剪切机密封改造.doc

剪切分散乳化机密封改造 杨斌 姚升亮 张应武 曹随斌等 摘要： FDX3/300管线式高剪切分散乳化机填料密封失效原因分析，机械密封的选型、原理及其在剪切机的实际应用效果。 关键词： 泄漏 填料密封 串联机械密封 改造 一、概述： 分公司A级沥青装置的J105、J106高剪切分散乳化机，型号FDX3/300,上海弗鲁克流体机械制造公司生产，介质为塑化油和丁苯橡胶混合物，利用三级定、转子之间狭窄间隙中形成的紊流对两物相进行高速液力剪切、粉粹后混合。 设备流量80m3/h,工作压力≤0.25Mpa, 介质温度200℃，转速1450rpm,轴功率110KW。 剪切机结构示意图如下， 轴封采用填料+螺旋套密封形式，使用时经常发生泄漏情况，且有时因介质中携带异物，造成螺旋套与铜套抱死，维修频率高。根据分公司主管领导和处室领导建议，对密封形式进行改造，改用波纹管集装式机械密封。 1、前端盖 2、定子 3、转子 4、工作腔体 5、定子挡环 6、转子挡环 7、主轴8 、密封部件 9 、轴承箱 10、联轴器罩壳 11、联轴器 12、底座 13、电机 二、原有密封形式失效分析： 原有轴封形式为填料+螺旋套密封形式（见下图）， 本机根据介质特性选用盘根材质为石墨+石棉，密封面耐温280℃，冷却方式夹套冷却，使用前期密封效果较好，但运行一段时间后频繁出现泄漏情况，拧紧压盖螺栓、更换盘根都不能解决问题。填料密封是接触式密封，优点是结构简单，更换方便，成本低廉，适用范围广，对作旋转的轴允许其有一定的轴向窜动，但同样存在密封性能差、功耗大、磨损轴、使用寿命短等特点。往往在使用中，为了获得好的密封效果，操作人员会不断增加填料压紧力（允许的情况下），这就导致填料和轴的磨损加大，加剧轴套表面的磨损。利用装置停工的机会对剪切机解体进行检查，发现轴套与填料接触处有明显磨损痕迹，分析这应该是造成密封频繁泄漏的主要原因。 按照厂家设计，在填料密封前安装有螺旋密封，应该首先起到密封介质的作用，减小填料密封的压力（填料密封其实可称为停车密封）。螺旋密封比较适合高黏度介质的密封，由安装在填料箱体内的铜套和螺旋底套组成（结构见下图） ，在轴套外表面加工有螺旋槽， 密封液采用被密封介质，当轴旋转时，充满在槽内的液体产生泵送压头，在密封室内侧产生最高压力，与被密封介质压力相平衡，即压力差△p=p介-p填=0,从而阻止被密封介质外漏。螺旋密封的间隙愈小，则密封的效果越好，本机设定铜套和螺旋底套的间隙为0.30-0.40mm。按照设计，螺旋密封应该很好的发挥密封作用，但在实际应用中效果不明显，而且由于进口没有滤网，经常有硬性杂物随着介质进入机体内部，由于螺旋密封间隙过小，杂物进入后会造成铜套和螺旋底套的“轴抱死”现象，设备不能正常运行。 鉴于现有的密封形式不能满足设备长期运行的要求，且机械密封与之相比，有着泄漏量少、寿命长等优点，经主管处室批准对剪切机轴封形式进行改造。 三、机械密封改造： 机械密封也称端面密封，是机泵等旋转输送流体设备上用于隔离旋转轴处内外空间直接连通的轴封装置，具有泄漏量少、使用寿命长等特点，根据使用要求的不同，有多种结构形式。经与密封厂家交流，根据介质特性选用型号为 GEBA-90(105) 的高温金属波纹管集装式机械密封（结构见下图）， 该密封为串联密封，第一道密封为高温波纹管密封，摩擦副材料采用浸锑石墨+碳化钨硬质合金，针对介质粘性大、温度高的特点，采用了内拨叉传动，利用原有的夹套冷却对第一道介质进行冷却；第二道密封为小弹簧密封，摩擦副材料采用石墨+碳，密封介质为水，可利用自身的循环对前一道密封形成冷却，延长机封的使用寿命。而且如果第一道密封发生泄漏，不但可防止高温介质直接外泄造成事故，还可从小弹簧密封处及时发现密封故障，安排进行维修，保证设备的安全运行。 轴封改装为机械密封后，加大了螺旋密封的间隙（可去掉密封铜套），彻底消除因螺旋密封间隙过小进异物造成的抱轴现象。 四、改造效果： 10年3月15日根据机动处的安排对剪切机J105进行了改造，平稳运行到11年2月15日左右，安全运行近一年时间，现场设备卫生得到彻底改善，维修频次大大降低，保障了设备的长周期运行。根据运行情况去年五月份左右对J106、J107进行了技术改造，效果良好。 维修车间 二〇一一年五月十五日 5