據統(tǒng)計，泵、風機等的故障中47%屬于機械密封故障。因此，正確地設計和選用機械密封對提高泵和風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窯煤氣升壓風機，由于機械密封故障造成非正常停機時有發(fā)生。另外，經常更換密封件，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，提高煤氣升壓風機的工作效率，降低維修成本等問題，對該風機的機械密封進行了合理的改造。

1 煤氣升壓風機的有關工作參數

風機的現(xiàn)場工作參數如表1所示。

表1

　　風機的機械密封參數如表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，導致機械密封加速失效。

2 現(xiàn)用機械密封分析

該風機原裝的機封為日本PILLAR公司生產的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，是機封的第一代產品。該機封的結構特點是多彈簧作為動環(huán)的補償力，這對彈簧的材質和壓縮量要求很高。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，一般不單獨供應機封。而我們的國情不同，寶鋼是單獨買機封，供應商沒有售后服務項目，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

根據回轉窯煤氣升壓風機的工況條件，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品，其集裝式機械密封的設計具有如下優(yōu)點：

①集裝式設計，安裝簡便可靠，無人為安裝誤差;

②平衡型密封環(huán)設計，能承受較高的壓力;

③靜環(huán)補償機構，可以補償壓蓋端面與軸的不垂直度;

④模塊化設計，零部件易于更換，安裝簡便;

⑤內置小彈簧不與介質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。這種產品是環(huán)保產品，機械密封的設計壽命為3年，如果風機運行穩(wěn)定，則機械密封壽命理論上還可延長。

回轉窯煤氣升壓風機的機械密封用的隔離液是不能泄漏到工作介質和環(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的環(huán)境，允許隔離液的壓力大于工作介質的壓力。該產品金屬部分采用優(yōu)質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，材質耐磨，散熱性好，和石墨是一對很好的摩擦副;O型圈材質是乙丙橡膠。

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)風機內部零件結構的調整

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機的要求因安裝、運轉或設備本身所產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是光滑的;

②確認軸的直徑在公差范圍內(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，否則應調整。

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，測量頭放于端面，測量出垂直度不得大于0.3mm，否則應加以調整;

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

4 效果評價及推廣

對回轉窯煤氣升壓風機的機械密封進行了改造后，繼續(xù)對此項目進行跟蹤，經現(xiàn)場嚴格考核效果較理想。煤氣升壓風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)有限公司在寶鋼設有售后服務，解決了用戶的后顧之憂。由此引伸，寶鋼的泵、風機等因密封失效而引起的故障率很高，如果能夠將此經驗加以推廣，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，更換密封結構后，綜合效益將大大提高。

參考文獻

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