烟气脱硫磁力搅拌器机械密封装置改进设计.pdf

第40卷第4期
化工机械
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烟气脱硫磁力搅拌器机械密封装置改进设计
尹新权*?新勇李万敏百万本2
(1.兰州工业学院;2,甘肃万健磁力传动科技有限公司)
摘要针对某型烟气既硫蔽力搅拌器存在的不足对其密封系统进行了改进,并设计了控制与检测报
警系统,投入电厂运行,取得了满意的效果。
关键词磁力搅拌器改进磁力机槭密封坏旋密封
中图分类号TQ051.7
文献标识码A
文章编号0254-6094(2013)04-0463-03
脱硫欖拌装置是石灰石石膏湿法烟气脱硫工投入某电厂运行,取得了满意的效果。
艺中的关键设备,主要功能是搅拌洗涤浆液防止1结构简介
亚硫酸盐、硫酸盐和石膏的沉积。其中烟气脱硫
某型烟气脱硫磁力搅拌器结构如图1所
搅拌轴安装在脱硫吸收塔或事故浆液池等装置示。搅拌器轴内开有冷却、润滑通道,轴承座
上,旋转搅拌轴与塔体之间的密封装置是反应塔与隔离套之间的腔体里面引人外部水源,在
乃至整个工艺流程可能发生故障最频繁的部位之水泵驱动下,由水对磁力传动器及滑动轴承
其整体性能是直接影响设备运投成本、检修周进行润滑、冷却,并且在密封桶的左侧腔体形
期和检修成本的重要因素。笔者针对某型烟气脱成压力为0.3MPa的水压。而密封桶右侧浆
碗磁力搅拌器在电厂使用中对水资源消耗过大、液压力为0.2MPa,两侧形成的压力差抑制浆
环境适应性差及检修不方便等缺陷的基础上进行液泄漏,实现密封。同时润滑、冷却水不断注
了密封系统改进和控制与检测报警系统设计,并入到吸收塔内。
图1某型磁力搅拌器结构
1ー一减速器;
2-一外磁转子;3一一隔离套;4ー一内磁转子:5-一滑动轴承
6一冷却、润滑水入口;7ーー轴承座
搅拌器盖;9一密封桶;10一冷却、润滑通道
搅拌器轴
2存在的问题
停机。使用过程中,发现以下几个方面的问题:
该型烟气脱硫磁力搅拌器工况比较苛刻,要求
要维持密封桶左侧冷却水压力不低于
其整机连续运行7000不检修,在工作期内不允许0.3MPa,冷却水流量需不小于0.4m3/h,一个检
兰州市科技计划项目(2012-2123)。
尹新权,男,1979年8月生,讲师。甘肃省兰州市,730070
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2013年
修周期至少消耗2800t水,造成水资源严重浪费;搅拌器轴处腔体内外介质的压力差一般不大于
b.水源是搅拌器正常工作的关键因素,一0.3MPa,润滑、冷却自循环系统密封处旋转轴挠
旦供水不稳定或停止供水,会造成诸多故障;
度不大于1.2mm,比较适合磁力机械密封。
C.没有失效检测系统,只能够根据实际经验
根据磁力密封装置在实际使用中暴露出来的
和维修周期来检修,对维护工人素质要求较高。密封端面磨损、磁性静环磁力衰退、摩擦副不易润
供水不稳定或停止供水会引发以下故障
滑及冷却等问题,笔者在设计选材时主要做了以
a.由于磁力传动器在低速(不大于下几方面的改进:
350r/min)、高扭矩(12kN?m)条件下工作,隔离
a.在磁性静环及动环摩擦副密封端面喷涂
套在交变磁场下会感生出涡流。涡流一方面一层0.2-0.5mm厚的碳化钨或硬质合金涂层,
消耗了轴功率,降低了传动效率;另一方面又转变增加其耐磨性能及抗冲击性
为热量,传递给内、外磁转子(磁性材料为钕铁
b.根据实际经验,选用钕铁硼为静环磁性
硼),使其温度升高。如果温度升高至80℃以上,材料,采用成熟充磁工艺保证磁性静环磁力稳定;
会出现严重退磁现象,使得磁力转矩迅速下降,传
c.设计动环尺寸,计算磁力密封的端面比
递效率也随之迅速降低
压,计算动环0形处的接触力矩及静、动环之
b.滑动轴承之间的润滑液压力下降,出现间的剪切力矩,保证动环与旋转搅拌器轴不发生
金属面直接摩擦,使得轴瓦磨损速度加快,寿命迅相对转动;
速下降,同时温度升高。
d.根据实际工况,不单独设计冲洗机构,采
c.密封桶左侧水压下降,吸收塔内的浆液倒取摩擦副开槽的形式来强化润滑和冷却。
灌进搅拌器内,扩大搅拌器故障范围。
3.1.2螺旋密封结构设计
3结构改进方案
考虑到密封介质特性及机械加工和检修的难
3.1密封装置改进
易程度,采用螺杆式螺旋密封结构。将螺旋密封
由于原润滑、冷却和压力密封系统需要不间内部流动分为泵送流动和泄漏流动,根据流量平
断供给的外部压力水,为了节省水资源及保证磁衡理论可知,泵送流量与泄漏量相等时,即密封无
力搅拌器正常工作不受供水环境影响,笔者将以泄漏。螺旋密封无泄漏条件下的密封能力为】:
某电厂的石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺条件为依
kx×L×D
据,设计一套不需外部水源的润滑、冷却自循环系
统好人吸收塔内浆液密封装置。
6x(k2-1)
在分析国内外常用的密封结构、密封材料的
x tan a、
选择、机械结构加工的难易程度及安装简便性的
基础上,选择磁力机械密封结构作为润滑和冷如式中k
密封系数
k1一相对槽宽系数;
水密封装置,采用螺旋密封机构作为吸收塔内浆
液密封机构。改进后的密封结构如图2所示。
k2一相对槽深系数;
Lー一被浆液侵入的螺旋段长度,m;
磁性静环动密封环
齿顶间隙,m;
の一一搅拌器轴圆周速度,m/s
a一螺旋角,(°);
△p一密封腔内外压差,MPa;
一一吸收塔内浆液动力粘度
形圈
根据文献[3,4]优化计算可知,当
图2政进后的密封结构
k1=0.4998,k2=3.002,a=21.05°时,密封能力
3.1.1磁力机械密封结构设计
系数最大值为k=0.577。根据实际情况选取
该型搅拌器转速不高于350r/min,轴颈S=2.5mm,搅拌器轴转速210r/min,L=150mm,
80mm,工作温度一般在-30~90℃范围内,旋转螺旋槽深ん=5mm,螺旋槽宽α=8mm,螺旋齿宽
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