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罗茨风机密封失效机理分析及解决方案
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案例介绍
1.罗茨鼓风机工作原理
罗茨鼓风机是一种回转容积式风机,其工作原理是通过2个腰形转子呈反方向等速旋转的同时,并依靠叶轮与叶轮之间、叶轮与机体之间的间隙,使吸气腔和排气腔基本隔绝。最后借助叶轮的旋转,推动机体容积内气体,完成吸气、压缩、排气过程。当上侧转子顺时针转动时,下侧转子逆时针转动,气体从左侧吸入,随着旋转时形成工作容积的减小,气体受到压缩,最后从右侧出口排出,达到鼓风目的。(图1)
 
鼓风机输风量与回转数成正比,当出口阻力变化时,输送风量不会因之而受显著影响。罗茨鼓风机结构简单、效率高,而且工作转子无须润滑,广泛用于输送有毒有害、易燃易爆、具有腐蚀性的气体。
2.故障状况分析
2.1 故障状况
某企业采用3HD-125N型罗茨鼓风机(结构简图见图2)输送乙醇蒸汽。
鼓风机风叶为三叶渐开线直线形,轴端密封采用机械密封,机械密封为无油润滑,油密封采用骨架油封密封。采用上侧进气,下侧排气方式。投入使用后连续出现机械密封动环面开裂,导致密封失效。骨架油封的唇口与风机轴接触处磨损严重,导致润滑油流失,另因机械密封的失效致乙醇气体进入润滑腔内,以致润滑油全部失效,严重影响装置的安全稳定运行。
2.2故障分析
分析该鼓风机结构、现场工艺状况后,认为故障率偏高的原因有以下几个方面。
(1) 机械密封的摩擦副面是石墨与碳化硅,该密封形式在无油干磨擦的状况下,会造成密封面不可逆的破坏性损伤。
(2) 风机在组装的过程中是先安装油封,然后再安装轴承定位,这样由于风机轴自重的原因,会对骨架产生挤压而使之变形,导致骨架油封失效。
(3) 油密封部位的骨架油封唇口和风机轴之间的相互磨损,不仅让骨架油封加速老化,同时也会对风机轴产生损伤。大大减小密封使用性能。
3.改进措施
(1)气封位置采用华力密封研制的HL306A3F型磁力密封,该产品可在无油干摩擦环境下使用,耐压可达到3KG。该产品采用的摩擦副材料摩擦系数仅为0.04,可极大的减少功率损耗。(图3)
(2)油封位置采用华力密封研制的HL306A1F型磁力油封,该产品不仅安装方便,而且可达到零泄漏,不磨轴。(图4)
 
该罗茨风机共须要4套气封,4套油封,结构简单,安装方便
4.效果
改进后,油封部位检修频率从原来的3-4个月检修1次,变成连续运行2年检修1次。检修人员的劳动强度及检修成本大幅度降低,设备运行的稳定性明显提高。
设备的使用寿命从原来的3-4个月提高到2年,返修设备从原来的3%降低为零。售后服务成本大幅度降低,为企业带来极大经济效益。同时公司的风机产品获得客户的一致好评,大大提高了产品的品牌价值。

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