高永亮　田嶽　劉慶亮
（金川集團（tuán）股份有限公（gōng）司檢修分公司）

　　摘（zhāi）　要：本文通過德國KKK公司生（shēng）產的（de）SFL16A型風（fēng）機軸承箱密封處漏油故障，討論了大型旋轉類（lèi）設備軸承箱徑向直通齒形密封處漏油故障分析及技術改進（jìn）。
　　關鍵詞：軸承（chéng）箱；直通（tōng）式迷宮齒形密封；漏油；毛氈
　　1、前言
　　金川集團股份有限公司化工廠35萬噸硫酸係（xì）統SO₂風機係2006年投入運行。該風機由德國KKK公司生產，型號為（wéi）SFL16A，輸出功率3650KW，Z大轉速3200r/min。該風機的主要作用是將冶煉煙氣引（yǐn）入製酸係統的各個工序，以完成工藝的需求。該風機自2010年（nián）9月開始出現軸承箱密封處潤滑油滲漏現象，且隨著風機運行，潤滑（huá）油滲漏現象逐漸（jiàn）加劇。至2014年，軸承箱潤（rùn）滑油漏油現象已經影響到風機的穩定運行，需要生（shēng）產操作人員定期添加風機潤滑油，以維持潤滑油路的正常油位及油（yóu）壓（yā）。
　　大型旋轉軸（zhóu）設備軸封處漏油問題普遍存在，尤其是大直徑風機在這方麵（miàn）的問（wèn）題尤為突出。一些風機自投入使用以來，泄漏問題嚴重，一直得不到有效（xiào）解決，既造成了經濟浪費又（yòu）汙染環境、嚴重威脅安全正常生產。已成為急待解決的科研課題（tí）。
　　2、軸承箱漏（lòu）油的原因分析
　　該風機（jī）軸承箱漏油部位（wèi）位於軸承箱密封處，軸承箱內潤滑油沿軸頸滲漏。35萬噸風機軸承箱密封采用徑向直通式迷宮齒形密封，密封材質（zhì）為鋁製合金。 　　直通式（shì）迷宮齒形密封的原理；直通式迷宮齒形密封（fēng）被做成各種形狀的曲折通道，通過增（zēng）加潤滑（huá）油流動的（de）局（jú）部動能損失來減少潤滑（huá）油的泄漏量。潤滑油從高（gāo）壓（yā）側以極高的流速流經（jīng）節流窄縫，再進入迷宮腔膨脹，隨後，流體在空腔（qiāng）內產生強烈漩渦（wō），使能量耗散，從而降低壓（yā）力，以消耗流體流經窄縫形成的動能，在進入下一個密封齒之前，動能部分轉化為（wéi）壓力，使得壓力（lì）略微升高（gāo）。接著，流體進入下一個密封齒，流束再次收縮，如此循環，使壓力階梯式下降，如此經過多次節流和膨脹產生阻力，阻止流體向外泄漏（lòu），借以達到密封的目的。
　　經分析，引起漏油現象的原因為風機運行造成密封的正常磨損，且（qiě）現用密（mì）封為國產化備（bèi）件，與原有備件（jiàn）在外形上存在差異（原裝備件為燕尾形式，國產化（huà）備件為直角邊形（xíng）式），經風機長期（qī）運行與拆裝，產生密（mì）封變形、與轉子之間（jiān）間隙（xì）增大等現象，致使密封不良，引起漏油。 　　35萬噸風機軸承箱密封結構如上圖（tú）所示，由兩組齒型環（huán）狀密封和（hé）內、外密封擋（dǎng）板（bǎn）組成。密封（fēng）牙頂與轉子主軸麵有極（jí）小的間隙，使密封組件內部形（xíng）成節流（liú）窄縫和迷（mí）宮腔體。當軸承箱內潤滑油（yóu）以極（jí）高的流速流經節流窄（zhǎi）縫，再進（jìn）入迷宮腔，以消耗潤滑油流經窄縫（féng）形成的動能，如此經過多次截流產生阻力，阻止潤滑油向（xiàng）外泄漏。
　　在風機轉子吊出前，使用塞尺測量兩端密封牙（yá）頂與轉子軸麵間隙（xì）（軸承箱結合麵處）分別為（wéi）1.10mm/1.05mm，此數值（zhí）遠大（dà）於風機運行時轉子跳動量0.15-0.20mm。實（shí）際上，由（yóu）於風機長周期運（yùn）行，長時間的高溫環境與油（yóu）脂侵蝕，再加上檢修更換的轉子（zǐ）之（zhī）間（jiān）軸徑存在（zài）一定的製造誤差，使得密（mì）封牙頂部出現腐蝕或摩擦損耗，導（dǎo）致密封牙頂（dǐng）與軸麵間隙增大，密封的截流（liú）效果降低，Z終導致漏油。
　　3、造成直（zhí）通式迷宮齒形密封失效的因素
　　3.1、密封設計不合理（lǐ）
　　該風機在以（yǐ）往的檢修中更換過齒形密封的密封條，在密封條加工時，技術人員因（yīn）考慮密封條強度，設計（jì）的密封條迷宮腔體較小，使得流（liú）體進入腔體後不能產生有效漩渦，進而造成流體動能不夠能有效釋放，Z終導致潤滑油滲漏。
　　3.2、長周期運行的正常磨損
　　由於風機是整個製酸係統中提供煙氣動能的關鍵設備，長周（zhōu）期（qī）的運行勢（shì）必造成（chéng）風（fēng）機軸承箱密封（fēng）部件的正常磨損；在風機運行初期（qī），由（yóu）於風機轉子主軸表麵（miàn）與直通式迷宮密封牙頂間隙較小，一般保持（chí）在0.15~0.30mm以內。但隨著風機運行及風機檢修更換轉子（zǐ），轉子主軸軸（zhóu）頸的加工偏差，導致轉子主軸與密封牙頂磨損造成間（jiān）隙增大，Z終導致漏油現象。
　　3.3、潤滑油對密（mì）封牙頂的油蝕
　　風機潤滑油長期使用發生變質，產生酸性物質，或風機長期（qī）處於酸性煙氣環境，造成酸性物質混入（rù）潤滑油，導致潤滑油腐蝕密封表麵，從而造成密封牙頂與轉子主軸間隙增大，產生（shēng）漏油。
　　4、改進方案
　　由於軸承箱迷宮式密封（fēng）無備件，且鋁製合金材質的密封易變型（xíng），不能進行調整。因此，通過討論，決（jué）定在外密封擋板與軸承箱體之間加（jiā）環形（xíng）毛氈，利用毛氈的縮絨、抗震特性，起到（dào）進一步封油作用。
　　氈圈密封的設計結構非常簡單（dān）且（qiě）形（xíng）式（shì）較多，能適應的軸轉速的範圍很廣，並且在安裝時與（yǔ）軸的表麵形成（chéng）緊密的接觸（chù）而不會產生很大（dà）的接觸壓力。設計時密封腔底部擋環（huán）與軸之間的（de）實際（jì）運轉間（jiān）隙必須嚴格控製。一般間隙在0.25~0.40mm以內，否則氈圈磨損（sǔn）嚴（yán）重。35萬噸風機改造如下圖所示： 　　軸承箱外密封擋板是通過螺絲與（yǔ）軸承箱固定的，拆卸外密封擋板，並（bìng）清理油漬、雜質。將毛氈剪裁成半（bàn）圓環型，分別加在軸承箱上（shàng）、下擋板（bǎn）之間。毛氈頂部高出密封牙（yá）頂約1.5mm，使毛氈起到進一步封油作用。應用此方法，可能會使轉子高速轉動過程中與毛氈摩擦產生熱量，使轉子軸表麵溫度升高，因此，需要風機運行後不斷進行監測，防止軸溫過高。 　　5、運行狀態分析及結論（lùn）
　　SFL16A型風機（jī）未帶煙氣試車，風（fēng）機轉子（zǐ）轉速1836r/min，風（fēng）機各項數據正常，運行平穩（wěn），軸承箱風機端密封處無漏油現象（xiàng）。SFL16A型風機帶煙氣運行，風機轉子轉速（sù）2781r/min，風機各項數（shù）據正常，運行平穩，軸承箱風機端密封處無漏油現象。綜上所述，風機運行時，潤滑油經過直通式齒形密封的減壓後，在毛氈進一步作用下（xià），達不到滲漏所需的壓力條件。由此可（kě）見，具有彈性、耐（nài）磨特性的毛氈可以適用於高速旋轉設備的密封，取得了一定效果（guǒ）。
　　由於大軸徑的引風機功率較大，葉輪較大，任何改進方案都必須審慎從事，三（sān）思而後行。要反複考慮改造後可能帶來的意（yì）外（wài）不良（liáng）後果。如軸溫是否會增高（gāo），摩擦阻力是否會增大（dà），功耗是否增大等。起動前，必須先盤車，嚴格按操作規程進行操作。
　　參考文獻
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