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旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)喂料螺旋軸端密封結(jié)構(gòu)的改造

2010-05-11

張際強(qiáng)；汪任初
(中國鋁業(yè)中州分公司氧化鋁廠)

　　摘　要：分析了旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)喂料螺旋主軸軸端密封結(jié)構(gòu)及其漏料原因，將原盤根密封結(jié)構(gòu)改為迷宮密封和氣體組合式密封，保證該干燥機(jī)在惡劣的工況條件下能正常運(yùn)行。
　　關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)；喂料螺旋主軸軸端；密封；改造
　　中鋁中州分公司氧化鋁廠2～4化學(xué)品氫氧化鋁生產(chǎn)線中，其烘干系統(tǒng)由SK235型楔形槳葉干燥機(jī)預(yù)干燥和XSG2800型旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)干燥兩部分組成。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的喂料系統(tǒng)是由一臺Φ300mm×3000mm不銹鋼螺旋組成，用于楔形槳葉干燥機(jī)一級烘干后的氫氧化鋁物料輸送到旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行二級烘干。3套烘干生產(chǎn)系統(tǒng)自2002年8月投用以來，發(fā)現(xiàn)喂料螺旋軸端密封處漏料漏風(fēng)嚴(yán)重，Z多時每班漏料量高達(dá)1000kg，不僅操作環(huán)境差，工人的勞動強(qiáng)度大，而且破壞了旋閃干燥機(jī)的正常操作，同時還頻繁發(fā)生物料進(jìn)入軸承卡死滾子和磨損軸頸等事故,，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行。為此，筆者對該機(jī)喂料螺旋軸端密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。
　　1　原因分析
　　1. 1　軸端密封工況
　　從鼓風(fēng)機(jī)送來空氣經(jīng)蒸汽加熱器和電加熱器兩級加熱至250℃左右，從旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)底部沿切線方向進(jìn)入機(jī)內(nèi)，產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)氣流與喂料螺旋送來的物料進(jìn)行充分接觸混合使物料得以烘干。此時，旋閃干燥機(jī)內(nèi)的物料為熱風(fēng)和磨蝕性能良好的干粉狀氫氧化鋁組成，機(jī)內(nèi)壓力約為0.045MPa。

圖1　螺旋給料器結(jié)構(gòu)示意圖
　　1—減速機(jī)；2—軸承箱；3—螺旋；4—進(jìn)料；5—旋閃主機(jī)；6—軸端密封；7—軸承座

　　1. 2　螺旋軸端密封結(jié)構(gòu)
　　旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)進(jìn)料采用螺旋輸送機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。因該螺旋較長，螺旋軸從旋閃干燥機(jī)內(nèi)穿過，設(shè)備采用三點(diǎn)支撐：即傳動端由2套軸承支撐和軸頭1套軸承支撐。螺旋軸軸端與旋閃干燥機(jī)筒體間的密封為單一填料密封，密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于密封填料抗拉、抗剪切力和抗磨損性均較差，使用一段時間后填料與轉(zhuǎn)動體之間的吻合變差，密封效果降低。加之設(shè)備工況為0.045MPa正壓操作，致使旋閃干燥機(jī)內(nèi)物料外漏，嚴(yán)重時發(fā)生噴料現(xiàn)象。因此每隔一定時間需要壓緊或更換密封盤根，增加了勞動強(qiáng)度，而且不能徹底解決漏料問題。
　　圖2　改造前軸端密封結(jié)構(gòu)
　　1—機(jī)體；2—盤根密封；3—軸承座；4—主機(jī)
　　
　　1. 3　原因分析
　　如圖2所示　由于盤根的彈性有限，隨著軸與填料的摩擦，直徑間隙很快變大，加之系統(tǒng)為0.045MPa正壓操作，泄漏量很快變大，因此該設(shè)備在此操作工況下，進(jìn)料螺旋軸端采用盤根密封結(jié)構(gòu)無法滿足使用要求。
　　2　改造方法
　　改造后的密封結(jié)構(gòu)如圖3所示，具體改造方法如下：
　　a. 在密封內(nèi)側(cè)加裝一套迷宮密封裝置，為提高密封效果，迷宮密封長度設(shè)計為120mm，考慮到設(shè)備的熱脹冷縮，軸向原始密封間隙設(shè)計取5mm，在螺旋軸熱脹后的實(shí)際工作間隙約為2mm左右。

圖3　改造后軸端密封結(jié)構(gòu)
　　1—動環(huán)；2—靜環(huán)；3—機(jī)體；4—冷卻風(fēng)管；5—隔環(huán)；6—盤根密封；7—軸承座；8—主軸

　　b. 干燥機(jī)正壓操作，為防止熱風(fēng)和物料從迷宮密封中漏出，在原盤根密封腔中間加裝一個隔環(huán)，將密封腔分成兩部分，內(nèi)側(cè)設(shè)置反向氣體密封，密封操作壓力略高于旋閃主機(jī)內(nèi)的工作風(fēng)壓，外側(cè)部分仍用盤根密封，防止反向密封氣體外漏。
　　3　改造效果
　　2003年6～8月間分別對生產(chǎn)線上的3臺旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)喂料螺旋主軸密封進(jìn)行改造，方法簡單，沒有更換任何零部件，更未改動設(shè)備本體，每臺設(shè)備改造的總費(fèi)用約460元，改造工期不足7h。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)改造后，各項(xiàng)工藝指標(biāo)控制穩(wěn)定，3套烘干系統(tǒng)產(chǎn)能共提高了約1.2 t/d。改造后的密封裝置至今無任何故障，實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)操作，節(jié)約了檢修費(fèi)用，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。