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「沼气加压风机」机械密封技术的应用详解

日期:2019-11-12 08:54:34 点击数:200
导读: 沼气加压风机机械密封技术应用详解,密封性好,防爆电机,可用于输送,加压沼气等易燃易爆气体,多重保护,不会发生泄漏故障,安全可靠,机械密封和润滑油路联动,生产维护成本低

沼气加压风机机械密封技术的应用详解,沼气加压风机作为密封性好,可输送沼气易燃易爆气体的特殊风机,密封性好,使用寿命长,拆装维修方便,可长时间平稳可靠运行,使用寿命长,附加成本低,可用于农村沼气资源利用改造工程。

「沼气加压风机」机械密封技术的应用详解(图1)

沼气是一种优良的清洁燃料,是有机物在厌氧条件下经微生物发酵作用产生的一种可燃性气体,是多种气体的混合物,一般含甲烷50%~70%,其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。沼气最常见用途包括发电、供热以及汽车燃料等,是一种可以完全取代天然气的绿色可再生资源。

我国是一个能源需求大国,沼气作为新能源在中国的规模呈现逐年递增的趋势,尤其是户用沼气池的数量增加明显,已经成为沼气产业的主力,作为绿色能源的应用,发展输送沼气机械设备行业的市场前景广阔,因沼气用风机的参数通常在10~60kPa,3~60m3/min。通风机升压一般小于15kPa,廉价但不适用;而压缩机又过于昂贵,投资成本巨大,投入与回收不成比例,不能满足市场需求,因此发展沼气罗茨鼓风机是必然的趋势。

1.原有风机设计

罗茨风机是一种两转子回转压缩机械,转子是由叶轮和轴通过热装或者键配合组装到一起,其中转子和转子、转子和机体(包括叶轮和墙板)之间有适当的微小间隙。两转子延轴线互相平行,通过电动机驱动由一对同步齿轮传动,实现做反方向的等速旋转,达到进排气的目的。由于上述特有的送风方式,以TDSR系列罗茨鼓风机的送风压力一般为单级9.8~58.8kPa,流量1~102m^3/min。

普通罗茨鼓风机的机壳和墙板轴孔密封采用带有迷宫槽的迷宫密封,轴伸出端采用骨架油封,对于介质泄漏量要求不大的工艺(如曝气、脱硫、水泥均化等)已完全满足使用要求。但是在输送特殊气体,尤其是易燃、易爆气体,一旦发生泄漏,将造成火灾、爆炸以及人身伤亡等重大事故。因此罗茨风机在原有的密封结构上必须作出改进,以保安全运行。

2.改进后的沼气风机

在输送沼气的罗茨风机项目上,与相关研究所深入合作,查阅大量的国内外相关资料与数据后,就沼气用罗茨鼓风机设计研发了新型机械密封,并投入工业性运转,试验结果风机密封性能良好,使用现场达到零泄漏的效果,完全达到设计目标。该机械密封为单端面密封。由动环、静环、辅助O形密封圈和弹性元件组合而成。工作时动环组合随轴旋转,静环与壳体相对静止,动环和静环通过弹性元件贴合到一起属于接触式密封。

「沼气加压风机」机械密封技术的应用详解(图2)

主要性能参数如下

:温度:0~80℃;

使用压力:不大于0.1MPa;

需用转速:2000r/min;

润滑介质:L-CKC150齿轮油;

安装参数:主轴安装密封部位的径向跳动尺寸不大于0.04mm;轴向窜动量不得大于0.3mm;轴的表面粗糙度不得大于3.2μm。

从以上参数不难发现,机械密封对旋转轴的精度要求不高,试验中印证了机械密封对罗茨风机的振动不敏感,该新型罗茨风机机械密封抗震性能好、接触端面磨损能自动补偿,使用寿命长。达到了很好的密封效果。通过这种密封组合在罗茨风机上实现完全集装化、安装使用更为简捷方便,并且气体完全不泄漏。

普通的机械密封为了防止接触面的摩擦发热,通常动静环直接需要水或者润滑油作为冲洗介质,故机械密封一般带有额外的润滑油站或者水站进行冲洗冷却,额外增加了产品成本,且一旦润滑油站或者水站因机械故障造成供液不畅或停止供液,在飞速旋转的机械密封端面将产生大量的热,短期内会将机械密封接触面烧损,从而造成密封失效,产生危险。

经过设计改造,机械密封和风机轴承共用原有驱动端油箱的一个润滑油系统。风机油箱内的润滑油通过固定在轴上的甩油盘的飞速旋转,将飞溅的润滑油不断地送入机械密封的接触端面,保证了润滑所需的油量。因为机械密封和甩油盘在一根轴上,保证了机械密封和甩油盘的即时同步旋转,形成了机械密封和润滑油路的联动,使即时旋转的机械密封也会有润滑油的润滑冷却。而且因为取消了额外的润滑油站,降低了产品的生产和维护成本。

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