卧式离心机干气密封技术改造及其应用研究.pdf

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1、卧式离心机干气密封技术改造及其应用研究刘庆宏(中国石化江汉油田分公司盐化工总厂，湖北潜江433121)摘要：文章以卧式螺旋沉降式离心机Lw～450为例，重点就干气密封技术改造及应用进行探讨，仅供参考。关键词：卧式离心机；Lw～450；干气密封技术；改造；应用研究离心机是石油化工等行业中的重要生产设备之一，其密封性能直接关系到设备装置的安全稳定运行。因此对于离心机机械密封进行改造，能够切实解决其出现泄漏问题，确保了生产的安全性，降低了能源的消耗，提高了企业的经济效益。l卧式螺旋沉降式离心机的结构及工

2、作原理卧式螺旋卸料沉降离心机主要由转鼓、螺旋推进器、差速器、过载保护装置和卸载装置等构成。其工作原理如下：在机壳内部有两个回转部件，且回转部件需要同心安装于主轴承之上。无孔转鼓和螺旋叶片输送器分别布置在机壳的外部和内部。转鼓的旋转需要借助三角皮带轮的转动方可实现。左轴承的空心轴和行星差速器的外壳直接连接着转鼓，且螺旋输送器和转鼓的转动需要借助行星差速器的输出轴的作用，并作同向转动，不过二者的转速却并不相同。通常来说，螺旋输送器的转速大约为转鼓转速的o．2％～3％左右。泥浆输送入离心机，主要是从右端

3、的中心加料管连续输入，然后流经螺旋输送器的内筒，并通过加料隔仓的进料孔进入到转鼓的内部。然后收到离心机的离心作用，在转鼓的内部会形成一个环形的液池，而重相固体的离子在离心的作用之下，会在转鼓的内表面上沉淀下来，最终产生沉渣。由于螺旋叶片和转鼓之间是相对运动的，沉渣被螺旋叶片推送到转鼓小端的干燥区内，并直接经过排渣口被甩出。同时设置若干个溢流口在转鼓的大端盖上，澄清液能够从此处流出，然后经过机壳的排液室直接排出。2干气密封的基本构成和作用原理2．1基本构成旋转环、静环、弹簧、密封圈、弹簧座以及轴套共

4、同构成了干气密封的结构，其类同于普通的机械密封结构，唯一的区别在于在旋转环的密封端面上设置的有浅槽，且动压槽、密封堰和密封坝共同构成了密封端面。同时多种槽型结构都可以应用到千气密封结构中，例如圆弧槽、螺旋槽、T形槽、V形槽和U形槽等。在上述槽型中，螺旋槽因结构设计和压力的分布比较均匀，且动态跟踪性相对较为优越，成为了非接触转轴密封结构中应用最为广泛的槽型。2．2作用原理干气密封的原理主要是利用各种合力间的平衡，主要有流体动压力、流体静压力和弹簧元件弹力等，在合力的作用下，一定厚度的气膜能够在动静环

5、摩擦副间形成；最终达到密封的目的。3LW一450离心机千气密封结构设计及材料选择某化工企业所使用的离心机组为LW450x1350～IN型号的螺旋卸料沉降离心机，其中转鼓直径为450mm．转鼓有效长度为1350mm，转鼓转速为300叫min，差转速为10一5鲥min，外形尺寸为2580】【1730)【1071。结合Lw～450离心机组的结构状况，经过干气密封改造之后，离心机的外形尺寸等和原先的密封状态一致。第一，HB84826作为进料管的密封，当外壳在旋转的时候，进料管随即停止。因该机组的整体振动较

6、大，因此选用和原先密封结构一样的弹簧静止式的密封，以便于降低振动作用造成的端面负荷。依据背靠背的方式进行密封布置，同时进料管两侧安装动环，确保共能够和壳体同时转动。第二，通常而言，干气密封所选用的密封气体主要为经过过滤的氮气，在干气密封结构运转的时候，仅有少量的氮气朝向工艺侧以及大气侧泄露。由于该机组的整体振幅在100斗m～180斗m之间。所以在改造设计的时候，需要重点关注密封的抗干扰能力。结合该离心机的实际特点，最终采取增加气膜的刚度的方式，能够实现密封结构的稳定运行。第三，由于离心机用于分离的

7、介质主要是固体和液体，当固体颗粒和干气密封接触的肘候，会对密封圈位置的浮动间隙产生堵塞作用，并直接影响到干气密封的浮动性。因此在改造设计的时候，可以适当引入干净的己烷在介质侧进行冲洗，能够确保密封结构处于一个相对较好的工作环境中。第四，由于螺旋槽设置在干气密封结构中能够实现最强的流体动压效应，同时在密封端面之间所产生的气膜的刚度最大。所以在该离心机的密封改造设计中，最终选取了螺旋槽作为结构槽型。第五，由于双端面干气密封的动压槽通常加工在东环的端面之上，所以最终选取了SiC材料作为动环材料，这种材料

8、的表面硬度比较高，耐磨性能较好，热传导系数比较大，比重较小，且能够实现较低的石墨摩擦系数。选取浸渍金属碳石墨材料作为密封静环的材料，这种材料的强度较高、自润滑性能较好、耐高温也较强。总之，动静环所选用的SiC材料和浸渍金属碳石墨材料时现阶段世界上最好的摩擦副组之一。综上所述，离心机的密封状况如果出现问题，势必带来极大的安全隐患。因此文章结合Lw一450离心机的实际状况，重点分析了其出现泄漏问题的原因所在，并利用干气密封技术对其进行了相应的结构优化，实现了较好的密封效果。该经验值得大