催化劑制備裝置攪拌密封改造

李芳娟(長嶺煉化岳陽工程設計有限公司，湖南 岳陽 414000)

催化劑制備裝置攪拌密封改造

李芳娟(長嶺煉化岳陽工程設計有限公司，湖南 岳陽 414000)

本文以某廠新建催化劑制備裝置攪拌密封泄漏改造設計為依托，著重分析攪拌密封裝置在工作過程中出現(xiàn)泄漏和失效的主要原因，并根據(jù)實際工況和密封泄漏原因分析對攪拌裝置提出整改方案，有效解決密封泄漏問題使催化劑制備裝置平穩(wěn)的運行。

催化劑制備；攪拌密封；氈圈油封；旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈

某廠新建加氫催化劑及配套生產(chǎn)裝置，在催化劑成交工序中某生產(chǎn)部分同一區(qū)域約30臺攪拌設備，在開工運行不到一個月時間，相繼15臺攪拌設備軸承損壞、軸承潤滑脂耗量高，生產(chǎn)的中間產(chǎn)品不合格，設備停工檢查發(fā)現(xiàn)攪拌密封泄漏，大量潤滑脂漏入攪拌罐內(nèi)導致中間產(chǎn)品不合格。

1 攪拌設備簡介及故障情況

催化劑制備裝置成交工序該區(qū)域所用的30臺攪拌設備均為常壓攪拌設備，操作溫度100℃～120℃，攪拌裝置中攪拌軸的設計主要為懸臂軸和單跨軸，而攪拌密封產(chǎn)生泄漏的主要是采用單跨軸設計的攪拌裝置。

根據(jù)設備檢維修現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，軸承箱中圓錐滾子軸承偏磨比較厲害，底部塑料軸承偏磨明顯，裝配氈圈油封處的軸承箱并未有明顯磨損痕跡，氈圈油封稍有偏磨，氈圈油封以下的攪拌軸布滿潤滑脂。

2 泄漏原因分析

(1)攪拌軸安裝問題 單跨攪拌軸需要在設備內(nèi)部設置中間軸承或底軸承優(yōu)化攪拌軸的設計，但給攪拌軸的安裝帶來了一定難度。除了需要調(diào)整機架與罐頂支撐的垂直度外，還需要保證單跨軸底軸承座在同一垂線上，并保證下攪拌軸與底軸承座的安裝間隙，避免下攪拌軸壓在底座上。發(fā)生泄漏的攪拌設備均是單跨攪拌軸，根據(jù)檢維修現(xiàn)場拆裝情況，單跨軸安裝對中存在較大問題，由于安裝誤差的累計，致使攪拌軸在運行過程中偏心嚴重，對上部圓錐滾子軸承、底部塑料軸承偏磨嚴重，導致軸承箱軸承損壞、氈圈密封失效泄漏。

(2)攪拌裝置軸承箱熱分析 攪拌軸的安裝問題導致圓錐滾子軸承嚴重偏磨、軸承箱氈圈密封磨損密封不嚴。圓錐滾子軸承的偏磨使軸承箱中的潤滑脂溫度不斷升高，同時由于攪拌設備的操作溫度比較高，攪拌軸的溫度幾乎與介質(zhì)溫度相當，在這種高溫環(huán)境下的潤滑脂融化從氈圈密封磨損處不斷泄漏，直接導致潤滑脂耗量高、軸承偏磨干磨致使軸承損壞、潤滑脂與設備操作介質(zhì)混合致使中間產(chǎn)品不合格。

(3)軸承箱密封分析 氈圈密封是在軸承箱體槽內(nèi)填以氈圈，阻塞間隙，到達密封的目的。適用于一般低速機械，主要密封潤滑脂、潤滑油，適用溫度一般不超過100℃。按攪拌設備操作工況和氈圈密封適用范圍，攪拌設備原軸承箱密封設置不盡合理，攪拌設備的操作溫度已經(jīng)達到或超過氈圈密封使用溫度上限，再加上單跨攪拌軸安裝問題導致軸承箱溫度聚集，進一步惡化氈圈密封的使用環(huán)境，多因素累積最終導致氈圈密封全面失效。綜上所述，攪拌裝置密封泄漏、軸承損壞、中間產(chǎn)品不合格其根本原因在于攪拌軸安裝和密封設計不合理。單跨軸安裝偏心嚴重，從而導致軸承磨損，其偏磨與干磨又導致潤滑脂融化泄露，進一步影響中間產(chǎn)品的合格率。

3 改進措施及效果

根據(jù)該生產(chǎn)單位的具體情況和現(xiàn)場條件，為減少施工難度和檢修周期，決定在軸承箱氈圈密封下部增加旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈輔助油封結(jié)構(gòu)，且對所有存在問題的攪拌設備重新調(diào)整單跨軸的底軸承座、機架與支撐結(jié)構(gòu)三者之間的對中度，盡量減少單跨軸偏心安裝帶來的問題。

(1)增加旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈輔助油封 目前攪拌裝置軸承箱由于工作條件和攪拌軸安裝問題導致潤滑脂融化，氈圈密封不能有效密封軸承箱的潤滑脂，因此在軸承箱氈圈密封下部增加旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈輔助油封結(jié)構(gòu)，使軸承箱密封由單一的氈圈密封變?yōu)榻M合式密封結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈選用帶副唇有彈簧的骨架型油封結(jié)構(gòu)，在自由狀態(tài)下油封內(nèi)徑比軸徑小，有一定的過盈量，油封裝到軸上后其主唇與副唇的壓力和自緊彈簧的收縮應力對密封軸產(chǎn)生一定的徑向抱緊力，阻隔泄露間隙，達到密封目的，對設備的振動和軸的偏心都有一定的適應性，采用聚四氟乙烯材料耐磨性好，且可用于150℃的溫度環(huán)境。攪拌裝置軸承箱增設該密封以后提高了密封的可靠性。

(2)調(diào)整攪拌裝置安裝誤差 根據(jù)現(xiàn)場攪拌密封改造后的情況制定合理的攪拌安裝方案。首先核實校準攪拌軸的鉛錘度及徑向跳動，達標以后再裝配軸承、密封、軸承箱、上部聯(lián)軸器等，然后再與機架、機架安裝底座進行裝配，并調(diào)整機架與機架底座的水平度要求，鎖定攪拌軸，安裝減速機，以確保攪拌裝置的整體運行效果。重新以攪拌軸為基準安裝底軸承座，底軸承座焊接前要確保軸套與護套的同軸度，首先將支腳點焊，手動盤車后再次檢查攪拌軸的鉛錘度、密封處攪拌軸的徑向擺動，確保各項檢查達標以后再將支腳焊接牢固。所有攪拌裝置安裝完畢以后應進行開車試驗，在運轉(zhuǎn)試驗間著重監(jiān)測攪拌密封部位的溫升，攪拌軸的跳動以及異常情況，如有異常應立即停車排出相關(guān)故障。整個系統(tǒng)試車完畢后正式投產(chǎn)前再對攪拌設備進行一次釜內(nèi)檢查，檢查新增密封部位是否有異常摩擦與潤滑脂泄漏等異常情況。

(3)改進后的效果 從裝置攪拌密封改造以后運行至今，攪拌設備運行平穩(wěn)，生產(chǎn)的中間產(chǎn)品合格率滿足裝置生產(chǎn)要求，攪拌軸承箱氈圈密封泄漏得到有效的控制，圓錐滾子軸承使用壽命提高，解決了裝置平穩(wěn)運行的難題。

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