据统计，泵、风机等的故障中47%属于机械密封故障。因此，正确地设计和选用机械密封对提高泵和风机的可靠性起着重要的作用。宝钢股份公司的炼钢焙烧回转窑煤气升压风机，由于机械密封故障造成非正常停机时有发生。另外，经常更换密封件，机封昂贵的价格也使维修成本居高不下。为了从根本上解决跑、冒、漏，改善工作环境，提高煤气升压风机的工作效率，降低维修成本等问题，对该风机的机械密封进行了合理的改造。
1 煤气升压风机的有关工作参数
风机的现场工作参数如表1所示。
表1
风机的机械密封参数如表2所示。
表2
则线速度为：
由于线速度较高，使接触部位的磨损加剧，导致机械密封加速失效。
2 现用机械密封分析
该风机原装的机封为日本PILLAR公司生产的A3-JF/B1-J两部件式的机械密封。该机封是多弹簧式的双端面机械密封，采用背靠背的排列方式，是机封的第一代产品。该机封的结构特点是多弹簧作为动环的补偿力，这对弹簧的材质和压缩量要求很高。在安装时，对安装人员的技能要求较高。在国外通常机封是随主机提供给客户的，一般不单独供应机封。而我们的国情不同，宝钢是单独买机封，供应商没有售后服务项目，因此无法保证安装精度，大大降低了机封的可靠性，在使用当中经常发生故障。主要表现为泄漏量大、磨损快、寿命短。
3 机械密封改造方案
(1)机械密封的选型
根据回转窑煤气升压风机的工况条件，分析选用AES公司提供的CDSATM集装式机械密封。这种型式的机封是机械密封的第三代产品，其集装式机械密封的设计具有如下优点：
①集装式设计，安装简便可靠，无人为安装误差;
②平衡型密封环设计，能承受较高的压力;
③静环补偿机构，可以补偿压盖端面与轴的不垂直度;
④模块化设计，零部件易于更换，安装简便;
⑤内置小弹簧不与介质接触而不会堵塞或腐蚀;
⑥轴或轴套无磨损，可以减少维修费用，降低电机功耗。这种产品是环保产品，机械密封的设计寿命为3年，如果风机运行稳定，则机械密封寿命理论上还可延长。
回转窑煤气升压风机的机械密封用的隔离液是不能泄漏到工作介质和环境中的，但压力较低，整体工况条件比较好。CDSATM是一款双端面的机械密封，用于密封易燃、易爆和有腐蚀性工作介质的环境，允许隔离液的压力大于工作介质的压力。该产品金属部分采用优质316LSS不锈钢;动环采用三种石墨，具有良好的自润滑性和散热性;静环采用碳化硅，材质耐磨，散热性好，和石墨是一对很好的摩擦副;O型圈材质是乙丙橡胶。
最终确定机封的规格如表3所示，其中CDSATM轴径为φ95mm。
表3
(2)风机内部零件结构的调整
选用了CDSATM集装式机械密封后，需要增减和修改以下部件。
仍然使用φ95mm原轴套，原机封的压盖和腔体需要去掉，这样便可以有足够的安装空间，又可以减少风机的安装时间。
如果原机封压盖的螺栓中心距A能满足机封螺栓中心距的要求，就用原来的压盖，A=18mm。如中心距不能满足要求，必须加工一个厚度大约为30～40mm的过渡块，以满足螺栓的安装要求。
(3)机械密封安装时对风机的要求因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏是密封失效的重要原因之一。为了保证机械密封安装和工作的可靠性，安装时需对风机进行如下检查：
1)轴的检查：
①轴的光洁度不低于6级(或粗糙度不大于1.6μm)，手指在轴上滑动感觉应是光滑的;
②确认轴的直径在公差范围内(D±0.05mm);
③消除所有的毛刺和尖角，尤其是O型圈所通过的地方(包括键槽、端口)，以防O型圈被划伤;
④用测量表测量密封处轴的跳动情况，其径向跳动量不得超过0.1mm，如超过要加以调整;
⑤置测量表在轴的末端，沿轴向用力推或拉轴以测量轴的窜动，其窜动量不得超过0.13mm，否则应调整。
2)密封腔及密封腔外端面的检查：
①确认密封腔洁净;
②确认密封腔端面必须是平整光滑的，要求其光洁度不低于5级(或粗糙度不大于3.2pan);
③用测量仪固定在轴上慢旋转，测量头放于端面，测量出垂直度不得大于0.3mm，否则应加以调整;
④沿逆时针方向手动旋转轴，确认机封运转是否平稳，并听密封腔内有无金属与金属接触的声音。
4 效果评价及推广
对回转窑煤气升压风机的机械密封进行了改造后，继续对此项目进行跟踪，经现场严格考核效果较理想。煤气升压风机的机械密封故障率降为零，工作环境大为改善，备件成本及维修成本大大降低。另外，AES(中国)有限公司在宝钢设有售后服务，解决了用户的后顾之忧。由此引伸，宝钢的泵、风机等因密封失效而引起的故障率很高，如果能够将此经验加以推广，跑、冒、滴、漏的情况将大为改观。特别是在工况条件恶劣及不易检修处，更换密封结构后，综合效益将大大提高。
参考文献
[1]李继和.机械密封技术[M].北京：化学工业出版社.1992.
[2]刘良臣.中国工程机械密封技术的回顾与展望[J].液压气动与密封，2002(2).
[3]林祥雄.高明.IDF风机密封结构的改进[J].润滑与密封，2000(6).
[4]徐岩，朱晓东.反应器进料泵机械密封失效原因分析及改造[J].流体机械，2002(9).
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