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风机密封结构分析与设计

为某石油化工企业研发了H2S风机,该风机技能参数为:流量:温度:常温;运送介质为混合气体,成份为空气、氮气,含少数H2S气体。

因为风机流量小、压力高,且H2S气体具有强腐蚀性,并有剧毒,空气中答应的浓度为0.01mg/L,因而为了确保操作人员的安全,要求密封肯定牢靠,即要求风机的外走漏量为零,这样密封结构的规划成为该风机研发的要害之一。

2密封结构分析风机中广泛运用的迷宫密封和填料密封,尽管具有设备调试简略、制作便利、成本低、寿命长等长处,可是不管其结构方式怎么,因为其只能削减气体的走漏量,不能阻挠少数气体向外走漏,达不到肯定密封的意图,因而H2S风机不能选用这类密封。

依据曾经化工风机密封规划和运用经历,H2S风机能够选用骨架密封、机械密封或抽、充气密封。

21骨架密封该密封结构如所示,在叶轮轴盘和主轴上各设备一个橡胶骨架油封,为了运用风机介质压力协助密封,油封唇边朝向风机内设备。这种密封归于触摸式密封,在两个骨架油封之间充溢黄油,以供给骨架油封的光滑,削减骨架油封的冲突和磨损。

因为风机转速高,为避免油封在高的线速度下发作老化、龟裂和损坏,骨架密封材料选用氟橡胶。此种密封的长处是结构简略密封组件的制作成本低。氟橡胶骨架油封能够选用标?#25216;?#23494;封价格低。这种密封的磨擦耗功也少。

在风机不作业时,密封能够接受20000Pa内压而不向外走漏。

H2S风机运用该密封有以下缺陷:该密封要求与密封唇部触摸的轴和叶轮轴盘的外表粗糙度为0.8~3……m,叶轮制作时,轴盘粗糙度一般难以满意该要求,风机运行时,轴盘密封处的线速度高,因而,?#31361;?#20351;叶轮轴盘处的橡胶骨架油封唇口磨损过快,形成走漏。

骨架密封保护困?#36873;?#19968;般情况下,骨架密封运用寿命能够到达一年左右,替换密封时需求拆开风机前?#21069;?#21644;叶轮,密封保护费时吃力。

密封与叶轮的设备同心度要求高,轴封答应的偏疼量小于0.2mm,如同心度达不到要求,将形成氟橡胶骨架油封唇口与轴触摸不均,简略发作走漏。?#36865;猓?#35774;备同心度达不到要求,油封的偏磨会使密封很快失效。


2.2机械密封机械密封己经在各种离心式、轴流式压缩机,鼓风机,螺杆冷冻机,离心制冷机,罗茨鼓风机,往复压缩机和各种栗中广泛选用。且其密封性能牢靠,运用寿命长,功率消耗少,修理周期长,能满意多种特殊工艺的需求,可在高速、高温、高压、低温、高真空、易燃易爆、有毒有害、腐蚀性、放射性以及宝贵介质等条件中运用。

机械密封不仅?#19988;?#31181;牢靠的动密封,在必定的内压下,它也?#19988;?#31181;牢靠的静密封。密封体系设备密封液循环体系或高位油箱后,即便风机不作业,也能够接受(0~100kPa)的风机静压而对外不走漏。

H2S风机也能够选用集装式或非集装式机械密封(),早在40年前,合肥通用机械研?#21507;?#23601;在H2S鼓风机上成功运用了双端面机械密封。

(1)机械密封检修困难,修理不便利。检修或替换密封时,需求撤除风机衔接管道,翻开风机机壳,拆出风机叶轮,拆下电机,拉出轴承座,然后才能够检修或替换新密封。为了替换一只密封,风机简直?#27833;?#32452;装了一次,用户替换密封十分困?#36873;?#20851;于化工行业用风机,大多数叶轮原料为不锈钢,因为替换密封而重复拆装叶轮,不仅费时吃力,还特别简?#36816;?#23475;叶轮。

I中丨(h)非集装式机械密封结构机械密封结构暗示()机械密封设备精度要求十分高,设备时要求轴承座中心与风机机壳密封部件中心的同心度小于0.10mm,轴承座中心与风机机壳?#25163;?#24230;小于0.10mm.鼓风机、压缩机和栗的壳体大多数由铸件通过精密加工而成,壳体刚性好,密封设备部位的加工精度彻底能够到达要求。而风机壳体大多数是板材焊接结构,壳体刚性差,加工变形大,不管是同心度还是?#25163;?#24230;,加工时都很难到达机械密封所要求设备精度。?#36865;猓?#26426;械密封对检修人员的技能要求高,密封检修或替换时稍微设备?#27867;茫?#36798;不到机械密封所要求的设备精度,将缩短密封运用寿命。

机械密封体系对操作和操控要求高,特别是对作业牢靠性要求十分高?#24149;?#24037;风机,需求带有密封液循环体系。

密封液循环体系往往还带有冷却器、滤清器、?#40723;?#38400;、降压阀等多个部件,结构杂乱。且其对操控要求高,为了确保机械密封不会因干摩檫而焚毁,机械密封还要求在风机发动前预先发动密封液循环体系。为避免密封液压力不行,还需求一套压力自动操控体系,需求设备有关检测、调理、报警外表。

高d罐体机械密封腔体机械密封密封液循环体系(不带泵)2.3抽气、充气密封迷宫密封中常选用所示的抽气、充气密封阻挠工质向外走漏。选用充气密封时,在两组密封之间参加充气口,将压力高于工质压力((0. 2~0.3)X105Pa)的辅佐密封气体充入两组密封之间,以阻挠风机内的气体向外走漏。

当选用高位油箱()替代密封液循环体系时,需求将高位油箱置于密封设备上方的必定高度,运用油箱中液柱高度H操控密封油与作业气体之间的压力差~((0.2―0.4)父10),即:Pg*密封气体压力,PaP密封油的密度,kg/m3按照H2S风机静密封和动密封的要求,依据上式核算,H2S风机高位油箱高度需求4m.高位油箱高度超越2m后,不管加油、调查油面均不便利利。因而,H2S风机选用密封液循环体系太杂乱,选用高位油箱也不太适宜。


辅佐密封气体能够选用对风机运送气体无影响的气体,如空气、氮气、二氧化碳等。

与油触摸的气体的密封。

抽气密封是在两组密封之间的空腔接通真空泵,从风机内漏出的气体与从大气漏来的少数空气混合后,由真空泵抽走,以到达工质不漏向大气的意图。这种密封需求辅佐的真空泵或抽真空设备。

迷宫密封对错触摸密封,如抽气、充气设备发作毛病,介质对外走漏将?#29616;亍4送猓?#36855;宫密封的替换也困?#36873;?br />
(b)抽气密封充气密封与抽气密封3组合密封规划(三?#26122;?#30899;环密封+抽气密封+充气密封)针对上述各种密封的不足,依据合肥通用机械研?#21507;?#21270;工风机密封的规划运用经历,作者规划了一种组合密封,是由三?#26122;?#30899;环密封+抽气密封+充气密封组合而成。

3.1三?#26122;?#30899;环密封三?#26122;?#23494;封和六?#26122;?#23494;封()常用于往复压缩机活塞杆的密封。因为六?#26122;?#23494;封结构杂乱,制作?#35759;?#22823;,风机中大多运用三?#26122;?#23494;封。

该密封原理很简略,分瓣密封环靠拉伸绷簧的压力紧套在被密封轴套上,一起,靠气体的压力紧贴在密封壳体的?#24515;?#38754;上,以阻挠气体从轴向、径向走漏。三?#26122;?#30340;径向切断留有必定的空地,在拉伸绷簧的压力的作用下,三?#26122;?#23494;封内圈磨损后能够自动补偿。三?#26122;?#23494;封归于触摸式密1充封碰适A合于ei燃碰、有毒或不能滓封少数气体向外走漏的问题。独自运用时不姑能满意H2S风机严格的密封要求。

(a)三瓣密封环三瓣与六?#26122;?#23494;封因为石墨具有杰出的耐腐蚀性、耐热性和自光滑性,冲突系数、线膨胀系数小、导热系数高、加工性能好等性能,分瓣密封环一般运用石墨制作。

三?#26122;?#30899;环密封大的长处是检修十分便利,因为密封壳体简直不会损坏,替换密封时,仅需求替换三?#26122;?#23494;封碳环,不需求撤除风机进风口的衔接管道、风机叶轮、轴承座和电机。一般1~2h能够完结悉数三?#26122;?#23494;封碳环的替换。

3.2组合密封(三?#26122;?#30899;环密封十抽气密封十充气密封)组合密封?#22681;?#20960;种不同方式的密封在同一密封部位联合运用,相互扬长避短,满意运用要求。

该组合密封的密封原理很简略,在两组三?#26122;?#30899;环密封之间参加抽气口,通过管道将抽气口衔接到风机进口,运用风机进口发作的负压,使走漏的气体流入风机进口。

依据H2S风机的密封要求,规划了所示的新式组合密封(三?#26122;?#30899;环密封十抽气密封十充气密封)。

为了确保工质肯定不向外走漏,组合密封中又在三?#26122;?#30899;环密封之间参加了充气口,运用外接气源(氮气或空气)通入充气口,因为充气的压力高于风机出口压力,这样确保被密封的气体不会向外走漏。

组合密封结构简略,保护便利,一起运用充气和抽气密封后,不管抽气密封或充气密封?#25105;?#22833;效,均能够确保工质肯定不向外走漏,彻底满意H2S风机密封的要求。

t抽气(接风机门)大气侧风机叶轮侧+充气(?#27833;?#25509;气源)组合密封暗示充气密封所需的充气量依据风机压力、碳环密封的数量和方位等核算断定,H2S风机所需的充气量约为3~5m3/h.抽气口和充气口方位、所需求碳环密封的数量均依据风机的压力和密封走漏量要求通过核算断定。

4?#23548;?#36816;用等企业规划、出产的不锈钢风机,原选用机械密封,密封作用尽管很好,可是用户保护替换机械密封困难,后来改用组合密封(三?#26122;?#30899;环密封十充气密封),运用作用抱负。

正压送风口


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