PTA 干燥機(jī)出料端密封結(jié)構(gòu)改造

高齊龍

（福海創(chuàng)石油化工有限公司，福建漳州 363216）

0 引言

福建省福海創(chuàng)石油化工有限公司對(duì)苯二甲酸（PTA）裝置的生產(chǎn)能力為年產(chǎn)450 萬噸，裝置氧化干燥和精制干燥工序均采用蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機(jī)（以下簡稱干燥機(jī)），干燥機(jī)是一種間接加熱的蒸汽管型干燥機(jī)，其筒體在托輪和滾圈的支撐下與水平面成一定的傾角旋轉(zhuǎn)，濕物料從筒體的高端加入，在筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)下向低端運(yùn)動(dòng)，隨著蒸汽管的不斷加熱，干燥后的粉狀產(chǎn)品從出料端送出。

干燥機(jī)是PTA 生產(chǎn)裝置的核心設(shè)備之一，設(shè)備直徑大、造價(jià)高，密封性能要求嚴(yán)，一旦發(fā)生泄漏故障若停機(jī)處理就必將影響裝置產(chǎn)能，而不處理除了浪費(fèi)物料、增加成本外還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此必須確保干燥機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

1 干燥機(jī)主要結(jié)構(gòu)

干燥機(jī)由筒體、加熱管、大齒圈、滾圈、汽室、旋轉(zhuǎn)接頭、擋輪裝置、傳動(dòng)裝置、托輪裝置以及進(jìn)、出料端等組成，干燥機(jī)筒體內(nèi)部沿殼體圓周排列5 層蒸汽加熱管，工作時(shí)筒體及加熱管一起旋轉(zhuǎn)，而進(jìn)、出料端則保持靜止?fàn)顟B(tài)，因此干燥機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的大型熱交換器。

干燥機(jī)進(jìn)料端實(shí)際上就是一臺(tái)螺旋輸送機(jī)，出料端則與尾部的汽軸相通，汽軸上設(shè)有蒸汽進(jìn)口及出料口，轉(zhuǎn)動(dòng)的汽軸與靜止的出料箱之間通過填料實(shí)現(xiàn)密封，干燥機(jī)出料端結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 干燥機(jī)出料端結(jié)構(gòu)

干燥機(jī)出料端主要由軸承、填料函、出料箱、軸承支架及旋轉(zhuǎn)接頭等組成，填料函設(shè)計(jì)為軸承定位的填料密封結(jié)構(gòu)，密封元件采用聚四氟乙烯（PTFE）盤根和V 形橡膠填料組成，經(jīng)干燥后的物料通過出料箱下方排出，而蒸汽則通過旋轉(zhuǎn)接頭的上方經(jīng)汽軸中心套管進(jìn)入干燥機(jī)換熱管內(nèi)，填料函帶有冷卻水夾套并通入密封氮?dú)夥乐刮锪线M(jìn)入填料內(nèi)，冷卻水進(jìn)入填料函的水冷腔循環(huán)帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，氮?dú)獯等胩盍虾拿芊馇?，形成氣封的同時(shí)也起到一定的冷卻作用。

2 泄漏原因分析

干燥機(jī)安裝投運(yùn)后不久精制工序的干燥機(jī)就陸續(xù)出現(xiàn)了出料端填料嚴(yán)重泄漏問題，即使更換新填料后也很難正常運(yùn)行超過一個(gè)月，而為確保生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定只得加大潤滑油脂量并頻繁緊固壓蓋螺栓，反復(fù)多次后導(dǎo)致填料軸套嚴(yán)重磨損甚至出現(xiàn)了明顯變形，如此惡性循環(huán)后填料泄漏問題也越來越嚴(yán)重。

要找出干燥機(jī)填料發(fā)生泄漏的根本原因，一般可以從設(shè)計(jì)、制造、材料、安裝、工藝條件等方面去分析。同一套裝置內(nèi)干燥機(jī)共有6 臺(tái)，精制工序和氧化工序各3 臺(tái)，精制工序干燥機(jī)存在嚴(yán)重的泄漏問題，而相同的制造廠商、同樣密封結(jié)構(gòu)的氧化工序干燥機(jī)卻并未發(fā)現(xiàn)類似泄漏問題，這表明干燥機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、制造精度、填料材料、安裝檢修質(zhì)量等均不是泄漏的根本原因。

經(jīng)調(diào)查最終確認(rèn)泄漏的根本原因?yàn)楦稍餀C(jī)進(jìn)料前的壓力過濾機(jī)下料旋轉(zhuǎn)閥無法確保優(yōu)良的密封性能，導(dǎo)致干燥機(jī)進(jìn)料壓力偏高。6 臺(tái)干燥機(jī)設(shè)計(jì)壓力均為常壓，氧化干燥機(jī)進(jìn)料前的過濾機(jī)設(shè)計(jì)為微負(fù)壓，而精制干燥機(jī)進(jìn)料前的過濾機(jī)則設(shè)計(jì)為正壓，為確保下料的連續(xù)穩(wěn)定，精制干燥機(jī)與過濾機(jī)之間的密封是通過旋轉(zhuǎn)閥來實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)閥的密封性能則要通過優(yōu)良的旋轉(zhuǎn)閥檢修、組裝精度來實(shí)現(xiàn)的，但保證了旋轉(zhuǎn)閥的密封性能卻影響了運(yùn)行的穩(wěn)定性，而旋轉(zhuǎn)閥故障同干燥機(jī)填料泄漏故障相比，對(duì)生產(chǎn)裝置造成的負(fù)面影響更大。

為消除干燥機(jī)填料泄漏問題，更換了多次軸套并且也進(jìn)行了加強(qiáng)填料函剛性等改造措施，均沒有根本解決泄漏問題，因此精制工序的干燥機(jī)必須進(jìn)行出料端的密封結(jié)構(gòu)改造。

3 密封結(jié)構(gòu)改造

在干燥機(jī)制造廠家的協(xié)助下進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，新的干燥機(jī)密封結(jié)構(gòu)如圖2 所示。新密封結(jié)構(gòu)保留了定位軸承，取消所有盤根及V 形填料，將原軸向密封改成了端面密封，整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一組大尺寸機(jī)械密封。靜環(huán)通過調(diào)整彈簧組件的作用力，使其端面壓緊在動(dòng)環(huán)端面上，在動(dòng)、靜環(huán)端面間通入潤滑脂確保密封效果同時(shí)減緩磨損，在出料箱則通有氮?dú)夥创捣乐狗哿线M(jìn)入摩擦副。

圖2 新的干燥機(jī)密封結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中需要注意確保潤滑油脂的供給，并根據(jù)干燥機(jī)溫升狀況及時(shí)調(diào)整彈簧伸縮量，尤其是干燥機(jī)熱態(tài)運(yùn)行下停機(jī)時(shí)，出料端會(huì)整體向進(jìn)料端收縮，此時(shí)旋轉(zhuǎn)接頭側(cè)的彈簧組件也會(huì)收縮，及時(shí)調(diào)整彈簧伸縮量就可以避免有較大的軸向力作用在出料箱上。

4 改造后運(yùn)行狀況

改造首先在一臺(tái)干燥機(jī)上應(yīng)實(shí)施，運(yùn)行成功后立即安排完成了另兩臺(tái)干燥機(jī)的改造工作，目前均已連續(xù)運(yùn)行3 個(gè)月無泄漏，運(yùn)行狀況穩(wěn)定，成效顯著。