技术 | ATOX57.5立磨磨辊密封结构改造

 

 

1 改造实施背景

我公司建有两条6000t/d熟料生产线,配套的两台生料立磨均采用丹麦史密斯公司生产的ATOX57.5立磨,于2014年5月投料运行,具有粉磨效率高、电耗低、烘干能力强、运行稳定、工艺布置简单等诸多特点。由于ATOX57.5立磨运行的特殊性,内部部件及耐磨件受到块状的物料磨损和高速气流携带的粉末颗粒的冲蚀磨损,导致使用寿命短,更换频繁,维修费用高。这些部件及耐磨件的磨损直接或间接影响到磨机的正常运行,甚至导致磨机工况发生变化,影响产质量及安全稳定运行。该生料立磨主要存在以下问题。

(1)原立磨轴承密封设计为:外侧有两道骨架油封,一道刚性气密封;内侧有一道骨架油封,一道刚性气密封。生产运行过程中,由于生料进口温度在140 ℃,出口在85 ℃以上,油封易老化,且刚性气密封由于物料磨损,间隙变大,粉尘进入轴承,造成轴承损坏。生产过程中油封出现渗漏油情况时,一是浪费润滑油,二是油泥堵塞气密封间隙造成风道堵塞,直接损坏轴承。

(2)刚性凹凸气密封为整体环形结构设计,更换一次骨架油封或刚性气密封,必须将磨辊关节头及水平、垂直液压拉力杆全部进行拆装,工作量大,周期长,给生产造成极大被动。2014年11月公司2#生料磨3#磨辊外侧出现渗漏油现象,检查磨辊润滑站过滤器,未发现金属粉末,凹凸密封间隙5 mm,判定为轴承良好,磨辊外侧轴承密封损坏所致。期间正值熟料、水泥销售旺季,采取随时根据磨辊润滑油站油位适时补油,监护运行,计划年终大修期间进行密封更换,后期运行过程中出现磨辊润滑油站油位降低越来越快,日补油量达到8桶,为避免事故扩大,决定停磨抢修,组织施工力量更换磨辊油封及刚性凹凸密封,抢修耗时7d,对全年产量造成较大损失。磨辊结构见图1。

图1 磨辊结构

 

磨辊结构:3个磨辊(相对于磨机壳体静止,但可绕磨辊轴转动)。磨辊轴装有稀油润滑的轴承,并同中心轭相连。磨辊上的耐磨衬板由夹板和通长的螺栓固定。磨辊轴上装有抛光加工的耐磨环与4个磨辊密封圈形成密封,从而在磨辊内形成油池。空气密封环装在磨辊两侧的轴承盖上。磨辊的内部通过密封空气系统,避免灰尘进入磨辊。密封空气由密封风机提供,且经过滤网过滤。

刚性气密封工作原理:磨辊密封空气从磨机外置的密封风机,经活动的空气管连接至磨辊中心轭风道,再穿过磨辊与中心轭连接的法兰中心孔至3个磨辊的空气密封。密封由圆环构成,并与磨辊密封形成空腔。腔内气压高于外部,物料不能进入磨辊密封,相应地磨辊密封免遭破坏。

由于生产过程中刚性凹凸密封件受到块状物料磨损和高速气流携带的粉末颗粒的冲蚀磨损,部件使用寿命短。刚性凹凸密封间隙大于5mm(原始状态为2mm)即需要更换或维修,间隙变大进而造成刚密封失效,磨辊密封空腔风压不能保持正压,外部物料进入密封腔,造成轴承密封受损,进而导致轴承损坏。

 
 
2 改造思路

通过与史密斯公司专业技术人员沟通,由于生料立磨磨内高温、高风量及高粉尘,磨辊运行工况恶劣,部件磨损及密封老化情况不可避免,为了有效延长磨辊轴承使用寿命及减少维修维护量,及时、便捷更换磨辊轴承油封及刚性凹凸密封,经过多次分析论证,在不影响设备性能的情况下,实施对整体环形结构设计刚性凹凸气密封及磨辊轴承骨架油封剖分优化改造。

优化改造后更换或维修磨辊刚性凹凸气密封及磨辊轴承骨架油封变得方便容易,对磨辊轴承检查维护保养以及延长磨辊轴承的寿命起到极大的作用,对运行过程中突发磨辊漏油处理变得异常简捷。

另外此种结构、做法为岗位及技术人员在正常生产运行期间对轴承、密封检查维护以及刚性凹凸气密封离线堆焊恢复尺寸维修提供了可靠的操作环境。易于拆装,延长轴承使用寿命以及刚性凹凸气密封服役时间,并有效降低了设备过检修情况。

 
 
3 实施方案

(1)将3个磨辊的外侧刚性凹凸密封离线进行激光线切割,切割缝隙控制在10μm以内,剖分面焊接连接法兰面,用M20×120mm高强螺栓进行连接,保证刚性凹密封的机械强度,凸密封由于受挤压应力,并与磨辊法兰连接,不需要另行加固处理。

(2)磨辊外侧的两道轴承油密封,为骨架密封,采用背靠背安装形式。骨架密封整环结构,为保证骨架密封耐油橡胶唇部与磨辊轮轴紧密配合,采用密封弹簧固定。

鉴于骨架密封整环结构,将骨架油封采用斜剖面(增加黏结面积,对接时保证圆周度)切割开口,对接部位采用耐高温黏结剂黏结,密封弹簧固定方式。在不拆装磨辊关节头及水平、垂直液压拉力杆的情况下,实现在线更换。这种处理方式在其他类似设备上有成熟经验,不影响骨架密封使用性能。

 
 
4 实施效果

(1)2016年12月份,利用春节大修期间,对公司1期、2期熟料线生料立磨磨辊密封结构均进行了优化改造。截止到2018年2月使用已有1年以上时间,期间史密斯公司专业技术人员来厂巡检,确认设备状态良好,改造成功,为后期备件优化提供借鉴。2017年10月份,设备累计运行6个月时,设备进入磨损后期,曾出现2#生料立磨3#磨辊渗漏油情况,利用生产避峰期间更换了磨辊外侧骨架油封,整个检修过程用时8h,极大地缩短了检修时间。

(2)此次优化改造共投资3万元,主要是刚性凹凸密封离线进行激光线切割费用,按照往年维修维护费用统计,改造后每年可以节约现场检查更换轴承或密封人工费用84万元左右

(3)技改完成后,将磨机加载压力提高了0.5MPa,台时产量提高25t/h,吨生料电耗降低1.3kWh,保守计算年节约电费:300万t×1.3kWh/t×0.7元/kWh=273万元,达到了节能降耗的目的,同时又延长了设备使用寿命。

 

 

2021年6月24日 14:17
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