當前位置首頁 > 行業資訊 > 技術應用 > 正文

H_2S風機密封結構分析與設計

發布日期:2017-06-05 來源: 風機產業網 查看次數: 283
核心提示:  合肥通用機械研究院為某石油化工企業研制了H2S風機,該風機主要技術參數為:流量:溫度:常溫;輸送介質為混合氣體,主要成份為空氣、氮氣,含少量H2S氣體。  由于風機流量小、壓力高,且H2S氣體具有

  合肥通用機械研究院為某石油化工企業研制了H2S風機,該風機主要技術參數為:流量:溫度:常溫;輸送介質為混合氣體,主要成份為空氣、氮氣,含少量H2S氣體。

  由于風機流量小、壓力高,且H2S氣體具有強腐蝕性,并有劇毒,空氣中允許的濃度為0.01mg/L,因此為了保證操作人員的安全,要求密封絕對可靠,即要求風機的外泄漏量為零,這樣密封結構的設計成為該風機研制的關鍵之一。

  2密封結構分析風機中最廣泛使用的迷宮密封和填料密封,盡管具有安裝調試簡單、制造方便、成本低、壽命長等優點,但是不論其結構形式如何,由于其只能減少氣體的泄漏量,不能阻止少量氣體向外泄漏,達不到絕對密封的目的,因此H2S風機不能選用這類密封。

  根據以前化工風機密封設計和使用經驗,H2S風機可以采用骨架密封、機械密封或抽、充氣密封。

  21骨架密封該密封結構如所示,在葉輪軸盤和主軸上各安裝一個橡膠骨架油封,為了利用風機介質壓力幫助密封,油封唇邊朝向風機內安裝。這種密封屬于接觸式密封,在兩個骨架油封之間充滿黃油,以提供骨架油封的潤滑,減少骨架油封的摩擦和磨損。

  由于風機轉速高,為防止油封在高的線速度下產生老化、龜裂和損壞,骨架密封材料選用氟橡膠。此種密封的優點是結構簡單密封組件的制造成本低。氟橡膠骨架油封可以選用標準件,密封價格較低。這種密封的磨擦耗功也較少。

  在風機不工作時,密封可以承受20000Pa內壓而不向外泄漏。

  H2S風機使用該密封有以下缺點:該密封要求與密封唇部接觸的軸和葉輪軸盤的表面粗糙度為0.8~3……m,葉輪制造時,軸盤粗糙度一般難以滿足該要求,風機運行時,軸盤密封處的線速度高,因此,就會使葉輪軸盤處的橡膠骨架油封唇口磨損過快,造成泄漏。

  密封與葉輪的安裝同心度要求比較高,軸封允許的偏心量小于0.2mm,如同心度達不到要求,將造成氟橡膠骨架油封唇口與軸接觸不均,容易產生泄漏。此外,安裝同心度達不到要求,油封的偏磨會使密封很快失效。

  骨架密封維護較困難。一般情況下,骨架密封使用壽命可以達到一年左右,更換密封時需要拆卸風機前蓋板和葉輪,密封維護費時費力。

  2.2機械密封機械密封己經在各種離心式、軸流式壓縮機,鼓風機,螺桿冷凍機,離心制冷機,羅茨鼓風機,往復壓縮機和各種栗中廣泛采用。且其密封性能可靠,使用壽命較長,功率消耗少,維修周期長,能滿足多種特殊工藝的需要,可在高速、高溫、高壓、低溫、高真空、易燃易爆、有毒有害、腐蝕性、放射性以及貴重介質等條件中應用。

  機械密封不僅是一種可靠的動密封,在一定的內壓下,它也是一種可靠的靜密封。密封系統安裝密封液循環系統或高位油箱后,即使風機不工作,也可以承受(0~100kPa)的風機靜壓而對外不泄漏。

  H2S風機也可以采用集裝式或非集裝式機械密封(),早在40年前,合肥通用機械研宄院就在H2S鼓風機上成功使用了雙端面機械密封。

  (1)機械密封檢修困難,維修不便。檢修或更換密封時,首先需要拆除風機連接管道,打開風機機殼,拆出風機葉輪,拆下電機,拉出軸承座,然后才可以檢修或更換新密封。為了更換一只密封,風機幾乎重新組裝了一次,用戶更換密封非常困難。對于化工行業用風機,大多數葉輪材質為不銹鋼,因為更換密封而反復拆裝葉輪,不僅費時費力,還特別容易損傷葉輪。

  I中丨(h)非集裝式機械密封結構機械密封結構示意()機械密封安裝精度要求非常高,安裝時要求軸承座中心與風機機殼密封部件中心的同心度小于0.10mm,軸承座中心與風機機殼垂直度小于0.10mm.鼓風機、壓縮機和栗的殼體大多數由鑄件經過精密加工而成,殼體剛性好,密封安裝部位的加工精度完全可以達到要求。而風機殼體大多數是板材焊接結構,殼體剛性較差,加工變形大,不論是同心度還是垂直度,加工時都很難達到機械密封所要求安裝精度。此外,機械密封對檢修人員的技術要求較高,密封檢修或更換時稍微安裝不好,達不到機械密封所要求的安裝精度,將縮短密封使用壽命。

  機械密封系統對操作和控制要求較高,特別是對工作可靠性要求非常高的化工風機,需要帶有密封液循環系統。

  密封液循環系統往往還帶有冷卻器、濾清器、止逆閥、降壓閥等多個部件,結構復雜。且其對控制要求較高,為了確保機械密封不會因干摩檫而燒毀,機械密封還要求在風機啟動前預先啟動密封液循環系統。為防止密封液壓力不夠,還需要一套壓力自動控制系統,需要安裝有關檢測、調節、報警儀表。

  當采用高位油箱()取代密封液循環系統時,需要將高位油箱置于密封裝置上方的一定高度,利用油箱中液柱高度H控制密封油與工作氣體之間的壓力差~((0.2―0.4)父10),即:Pg*密封氣體壓力,PaP密封油的密度,kg/m3按照H2S風機靜密封和動密封的要求,根據上式計算,H2S風機高位油箱高度需要4m.高位油箱高度超過2m后,無論加油、觀察油面均不方便。因此,H2S風機采用密封液循環系統太復雜,采用高位油箱也不太合適。

  高d罐體機械密封腔體機械密封密封液循環系統(不帶泵)2.3抽氣、充氣密封迷宮密封中常采用所示的抽氣、充氣密封阻止工質向外泄漏。采用充氣密封時,在兩組密封之間加入充氣口,將壓力高于工質壓力((0. 2~0.3)X105Pa)的輔助密封氣體充入兩組密封之間,以阻止風機內的氣體向外泄漏。

  輔助密封氣體可以選用對風機輸送氣體無影響的氣體,如空氣、氮氣、二氧化碳等。

  與油接觸的氣體的密封。

  抽氣密封是在兩組密封之間的空腔接通真空泵,從風機內漏出的氣體與從大氣漏來的少量空氣混合后,由真空泵抽走,以達到工質不漏向大氣的目的。這種密封需要輔助的真空泵或抽真空設備。

  迷宮密封是非接觸密封,如抽氣、充氣裝置發生故障,介質對外泄漏將比較嚴重。此外,迷宮密封的更換也比較困難。

  (b)抽氣密封充氣密封與抽氣密封3組合密封設計(三瓣環碳環密封+抽氣密封+充氣密封)針對上述各種密封的不足,根據合肥通用機械研宄院化工風機密封的設計使用經驗,作者設計了一種組合密封,是由三瓣環碳環密封+抽氣密封+充氣密封組合而成。

  3.1三瓣環碳環密封三瓣環密封和六瓣環密封()常用于往復壓縮機活塞桿的密封。由于六瓣環密封結構較復雜,制造難度大,風機中大多使用三瓣環密封。

  該密封原理很簡單,分瓣密封環靠拉伸彈簧的壓力緊套在被密封軸套上,同時,靠氣體的壓力緊貼在密封殼體的研磨面上,以阻止氣體從軸向、徑向泄漏。三瓣環的徑向切口留有一定的空隙,在拉伸彈簧的壓力的作用下,三瓣環密封內圈磨損后可以自動補償。三瓣環密封屬于接觸式密1充封碰適A合于ei燃碰、有毒或不能滓封少量氣體向外泄漏的問題。單獨使用時不姑能滿足H2S風機嚴格的密封要求。

  (a)三瓣密封環三瓣與六瓣環密封由于石墨具有良好的耐腐蝕性、耐熱性和自潤滑性,摩擦系數、線膨脹系數小、導熱系數高、加工性能好等性能,分瓣密封環一般使用石墨制造。

  三瓣環碳環密封最大的優點是檢修非常方便,由于密封殼體幾乎不會損壞,更換密封時,僅需要更換三瓣環密封碳環,不需要拆除風機進風口的連接管道、風機葉輪、軸承座和電機。通常1~2h可以完成全部三瓣環密封碳環的更換。

  3.2組合密封(三瓣環碳環密封十抽氣密封十充氣密封)組合密封是將幾種不同形式的密封在同一密封部位聯合使用,相互取長補短,滿足使用要求。

  根據H2S風機的密封要求,設計了所示的新型組合密封(三瓣環碳環密封十抽氣密封十充氣密封)。

  該組合密封的密封原理很簡單,在兩組三瓣環碳環密封之間加入抽氣口,通過管道將抽氣口連接到風機進口,利用風機進口產生的負壓,使泄漏的氣體流入風機進口。

  為了確保工質絕對不向外泄漏,組合密封中又在三瓣環碳環密封之間加入了充氣口,使用外接氣源(氮氣或空氣)通入充氣口,因為充氣的壓力高于風機出口壓力,這樣保證被密封的氣體不會向外泄漏。

  t抽氣(接風機門)大氣側風機葉輪側+充氣(接外接氣源)組合密封示意充氣密封所需的充氣量根據風機壓力、碳環密封的數量和位置等計算確定,H2S風機所需的充氣量約為3~5m3/h.抽氣口和充氣口位置、所需要碳環密封的數量均根據風機的壓力和密封泄漏量要求經過計算確定。

  組合密封結構簡單,維護方便,同時使用充氣和抽氣密封后,無論抽氣密封或充氣密封任一失效,均可以確保工質絕對不向外泄漏,完全滿足H2S風機密封的要求。

  4實際應用合肥通用機械研宄院為浙江腈綸廠和蘭州石化等企業設計、生產的不銹鋼風機,原采用機械密封,密封效果雖然很好,但是用戶維護更換機械密封困難,后來改用組合密封(三瓣環碳環密封十充氣密封),使用效果理想。

網頁評論共有0條評論

冰球简笔画 震惊 妻子要先赚钱拒生孩子 卖水果沙拉赚钱不 孝感卡五星麻将群 自己赚钱能力 刺激战场以什么赚钱 学习赚钱的app qq空间捕鱼王在线玩 麻将游戏赚钱提现 丝芙兰官网代购怎么赚钱 如今什么小吃最赚钱 怎样在哪个网站上写小说赚钱 微信红包赚钱到支付宝 c9999彩票首页 雀魂麻将客户端 听首歌也可以赚钱的 网文网站怎么赚钱