HDPE蒸汽管回转干燥机滚圈结构改进.pdf

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1、第38卷第2期化工机械239HDPE蒸汽管回转干燥机滚圈结构改进李震先“王振林2(1．中石化燕山石化分公司化工六厂；2．天华化工机械及自动化研究设计院)摘要对键连接的HDPE(高密度聚乙烯)蒸汽管回转干燥机的滚圈在工程应用中出现的失效原因进行了分析，提出了滚圈结构和滚圈与筒体之间连接结构的改进设计方案。改进后的滚圈为整体断面结构，并与筒体采用松套式连接。关键词蒸汽管回转干燥机滚圜连接结构中图分类号TQ051．8+92文献标识码B文章编号0254_6094(2011)02—0239一03HDPE蒸汽管回转干燥机是生产HDPE的关键设备。中石化燕山石化分公司化工六厂HDPE生产装置采用的

2、是国产西2．4m×2lm蒸汽管回转干燥机，但在长期使用过程中出现蒸汽管回转干燥机的滚圈和筒体的连接键脱落、键槽根部出现裂缝等现象，影响了HDPE生产装置的连续运行。为此，经过对干燥机上述情况的研究分析，对干燥机的滚圈结构和滚圈与简体的连接结构进行了改进设计，采用松套式连接，取得了良好的使用效果。lA板1改造前结构1．1结构简介改造前的滚圈采用zG42crMo铸件，正火处理后硬度HV为240—265。滚圈的断面为空心形式，沿滚圈圆周方向均匀加工了16个方形键槽。简体上焊有垫板和筋板结构并与滚圈键连接(图1)，此结构可以传递周向的转矩，但不约束键的轴向的位移，在长期的使用过程中出现干燥机

3、的滚圈和筒体的连接键易脱落，键槽根部出现裂缝等现象，影响了工业装置的连续运行。^向弱匿鬻露图l改造前键连接滚圈结构简图1．2有限元分析应用有限元分析软件ANSYS，采用8节点三维实体单元SOLID45建立了改造前键连接滚圈结构有限元模型(图2a)。通过加载正常工况下相应的应力边界条件和位移边界条件，得出应力强度分布云图(图2b)。分析结果显示，键槽在不同位置的应力强度不同，最大应力强度出现在与两个托轮距离最近的两个键槽位置，最大应力强·李震先，男，1969年2月生，高级工程师。北京市，102500。化工机械201】年圈b日■☆m“＆nn目5目囤2政造前链连接滩圈结构模型厦应力分布11

4、23失敬砸埘的综音分析结合有限元分析结果和吏际的使』{{工况进行综合分析得出．键连接液嘲结构失效的原因如下““：a下燥机工作过程中的轴向热胀冷缩和轴向的帘动力．加之键连接滚罔结钩的键的轴向位移约束为自由的、长期的缱朋过程tj，势必造J芷键与键楷问的磨损，使键器脱落：bf1燥机是一个低速畦载的殴备，lnl转r燥过程中滚圈与托轮接触带附近的位置键槽受山较大．肚它位置受力较小+键槽根部受埘期性废力作JH．造成微动疲劳损伤蚱使键槽根部产牛裂纹：c外径为3m的大型空心断面液圈在铸造过程中．其直角区域小町避免地产生商角状晶特区，并且常有低熔点杂质和非金属失杂物等造成弱呵，强度降低，使之易产生破坏

5、。3改造后结构政造后的滚圈采甩的足z“2crMo铸件．羟过调质处理+表面硬度HB220—260。滚嘲的断而选扦实心的惟体形式．为使筒悼不直接与滚罔接触扣廓损，在简体与滚嘲问加有衬桠和苹扳．滚瞍任简j$上采用松套式的固定山式．即滚罔内径与挚板外径间杆有间隙嫂造后的滚圈结掏如图3所示。^Ⅷ图3或造后滚圈结构简囤4改造前后结构比较政造后的滚圈结构～改造前的柑比肄有以下优点：a滚圈采用的是变心的惟体形式，铸造的缺陷椰对减少裂缝也人大碱小；b松套式的滚嘲在简体梢有蛮曲时，允i1=滚圈々简体之问矬生梢许的相对运动，-Ⅱ以^大减少托轮对壤嘲和简体产牛的附加作用力；c橙套式的l目定方式if叮合理选择

6、削隙人小．既能控制热应力，又能利用滚圈的刚性．使之对筒体起加l目作川；(T转第246页)246化工机械2011年h；自；=专=㈥’，可乱”．36．8Ao通过对一级叶轮的两次改造，理论上电流已经满足要求，但实际生产中发现，电流依然在最大值44A左右。经再次分析，发现由于二级叶轮的切向比和直径均未发生改变，使得实际流量未发生变化，因此，需对二级叶轮进行切削加工悼1。将二级叶轮直径D：从257mm减小至D：’=246mm，根据等=昌，可得Q。，=5．74m3／h，由；=争=㈢3，可叫瑚¨经过3次改造(一级叶轮直径D．由260mm减小至245mm，二级叶轮直径D：由257mm削减至246mm

7、)后，一、二级叶轮出口宽度为7mm，口环与泵体间隙为0．75mm，锅炉给水泵的出口压力为1．O—1．1MPa，流量Q=5．74m3／h。泵的流量Q下降，电机所需的功率P也降低，此时电机电流，降到了36—38A之间，满足了泵的操作条件。4结束语离心泵叶轮改造后，流量降低，电流符合操作要求，经过几年的使用，没有发生跳闸、停车现象，运行平稳，轴的振动和噪声明显改善，提高了离心泵的使用寿命。[1][2]参考文献邢万坤，王志久。周景民．12M-12×4型离心泵密封环