水煤漿磨煤機筒體螺栓密封組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化

黃美峰 王多旭 楊哲

摘 要：本文以水煤漿氣化工藝制漿工段核心設(shè)備磨煤機運行過程中存在的筒體螺栓泄漏這一主要問題出發(fā)，經(jīng)過專業(yè)設(shè)計、現(xiàn)場實際試驗，數(shù)據(jù)對比分析論證，得出解決磨煤機筒體螺栓泄漏的有效解決方案。

關(guān)鍵詞：磨煤機;筒體螺栓泄漏;密封組件;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 磨煤機密封組件存在的問題

水煤漿核心設(shè)備磨煤機筒體螺栓頻繁漏漿的問題嚴(yán)重影響著水煤漿磨煤機的安全、連續(xù)運行。磨煤機消漏工作停機進行，一方面給設(shè)備維護檢修增加繁重的工作;另一方面，磨機的頻繁啟動對電機、減速機、傳動齒輪的使用壽命造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)斐蓚鲃硬考_擊損壞。

現(xiàn)有筒體螺栓密封件如圖1，圖2兩種方式，其存在的問題如下：

圖1中所示的密封方式，密封原理是，通過緊固身板緊固螺絲、壓蓋壓縮密封墊，形成預(yù)緊力，從而在密封面1、密封面2上形成一定的壓緊力，起到密封作用，其主要缺點是，要保證墊片預(yù)緊力，要求壓蓋的深度必須小于墊片的厚度，當(dāng)緊固螺絲緊固時，橡膠墊環(huán)向一周立面未能得到完全包裹，緊固后橡膠墊出現(xiàn)開裂損壞，從而削弱橡膠墊的回彈力，密封效果較差。磨煤機在運行一段時間后由于筒體螺栓與襯板接觸面的磨損、橡膠墊回彈力降低，螺栓會出現(xiàn)松動，由于壓蓋、墊片軸向均無限位，螺栓不受限位的晃動，長時間會造成筒體螺栓孔洞的磨損、擴大，筒體擴大后更易造成螺栓的晃動，密封墊的密封效果進一步下降，從而出現(xiàn)大量泄漏現(xiàn)象;

圖2中所示的密封結(jié)構(gòu)，墊片環(huán)向一周立面得到完全包裹，緊固螺絲時，橡膠墊不會開裂，但是橡膠墊套筒未進行固定限位，依然會隨著螺栓自由晃動，同時，螺栓復(fù)緊時，壓蓋收到套筒限制，復(fù)緊余量有限，達(dá)不到很好的密封效果;

密封組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的解決水煤漿磨煤機筒體螺栓傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)易泄漏的問題，減少磨煤機的停機消漏和啟停頻次，減輕磨機操作人員的勞動強度，提高磨煤機設(shè)備的長期穩(wěn)定運行，降低能源損耗，防范環(huán)境污染。

2 密封組件的技術(shù)內(nèi)容

如“新型”圖中所示，本磨煤機筒體螺栓密封主減（襯板固定螺栓密封組件）主要由套筒、橡膠墊、壓蓋組成。套筒與磨機筒體之間緊貼、環(huán)向一周最大間隙小于0.1mm，并采用點焊固定;壓蓋外徑與套筒內(nèi)徑的單邊間隙為1mm、壓蓋內(nèi)孔與螺栓單邊間隙為1.5mm;在緊固之前橡膠墊與套筒之間的間隙為1mm，與螺栓之間為緊配合。在擰緊螺母緊固過程中，沿徑向方向，橡膠墊向環(huán)向一周膨脹從而與套筒、螺栓擠壓、抱緊，軸向方向上，墊片受壓縮產(chǎn)生回彈力，使襯板得到緊固，密封面1得到壓緊密封，從而起到固定磨煤機筒體襯板、密封筒體螺栓與筒體螺栓孔之間縫隙的作用。

本新型結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)點：①本結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是采用雙墊片密封形式，密封路徑長，密封效果隨之提高;②套筒點焊固定，很好的限制了密封組件的晃動，保護了筒體螺栓孔，密封性能隨之提高;同時套筒與筒體之間的間隙始終非常小，螺栓出現(xiàn)松動時，也不會出現(xiàn)大量泄漏現(xiàn)象;③筒體螺栓出現(xiàn)泄漏需復(fù)緊時，墊片壓蓋緊固余量大，解決了緊固過程中，壓蓋受限制的問題;④密封組件整體運用了“填料函”的密封原理，解決了密封組件整體晃動問題，密封性能顯著提高;⑤套筒的制作采用普通鋼管進行加工、壓蓋采用普通蓋板制作即可，成本費用顯著降低。本新型密封結(jié)構(gòu)的實施例。

例一：2016年10月，在某70萬t/a煤制烯烴項目甲醇中心氣化裝置煤漿制備工段二號磨煤機702H201上試裝2排（筒身螺栓共36排，每排16顆），其他采用圖1的密封結(jié)構(gòu)，經(jīng)過10個月的使用對比，結(jié)果（下轉(zhuǎn)第213頁）（上接第210頁）如下：在首次整體更換墊片30天后，其他部位開始出現(xiàn)泄漏的情況，安排進行了磨機筒身螺栓的第一次復(fù)緊（包含新型的2排），磨機繼續(xù)運行3個月，其他部位的螺栓累計出現(xiàn)了10次泄漏，累計泄漏螺栓數(shù)量為20顆，新型結(jié)構(gòu)的2排未出現(xiàn)泄漏;進行第二次復(fù)緊后，磨煤機繼續(xù)運行10個月時間，該磨煤機累計進行了20次消漏，螺栓累計泄漏數(shù)量為70顆次，其中新型結(jié)構(gòu)的2排泄漏了1顆。從該磨機的使用效果看，本密封結(jié)構(gòu)起到了明顯的密封效果。

例二：2017年3月在該項目四號磨機上隔排安裝了該密封結(jié)構(gòu)（共36排，安裝了18排）。并在磨機運行1個月后進行筒體螺栓整體第一次復(fù)緊，運行3個月后進行二次復(fù)緊，從消漏頻次記錄和數(shù)量記錄上看，前3個月，總共消漏5次，泄漏螺栓數(shù)量為10顆。該磨機整體消漏情況較其他磨機明顯減少。

例三：2017年5月在該項目的一號磨煤機筒身36排共576顆筒體螺栓全部采用本密封結(jié)構(gòu)，首次安裝完成運行70天后出現(xiàn)1顆螺栓微漏，停機檢查發(fā)現(xiàn)為螺栓松動所致，并對該螺栓進行了緊固。同時對該磨機螺栓進行了整體復(fù)緊，隨后該磨機累計運行6000h，期間除了出現(xiàn)2次螺栓微漏外，未出現(xiàn)其他磨機存在的筒體螺栓大量泄漏、螺栓密封處“甩漿”的問題。

截止2018年12月，該項目6臺水煤漿磨煤機的筒體螺栓密封組件全部進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造。從6臺磨機的實際使用效果看，改造后運行30天時間進行首次復(fù)緊，復(fù)緊后再運行120天進行二次復(fù)緊，隨后進行常規(guī)消漏，運行8000h以內(nèi)基本無漏點，累計運行8000h以后才會因橡膠墊片的老化逐漸出現(xiàn)泄漏，此時可計劃性進行更換橡膠墊，使磨機進入良好的運行狀態(tài)。

3 結(jié)論

從密封結(jié)構(gòu)原理及現(xiàn)場使用實例的結(jié)果進行對比分析，我們認(rèn)為本新型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造對解決水煤漿磨煤機頻繁泄漏的問題起到很好的推進作用，減輕了設(shè)備日常運行的維護工作，提高磨煤機設(shè)備的安全穩(wěn)定運行性能，起到節(jié)能增效的成果。