淺談PAP PLUS系列離心式空壓機漏油的治理

何湘岳

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

貴冶動力車間雜用空壓機是向全廠提供公用壓縮空氣的設(shè)備，即給一般的氣動設(shè)備以及設(shè)備清掃、燃油噴咀等設(shè)備供氣。隨著工廠生產(chǎn)規(guī)模的擴大，對雜用風的需求量增加，動力車間1#動力中心工段原來的三臺往復式空壓機的容量遠不能滿足要求，經(jīng)過充分論證后，先后加裝了三臺JOYC－8系列及兩臺PAP PLUS系列離心式空壓機。由于空壓機長時間連續(xù)運行，加之密封元件的老化現(xiàn)象及設(shè)計上的缺陷，PAP PLUS系列空壓機(7#雜用)大齒輪軸封、齒輪箱底座等處出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。不僅造成潤滑油的浪費及現(xiàn)場環(huán)境的污染，同時對設(shè)備的運行造成一定的安全隱患。

2 PAP PLUS系列離心空壓機密封方式及漏油分析

PAP PLUS系列離心式空壓機大齒輪聯(lián)軸器側(cè)油封是采用剖分式橡膠軸封，由于空壓機長時間連續(xù)運行，油封存在磨損及老化現(xiàn)象，從而致使大齒輪聯(lián)軸器側(cè)油封處出現(xiàn)漏油(圖滲漏點A處所示)。小齒輪軸封是采用迷宮式雙碳環(huán)密封，由于轉(zhuǎn)速很高，(7#雜用低速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速27374r/min，高速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速39236r/min)，為防止軸封處泄漏，在每級小齒輪軸封上設(shè)計了一路正壓，即引入一路壓縮空氣經(jīng)調(diào)壓閥調(diào)壓后進入每級小齒輪軸封，從而加強了軸封處的密封性[1]。但與此同時，隨著小齒輪軸封的磨損，壓縮空氣通過軸封進入齒輪箱和油箱，再通過油霧過濾器排走，這就使齒輪箱及油箱處于“正壓”狀態(tài)，造成了油箱回油管及油泵入口管等靜密封處容易出現(xiàn)漏油(圖滲漏點B、C所示)。空壓機結(jié)構(gòu)示意簡圖如下:

3 治理滲漏點的解決方案

3.1 采用常規(guī)治理滲漏點的方法及劣勢

對于大齒輪聯(lián)軸器側(cè)油封出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，常規(guī)辦法一般采取更換橡膠油封才能徹底解決漏油問題，但所需備件費用高且需停機處理。對于油箱回油管及油泵入口管等靜密封處漏油問題，常采用以下幾種方法:

圖1 PAP PLUS系列離心空壓機結(jié)構(gòu)示意簡圖

(1)制作定型法蘭夾具加固，即按泄漏壓力、溫度及泄漏部位來設(shè)計夾具。

(2)扎鋼帶法，用厚度1～2mm的不銹鋼帶在泄漏處扎上一圈。

(3)填堵法，即往泄漏部位注入密封劑消除泄漏[2－3]。以上幾種方法雖然能解決一般的靜密封漏油問題，但對于處在“正壓”狀態(tài)下的空壓機齒輪箱及油箱，密封效果并不佳且維持時間不長。

3.2 一種既經(jīng)濟又實用解決滲漏點的方法及原理

經(jīng)過現(xiàn)場分析和論證，充分利用現(xiàn)場資源，以壓縮空氣為動力，設(shè)計一氣體射流泵使齒輪箱和油箱始終處于“負壓狀態(tài)”，從而從根本上徹底解決大齒輪聯(lián)軸器側(cè)油封、油箱回油管及油泵入口管等靜密封處的漏油問題。氣體射流泵主要由噴嘴、喉管入口、喉管、和擴散管等組成(如下圖所示)。其工作原理為:當具有一定壓力的工作流體通過噴嘴以一定速度噴出時，由于射流質(zhì)點的橫向紊動擴散作用，將吸入管的空氣帶走，管內(nèi)形成真空，齒輪箱及油箱內(nèi)的低壓空氣被吸入，兩股流體在喉管內(nèi)混合并進行能量交換，工作流體與被吸流體分子間相互碰撞，工作流體的速度減小，被吸入的低壓空氣流速增加，在喉管出口二者趨近一致，壓力逐漸增加，混合流體通過擴散管后，大部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能，使壓力進一步提高，最后經(jīng)排出管排出[4－5]。射流泵示意簡圖如下:

圖2 射流泵示意簡圖

4 設(shè)計氣體射流泵的基本理論及依據(jù)

射流泵各零部件的尺寸應根據(jù)現(xiàn)場實際要求所設(shè)計，各零部件尺寸決定射流泵效率的高低，設(shè)計時應參照射流泵基本理論及依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場具體要求綜合考慮。

4.1 射流泵主要參數(shù)

工作流體流量q1;被輸送流體流量q2;總流量q3=q1+q2;工作揚程h1:單位重量工作流體和被輸送流體在各自的進口處所具有的能量的差值;射流泵揚程h2:單位重量被輸送流體通過射流泵所獲得的能量;噴嘴出口面積f0;喉管面積fb;射流泵安裝高度Zs。

4.2 射流泵基本方程

對混合室(喉管)應用動量方程:

(忽略a和b點的高度差，并將a點的高度定為0)

φ2:喉管流速系數(shù):φ2=0.975

對被輸送液體進口到a-a斷面用伯努利方程：

φ3:擴散管流速系數(shù)。φ3=0.9

由以上得出射流泵揚程比

5 射流泵安裝位置

射流泵設(shè)計好后選擇安裝在離心空壓機油霧過濾器上，這樣既保證了油箱與齒輪箱始終處于“負壓”狀態(tài)，解決了漏油問題，又起到油、氣分離的作用，使隨空氣吸入的潤滑油霧經(jīng)過油霧器收集后返回油箱。在射流泵工作氣源上安裝一閥門，根據(jù)實際需要便于調(diào)節(jié)氣壓大小。射流泵現(xiàn)場安裝示意圖如下:

圖5 射流泵現(xiàn)場安裝示意圖

6 結(jié)語

1#動力中心PAP PLUS系列離心式空壓機增設(shè)射流泵后，通過實踐運行，原滲漏點得到徹底治理，現(xiàn)場環(huán)境得到很大改善，節(jié)省了潤滑油，延長了軸封使用壽命，節(jié)約了備件、材料和維修費用，杜絕了空壓機因軸封漏油導致停機檢修的現(xiàn)象，保證了設(shè)備的安全順行。由于此射流裝置對一般的箱體、軸承座滲漏點都能取得很好的治理效果，故目前此射流裝置已應用到JOYC－8系列離心式空壓機及反應塔送風機上。

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