擠壓機螺桿密封國產化改進 - 充氣式密封迷宮應用

發布時間:2017/10/9 9:38:52

      擠壓造粒機是化工聚烯烴裝置的核心設備，螺桿密封作為擠壓造粒機的重要部件之一，其使用壽命直接影響著擠壓造粒機的平穩連續運行。

       某煤制烴聚丙烯擠壓機系德國CWP公司ZSK350型，雙螺桿同向旋轉，螺桿長度10米，螺桿密封部位直徑210毫米。受設備結構所限，螺桿密封只能采用剖分式結構，價值擠壓機說螺桿為單端支撐，密封處的擺動量大。該機原配置美國WOODEX公司的MECO干式機械密封，外給吹掃氮氣，氮氣壓力控制在0.01-0.1MPa, 流量控制在2-9m3/h. 2010年7月由CWP公司服務人員完成安裝，投用不久即發生泄漏，拆檢發現密封部件磨損嚴重。此后近一年的運行中，共更換密封11次，其中3次是由CWP公司服務人員更換的，無泄漏運行長時間為2個月，短僅3天，平均無泄漏運行時間22天。

      聚丙烯裝置擠壓機螺桿密封的頻繁泄漏，消耗了大量備件，增加了生產成本，嚴重制約著裝置的長周期穩定運行，且泄漏的聚丙烯粉末嚴重污染操作環境，聚丙烯粉末長期大量聚集在有限的造粒廠房內，極易發生閃爆，構成重大安全隱患，改造螺桿密封已刻不容緩。

密封氣的作用：  

螺桿密封腔中通入的氮氣壓力要求保持在0.03MPa左右，一般不低于0.02MPa.流量控制在4~6Nm3/h范圍內。該氮氣的主要作用：（1）密封腔中的壓力氮氣可以防止粉料通過密封面；（2）可帶走密封面產生的摩擦熱并給密封面降溫；（3）給密封膠提供壓力，使之緊緊貼抱于螺桿軸上。

通過研究，從密封失效的部件上分析原因：  

（1）密封 壓蓋溫度過高，造成動環密封膠條過熱而破裂；  

（2）動環耐磨面硬度不夠，致使其端面磨損嚴重；  

（3）動環密封膠條設計不合理，軸向補償不到位；  

（4）壓蓋調整螺栓規定所留間隙太小，使壓蓋與動環貼合太緊，造成壓蓋溫度過高；  

（5）安裝過程中操作不當；  

（6）過分依賴密封膠，使動環膠條硬化，導致動環膠條過快損壞；  

（7）兩半動環接口處連接螺栓未鑲螺母，擰緊時易變型和開裂  

（8）筒體下料部位溫度超高，使密封整體溫度過高；  

（9） 操作不平穩，致使螺桿軸向竄動及徑向震動較大。

      為了徹底解決泄漏問題，工廠選擇了一種全新的密封形式：充氣式迷宮密封。充氣密封是一種借助壓縮空氣作為輔助密封介質的非接觸復合迷宮密封。少量的壓縮空氣沿軸形成對攪拌器箱體的正向壓力，阻止腔體粉狀顆粒物的泄漏，同時防止外界污染物，例如水，灰塵等。其獨特的內在結構設計，可以使其很好的適應軸的大范圍跳動，擾動和竄動，而不會出現磨損。在這個應用案例中，充氣密封借助比攪拌器內在壓力高3~5 psi的壓縮空氣，每小時耗氣量不足10立方。同時采用的剖分設計，在不拆卸軸的情況下，可以方便安裝。充氣密封在攪拌器上安裝后，已連續運行時間超過5年，期間不需要任何維護和部件更換。為工廠在提高生產效益，保障設備穩定運行，提高環境安全方面，發揮了重大作用。

運行工況：
軸竄動量：0-15mm
軸跳動量：+/-3mm
軸偏心量：+/-5度
軸轉速：小于50米/秒