磁力油封在加热炉鼓风机上的改造应用

雷 勇 李玲攒 杨 阳

（玉门油田分公司炼化总厂 甘肃酒泉）

一、问题

玉门油田分公司炼化总厂常减压车间G4-73鼓风机由北京鼓风机厂制造，为无备用的单台设备，在炼化装置工作期间，连续运转给加热炉供风，设备运行中后期，鼓风机轴承箱轴封经常出现严重的漏油现象，由于泄漏量较大，每天都要加1次油以保证炼化装置的正常运行。润滑油泄漏既造成无谓损耗，也给设备安全完好运行埋下了隐患，还影响了装置的目视化建设。

二、鼓风机轴封结构、原理及泄漏原因分析

1．骨架油封结构

G4-73常减压鼓风机原有轴封为骨架油封，骨架油封由3部分组成：油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。自由状态下的骨架油封，内径比轴径小，即具有一定的过盈量。油封安装入位后，刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，弹簧的作用是随时补偿油封自紧力，见图1。

2．骨架油封工作原理

油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，实现旋转轴的密封。油封的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，厚度过大，油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损；密封唇与轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。

3．骨架油封泄漏原因分析

图1 骨架油封示意图

骨架油封属于动密封元件，临界油膜的存在是油封密封的充分必要条件，因为润滑油膜是油封刃口实现润滑摩擦所必需的，而润滑油膜的存在，使得一定量的泄漏不可避免。旋转用油封使用过程中，运行初期的50～100 h内发生微量的泄漏是允许的。随着运转时间的加长，泄漏会逐渐停止，在有效使用期限内，微量的泄漏是允许的。骨架油封泄漏原因很多，如油封本身质量，安装质量，油封润滑状况，油封橡胶耐老化性能，与油封配合的轴的表面质量，润滑油品质及外部环境等诸多方面。骨架油封质量及安装问题引起的泄漏在风机运行早期就会显露出来，而发生在设备运行中后期的泄漏主要由以下几方面原因引起。

（1）润滑问题。润滑不良或弹簧过紧，唇口径向压力过大，油膜中断产生干摩擦，导致轴颈或唇口磨损，唇部硬化或龟裂引起泄漏。

（2）骨架油封橡胶老化。唇部过热引起硬化、龟裂或长时间使用后橡胶老化导致密封效果不好。

（3）轴质量问题。与骨架油封配合的轴在运行中产生划伤或碰伤，形成间隙而泄漏；轴的表面光洁度低，润滑油膜难以形成和保持，发生干磨；轴表面硬度＞40HRC，引起轴的加速磨损，产生间隙泄漏。

（4）润滑油质量问题。润滑油含有杂质或油质劣化生成氧化物，侵入油封唇口磨蚀轴表面。

（5）外部环境问题。鼓风机在室外安装，风沙导致轴表面不洁，粘附灰尘颗粒，有时环境中的灰尘还会侵入油封唇口，引起轴表面异常磨损。

三、鼓风机轴承箱油封改造

1．磁力油封结构和密封原理

针对常减压鼓风机轴承箱油封漏油问题，对油封进行了升级改造，将骨架油封改造为AIG323I型磁力油封。AIG323I型磁力油封由静环、动密封件、轴向O形圈3部分组成，见图2。

磁力油封是机械密封的一种，依靠磁力进行补偿，其密封端面在润滑油及磁铁磁力作用下紧密贴合，使密封端面形成一微小的间隙，当润滑油通过此间隙时，形成极薄的油膜，油膜阻力阻止油泄漏的同时又使端面得以润滑，由此获得长期的密封效果。

2．改造实施步骤

图2 AIG323I磁力油封示意图

（1）将原来装骨架油封的轴承盖按磁力密封静环径向和轴向尺寸挖出一个凹台，使静环以过渡配合镶嵌在压盖内，静环上的定位孔与压盖上防止静环转动的定位销配合，静环套上O形圈与压盖之间进行密封与保护。

（2）将按鼓风机轴径加工的、内径镶有轴向O形圈的动环一起套在轴上，在O形圈内涂上润滑油以便能自由滑动。

（3）将安装有静环的轴承盖装于轴上与动环装配到位。

（4）上紧螺栓，固定轴承盖。

四、改造效果

改造采用AIG323I型的磁力油封经过长周期运行，鼓风机轴封在运行中后期出现泄漏的问题得到彻底解决，使用寿命满足无备用单台设备3年1修的要求，而且安装简单、不损伤轴。改造后保证了炼化生产的连续性，设备及周围环境面貌得到改善，也为企业内相关设备如轴承箱、齿轮箱、减速机的润滑油封堵和防尘等改进工作积累了经验。