摘要：分析了送風(fēng)機(jī)軸承箱運(yùn)行中泄漏產(chǎn)生的原因，結(jié)合其密封結(jié)構(gòu)上的不足，采取簡便易行的改造措施，消除了漏油，達(dá)到了保證設(shè)備完好和安全運(yùn)行的目的。 關(guān)鍵詞：離心式通風(fēng)機(jī) 軸承箱 迷宮密封 擋油環(huán) 中圖分類號:TH133.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1006-8155(2006)05-0058-04 Improvement on Seal in Bearing Box of Forced Draft Fan Abstract： The reason of leakage during the running of bearing box is analyzed, combining with the structural defect of its seal, the simple and practical reform measures is used to avoid oil leakage, and it keeps the device in good condition and safe running. Key words：Centrifugal fan Bearing box Labyrinth seal Oil slinger 1 設(shè)備狀況概述 我廠二期3號爐為HG-410/9.8-YM11型鍋爐，是單汽包、單爐膛、Π型布置的自然循環(huán)高壓煤粉鍋爐，采用球磨機(jī)中儲式乏氣送粉系統(tǒng)，四角切圓燃燒、固態(tài)排渣。每臺鍋爐配有兩臺引風(fēng)機(jī)、兩臺送風(fēng)機(jī)、兩臺排粉風(fēng)機(jī)、兩臺球磨機(jī)、12臺給粉機(jī)和1臺雙室四電場的靜態(tài)除塵器?！　″仩t兩臺送風(fēng)機(jī)型號為G4-73-12№20D，風(fēng)量：218016m3/h；風(fēng)壓：5610Pa；電機(jī)功率：500kW；轉(zhuǎn)速：990r/min。風(fēng)機(jī)采用懸臂結(jié)構(gòu)，中間由兩個軸承支撐，軸承采用的是NSK22332（原先為53632）。兩個軸承箱體獨(dú)立，其軸承箱兩側(cè)均采用齒狀迷宮密封，密封和軸承箱一體，為水平剖分結(jié)構(gòu)，外部加有端蓋和毛氈輔助密封。軸承采用46#抗磨液壓油油浴潤滑。圖1為原設(shè)計軸承箱的密封結(jié)構(gòu)示意圖。 送風(fēng)機(jī)自1996年投入運(yùn)行，原軸承箱采用潤滑脂潤滑，運(yùn)行后軸承溫度升高至80~90℃，期間也采用過外接冷卻風(fēng)冷卻和箱體淋水冷卻的方法，效果均不理想。隔一段時間油質(zhì)就出現(xiàn)劣化，需要更換軸承，且均為進(jìn)口軸承，但都無法保證檢修周期。1999年，將其軸承箱改為稀油潤滑，解決了軸承溫度升高的問題，風(fēng)機(jī)運(yùn)行較為平穩(wěn)，但軸承箱漏油嚴(yán)重，沿端蓋向下流。漏油逐漸成為制約設(shè)備安全運(yùn)行及現(xiàn)場文明生產(chǎn)的難題，而且頻繁地補(bǔ)油也增加了成本消耗及維護(hù)工作量。2000 ~2004年，先后實(shí)施了更換端蓋毛氈、擴(kuò)大回油孔等多種措施來消除軸承座漏油，均未能徹底解決漏油問題。也曾考慮過使用HD浮動式油擋，但因其價格較高而放棄。2004年利用機(jī)組設(shè)備小修停運(yùn)時間，通過在軸承箱內(nèi)部軸段處加裝擋油環(huán)裝置等措施，取得了良好效果，徹底解決了漏油問題。 ２ 　軸承箱漏油的原因分析 2.1 軸承箱迷宮密封的機(jī)理及影響因素分析　　迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達(dá)到阻漏的目的。迷宮密封的轉(zhuǎn)子和機(jī)殼間存在間隙，無固體接觸，毋須潤滑，并允許有熱膨脹。 2.1.1迷宮密封的密封機(jī)理及影響因素　　流體通過迷宮產(chǎn)生阻力并使其流量減少的機(jī)能稱為“迷宮效應(yīng)”。對液體和氣體，有流體力學(xué)效應(yīng)，其中包括水力摩阻效應(yīng)、流束收縮效應(yīng)；此外對氣體，還有熱力學(xué)效應(yīng)，即氣體在迷宮中因壓縮或膨脹而產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換；此外，還有“透氣效應(yīng)”等。而迷宮效應(yīng)則是這些效應(yīng)的綜合作用。送風(fēng)機(jī)軸承箱體采用齒型迷宮密封，軸頸為光軸，屬于直通型迷宮，封液屬于不可壓縮流體，主要有摩阻效應(yīng)、流束收縮效應(yīng)和透氣效應(yīng)等，密封效果還與其結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。其影響因素分述如下?！　∧ψ栊?yīng)及其影響因素：泄漏液流在迷宮中流動時，因液體粘性而產(chǎn)生的摩擦，使流速減慢流量（泄漏量）減少。簡單地說，流體沿流道的沿程摩擦和局部摩阻構(gòu)成了摩阻效應(yīng)，前者與通道的長度和截面形狀有關(guān)；后者與迷宮的彎曲數(shù)和幾何形狀有關(guān)。一般當(dāng)流道長、拐彎急、齒頂尖時，阻力大，壓差損失顯著，泄漏量減少；　　 流束收縮效應(yīng)：由于流體通過迷宮縫口，會因慣性的影響而產(chǎn)生收縮，流束的截面減小。其效果與迷宮縫口的流量系數(shù)有關(guān)。迷宮縫口的流量系數(shù)與間隙的形狀，齒頂?shù)男螤詈捅诿娴拇植诙扔嘘P(guān)。對非壓縮性流體，還與雷諾數(shù)有關(guān)；　　透氣效應(yīng)：一般直通迷宮中，由于通過縫口后的氣流只能向一側(cè)擴(kuò)散，在膨脹室內(nèi)不能充分的進(jìn)行這種速度能(動能)向熱能的能量轉(zhuǎn)換，而靠光滑壁一側(cè)有一部分氣體速度不減小或者只稍微減小，直接越過各個齒頂流向低壓側(cè)，把這種一掠而過的現(xiàn)象稱為 “透氣效應(yīng)”?！　?迷宮密封的結(jié)構(gòu)型式：直通型迷宮存在著透氣現(xiàn)象，其泄漏量大于理想迷宮的泄漏量。 2.1.2送風(fēng)機(jī)軸承箱密封效果的影響因素 2.1.2.1迷宮密封結(jié)構(gòu)型式的影響　　如上所述，送風(fēng)機(jī)軸承箱采用與箱體一體的直通迷宮密封，其密封效果與間隙（齒尖與軸）、齒尖銳程度、密封齒形狀、齒距、迷宮的數(shù)量、通道的長度和截面形狀及粗糙度有關(guān)。 2.1.2.2輔助密封檢修調(diào)整影響　　軸承箱密封效果與外部毛氈輔助密封效果、箱體中分面密封、箱體密封腔室的回油及時暢通與否及運(yùn)行中輔助密封的調(diào)整等有關(guān)，這些取決于風(fēng)機(jī)的檢修調(diào)整是否合適。 2.1.2.3潤滑方式及箱體型式影響　　油浸潤滑時油的飛濺方向、動能大小、密封處軸頸表面的粗糙度、潤滑油品的粘度等都會影響軸承箱的密封效果?！　≥S承箱的體積、軸承至迷宮密封的軸向長度、軸承箱內(nèi)表面的形狀、軸承箱的密閉程度、軸承箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)件的鼓風(fēng)效應(yīng)等，都會影響軸承箱密封效果。而兩個軸承分體獨(dú)立的軸承箱相比一體式軸承箱多兩個軸端密封，其體積相對狹小。 2.1.2.4運(yùn)行工況影響　　 運(yùn)行中潤滑油的溫升、油位的高低等都會影響到軸承箱密封效果。 2.2 軸承箱漏油的原因分析 2.2.1 迷宮密封的結(jié)構(gòu)原因　　 送風(fēng)機(jī)軸承箱一體式的直通迷宮密封，僅有5圈密封齒，受軸向尺寸的限制，迷宮通道的長度和齒間距都很小，實(shí)測齒尖與軸的間隙在1mm 以上，且圓周方向間隙不勻。密封齒尖較鈍，齒尖厚大于0.5mm。　　 由于采用水平中分結(jié)構(gòu)，水平中分面處存在錯口和鈍邊現(xiàn)象?！　?以上結(jié)構(gòu)上的不足和缺陷是軸承箱漏油的直接原因。 2.2.2輔助密封檢修調(diào)整原因　　 風(fēng)機(jī)檢修后箱體中分面密封均未出現(xiàn)泄漏。但由于箱體迷宮密封的泄漏，造成在運(yùn)行中的外部毛氈輔助密封過度壓緊，其結(jié)果造成毛氈的燒結(jié)，過早失效，起不到輔助密封作用。而且因?yàn)槊珰值倪^度壓緊，造成回油槽無法回油（見圖1），潤滑油由軸頸直接流出，泄漏嚴(yán)重。從檢修時拆下的毛氈情況看出，輔助密封調(diào)整的不當(dāng)，是漏油的間接原因之一。 2.2.3 潤滑方式及箱體型式原因　　 分體獨(dú)立的軸承箱多兩處密封，且體積狹小，其軸承至密封的軸向長度短，造成泄漏距離短，流動阻力小，潤滑油較易泄漏?！　?體積相對狹小而密閉性較好的軸承箱，在運(yùn)行時的溫升，較易造成箱體內(nèi)的微正壓，加之箱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)件的鼓風(fēng)效應(yīng)和迷宮密封的透氣效應(yīng)，潤滑油較易泄漏?！　?NSK22332（原先為53632）為雙列向心球面滾柱軸承，油浸潤滑時油較易飛濺至軸頸和迷宮密封的內(nèi)垂直端面處（見圖1），再者密封處軸頸表面較粗糙，在鼓風(fēng)效應(yīng)和透氣效應(yīng)及箱體內(nèi)微正壓和較短的密封距離等因素的綜合影響下，潤滑油易沿軸頸直接泄漏。 2.2.4 運(yùn)行工況影響　　 由于運(yùn)行時潤滑油泄漏嚴(yán)重，為保證軸承的潤滑和設(shè)備安全，在補(bǔ)油時油位過高，也加劇了泄漏。 ３　消除軸承箱漏油的措施 3.1消除漏油的措施　　 通過以上分析看出，迷宮密封結(jié)構(gòu)的不足和缺陷是軸承箱泄漏的直接原因，輔助密封調(diào)整不當(dāng)和箱體結(jié)構(gòu)的因素及補(bǔ)油油位過高是泄漏的間接原因，消除軸承箱泄漏應(yīng)從改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)和調(diào)整輔助密封入手?！　?由于采用與箱體一體式的結(jié)構(gòu)，對迷宮密封的二次加工或更新是非常困難和不經(jīng)濟(jì)的。而聯(lián)軸器側(cè)和風(fēng)殼側(cè)軸向距離的限制，使外加輔助密封受到限制。采用HD浮動式油擋改造一則費(fèi)用高，一臺風(fēng)機(jī)約需5萬元；再者風(fēng)機(jī)小修周期短，測繪和供貨周期長，也滿足不了要求?！　?通過分析和實(shí)測，認(rèn)為通過在箱體內(nèi)加裝隨軸旋轉(zhuǎn)的擋油環(huán)方案較為可行，原因如下：　　 (1)加裝擋油環(huán)方便易行，在小修時便于實(shí)施，不會使工作量加大（如拆葉輪或聯(lián)軸器）；(2)費(fèi)用低，可以自行測繪和加工安裝；(3)不受箱體結(jié)構(gòu)和軸向距離的限制；(4)軸承與密封較短的距離利于擋油環(huán)對飛濺潤滑油的遮擋，可有效地防止?jié)櫥脱剌S封處泄漏；(5)隨軸旋轉(zhuǎn)的擋油環(huán)可有效地克服因軸頸表面粗糙、鼓風(fēng)效應(yīng)和透氣效應(yīng)及箱體內(nèi)微正壓等因素造成的潤滑油沿軸頸直接泄漏。 3.2 實(shí)施的措施 3.2.1 擋油環(huán)的測繪加工　　 擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)見圖2。 為了不增加拆葉輪、聯(lián)軸器、軸承的工作量，擋油環(huán)加工為剖分式，粗車毛坯后對半剖開，精加工中分面后點(diǎn)焊組合，上車床加工成型，以保證內(nèi)孔配合間隙和中分面密合。 擋油環(huán)尺寸確定：內(nèi)徑與軸配合取0.05～0.07mm間隙；軸向尺寸視軸承與密封端面距離而定；外徑與角度視Z高工作潤滑油面高度與迷宮密封內(nèi)端面外徑（見圖3C處）而定， C處徑向間隙應(yīng)不小于1mm,以防止碰摩，外徑與Z高工作潤滑油面高度間距要大于10mm，以防止運(yùn)轉(zhuǎn)時帶油。 3.2.2 擋油環(huán)的安裝　　安裝擋油環(huán)后的結(jié)構(gòu)如圖3所示。　　將擋油環(huán)上下兩半扣軸徑上固定后兩部分進(jìn)行焊接固定，并在其上鉆孔攻絲，用M6緊定螺釘將擋油環(huán)固定在軸上。內(nèi)孔兩端（圖3中A、B點(diǎn)）及中間結(jié)合處使用室溫硫化硅橡膠密封劑密封。擋油環(huán)軸向位置要保證外徑端面與軸承箱內(nèi)端面（見圖3中D處）不小于3mm，以保證箱壁順利回油，同時C處軸向不小于1 mm，以防止碰摩。 3.2.3 外部輔助密封的調(diào)整　　在回油槽處向軸承箱內(nèi)多鉆3個φ8mm回油孔（見圖3），使經(jīng)過軸承箱端蓋密封處的少量潤滑油能回流進(jìn)人軸承箱內(nèi)?！　≥S承箱端蓋稍微帶緊，使毛氈能起輔助密封和防塵作用，且不會妨礙回油槽回油。在粉塵不大的場所可以將密封毛氈改為耐油橡膠O形圈密封，并涂抹上704密封膠以充分起到阻斷潤滑油外流的作用。以上兩種方法在實(shí)際中運(yùn)用均有較明顯的效果。 ４　效果　　 2004年在小修中對兩臺風(fēng)機(jī)的軸承箱密封作了上述的改進(jìn)，運(yùn)行一年以來，再未出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，達(dá)到了保證設(shè)備完好和安全運(yùn)行的目的。