摘要:下文作者詳細介紹了羅茨鼓風機的工作原理和機械的結構特點，結合在工作實際動作中的情況，重點分析了羅茨鼓風機機械密封失效原因，及改進和處理措施，以下僅供參考。

　　關鍵詞:  三葉羅茨鼓風機  故障狀況  措施

　　Abstract: the author introduces the detailed luo watts of the blast blower principle and mechanical structure features, combined with the practical work of the situation in action, and analyses the ROM watts blower failure reason mechanical seal, and improve and treatment measures, the following is only for reference.

　　Key words: he was at fault of blower measures

　　1　三葉羅茨鼓風機工作原理

　　機械作業中的羅茨鼓風機是一種回轉容積式風機,其工作原理是通過2個腰形轉子呈反方向等速旋轉的同時，并依靠葉輪與葉輪之間、葉輪與機體之間的間隙,使吸氣腔和排氣腔基本隔絕。最后借助葉輪的旋轉,推動機體容積內氣體,完成吸氣、壓縮、排氣過程。當上側轉子順時針轉動時,下側轉子逆時針轉動,氣體從左側吸入,隨著旋轉時形成工作容積的減小,氣體受到壓縮,最后從右側出口排出,達到鼓風目的(其工作原理見圖1)。

　　圖1　羅茨鼓風機工作原理簡圖

　　鼓風機輸風量與回轉數成正比,當出口阻力變化時,輸送風量不會因之而受顯著影響。羅茨鼓風機結構簡單、效率高,而且工作轉子無須潤滑,廣泛用于輸送有毒有害、易燃易爆、具有腐蝕性的氣體。

　　2　故障狀況分析

　　2.1　故障狀況

　　某工程采用3HD-125N型羅茨鼓風機(結構簡圖見圖2)輸送氯化氫氣體。

　　鼓風機風葉為三葉漸開線直線形,軸端密封采用機械密封,機械密封潤滑方式為油站強制循環,油密封采用非接觸式密封加V形圈密封。采用上側進氣、下側排氣方式。投用后連續出現機械密封靜環面開裂、小面積崩碎,靜環不能在靜環腔內自由伸縮,風機軸與機械密封動環O形圈接觸處磨損嚴重,機械密封出現內漏或外漏等情況,影響裝置的安全穩定運行。

　　2.2　故障分析

　　分析該鼓風機結構、現場工藝狀況后,認為故障率偏高的原因有以下3個方面。

　　圖2　3HD-125N型羅茨鼓風機結構簡圖

　　1-機械密封定位軸套;2-機械密封前靜環組件;3-機械密封動環組件;

　　4-密封襯套; 5-機械密封后靜環組件; 6-靜環壓蓋;

　　7-背帽; 8-軸承; 9-軸承座; 10-副油箱; 11-副墻板;

　　12-機殼; 13-側板; 14-墻板; 15-主油箱; 16-從動轉子;

　　17-從動齒輪; 18-主動轉子; 19-主動齒輪

　　(1)氯化氫氣體中雜質及水分含量超標。雜質和水分混合后易形成黏稠狀沉積物,附著在風葉上造成風機卡死;風機腔體內、與介質接觸的機械密封靜環內表面積渣嚴重,導致密封面損壞。

　　(2)機械密封結構設計欠合理。采用的N型雙端面機械密封的壓縮量偏大;靜環座內的O形圈偏粗,機械密封彈簧彈性不足,靜環無法在靜環座內自由滑動,導致機械密封泄漏。

　　(3)機械密封動環裝配方式設計不當。機械密封動環無法在風機轉子軸上進行定位,機械密封動環與軸發生相對轉動,當動環內O形圈受到扭轉而失效,或風機轉子軸相應配合部位磨損后,氯化氫氣體直接從動環內O形圈與軸接觸處泄漏。

　　3　改進措施

　　(1)在風機的進、出口安裝過濾網,嚴格控制氯化氫中固體顆粒的含量,使其質量濃度不超過100mg/m3;同時,嚴格控制氯化氫氣體中的水含量,防止積渣、腐蝕設備。

　　(2)調整機械密封的壓縮量,改變靜環O形圈、機械密封彈簧的尺寸。該鼓風機使用的是RRD-N-65型雙端面機械密封(結構見圖3),實際測得固定腔體的尺寸為33 mm,機械密封未壓縮前尺寸為39 mm,因此機械密封單邊的實際壓縮量為(39-33)÷2=3(mm),而此機械密封設計的單邊總壓縮量為2. 8 mm,故實際壓縮量偏大是導致機械密封容易損壞的直接原因。改進后將介質端靜環座背側由10 mm車削至9. 0 mm,即介質端實際壓縮量調整為3-(10-9)=2(mm)。為防止氯化氫氣體的泄漏,增大了大氣側機械密封壓縮量,將大氣側靜環座背側由10 mm車削至9. 5 mm,即大氣側實際壓縮量調整為3-(10-9. 5)=2. 5(mm),并減小靜環座內O形圈直徑,增大機械密封彈簧鋼絲直徑,使靜環在靜環座中自由滑動。

　　圖3　RRD-N-65型機械密封結構示意圖

　　(3)改進機械密封裝配工藝。RRD-N-65型機械密封動環在軸上的固定方式比較特殊(詳見圖2),背帽產生的軸向預緊力依次通過軸承內圈、密封襯套作用在機械密封動環上,使機械密封動環與風機軸不發生相對運動。通常的安裝順序是:內靜環組件→動環組件→密封襯套→外靜環組件→軸承座→軸承→背帽。由于密封襯套與軸采用過盈配合,加熱后才能裝進,當安裝完軸承組件鎖緊背帽時,密封襯套已冷卻并與軸抱死,背帽產生的軸向預緊力不足以推動密封襯套來壓緊機械密封動環,從而使動環處于浮動狀態;同時,在靜環腔體內彈簧彈力的作用下,運行過程中機械密封動環及動環內O形圈相對風機軸轉動,導致動環內O形圈和軸相互磨損。為解決此問題,加工鋼制頂管,軸套熱裝到軸上后,將頂管裝到密封襯套外側,用背帽鎖緊,待密封襯套冷卻后取下背帽,再進行后續安裝。這樣,徹底消除了動環不能安裝到位的問題。

　　該鼓風機共有4套雙端面機械密封,密封面多達8個,一次性安裝難以保證所有機械密封均處于完好狀態,利用閑置材料制作機械密封靜壓試驗平臺,在很大程度上保證了檢修質量,降低了安全運行的風險。

　　4　效果

　　改進后,檢修頻率從連續運行15~30天檢修1次提高到連續運行六七個月檢修1次,檢修人員勞動強度、檢修成本大幅度降低,設備運行的穩定性明顯提高。

　　參考文獻

　　[1]任曉善.機械維修手冊(中卷)[M].北京:化學工業出版社, 2010.