,将它和风机密封腔装成一体,紧固过渡垫螺栓,并调整紧固后的过渡垫与轴的垂直度≤0.3mm
(2)用清洁的润滑油涂抹机械密封上的轴套O形圈,并涂抹于风机轴上或轴套O形圈通过处,将机封在轴上滑人。
(3)将风机的两组轴承定位,紧固地脚螺栓(注意:不得再对轴承或轴进行调整)。
(4)安装风机的其它部件。
(5)在机封压盖的垫片上涂抹密封胶后,均匀对称地拧进机封压盖螺栓,直至确认紧固。
(6)依次逐步均匀拧紧穿过薄壁轴套的驱动螺钉,直至紧固。
(7沿逆时针方向手动旋转轴,检查机封运转是否平稳,并注意密封腔内有无金属与金属接触的声音。
(8)拆去三个定位块,留存以备下次拆卸时用。
(9)按要求连接好水系统管路,注意在配管时要考虑不能有过多的管阻损失,否则机封辅助系统的作用会大受影响。安装时应注意:
(1)安装前定位螺钉和驱动螺钉应穿人轴套壁但不突出内壁。
(2)在紧固压盖螺栓后才能锁紧驱动螺钉。
(3)进水、排水环境控制孔在紧固压盖前一定要先对好管口并且不能接错。
3应用效果
     在改造安装完以后,1"AI180煤气鼓风机连续运行3个月没停机,每天现场检测CO浓度(距离轴封20mm处),监测结果均表明CO的浓度为零。
2003年6月转炉煤气车间的1",2"AI180煤气鼓风机改造完毕运行至今,轴封部煤气泄漏保持零泄漏,使用效果良好,有效改善了煤气加压机房的环境,消除了煤气加压机房长期存在煤气泄漏的安全隐患,彻底根治了煤气鼓风机的轴封泄漏的

 

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Tags:机械,密封 责任编辑:草木含羞

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