摘要：分析了送風機軸承箱運行中泄漏產生的原因，結合其密封結構上的不足，采取簡便易行的改造措施，消除了漏油，達到了保證設備完好和安全運行的目的。 關鍵詞：離心式通風機 軸承箱 迷宮密封 擋油環 中圖分類號:TH133.3 文獻標識碼: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型布置的自然循環高壓煤粉鍋爐，采用球磨機中儲式乏氣送粉系統，四角切圓燃燒、固態排渣。每臺鍋爐配有兩臺引風機、兩臺送風機、兩臺排粉風機、兩臺球磨機、12臺給粉機和1臺雙室四電場的靜態除塵器。　　鍋爐兩臺送風機型號為G4-73-12№20D，風量：218016m3/h；風壓：5610Pa；電機功率：500kW；轉速：990r/min。風機采用懸臂結構，中間由兩個軸承支撐，軸承采用的是NSK22332（原先為53632）。兩個軸承箱體獨立，其軸承箱兩側均采用齒狀迷宮密封，密封和軸承箱一體，為水平剖分結構，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為原設計軸承箱的密封結構示意圖。 送風機自1996年投入運行，原軸承箱采用潤滑脂潤滑，運行后軸承溫度升高至80~90℃，期間也采用過外接冷卻風冷卻和箱體淋水冷卻的方法，效果均不理想。隔一段時間油質就出現劣化，需要更換軸承，且均為進口軸承，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，風機運行較為平穩，但軸承箱漏油嚴重，沿端蓋向下流。漏油逐漸成為制約設備安全運行及現場文明生產的難題，而且頻繁地補油也增加了成本消耗及維護工作量。2000 ~2004年，先后實施了更換端蓋毛氈、擴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年利用機組設備小修停運時間，通過在軸承箱內部軸段處加裝擋油環裝置等措施，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理及影響因素分析　　迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的。迷宮密封的轉子和機殼間存在間隙，無固體接觸，毋須潤滑，并允許有熱膨脹。 2.1.1迷宮密封的密封機理及影響因素　　流體通過迷宮產生阻力并使其流量減少的機能稱為“迷宮效應”。對液體和氣體，有流體力學效應，其中包括水力摩阻效應、流束收縮效應；此外對氣體，還有熱力學效應，即氣體在迷宮中因壓縮或膨脹而產生的熱轉換；此外，還有“透氣效應”等。而迷宮效應則是這些效應的綜合作用。送風機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、流束收縮效應和透氣效應等，密封效果還與其結構形式有關。其影響因素分述如下。　　摩阻效應及其影響因素：泄漏液流在迷宮中流動時，因液體粘性而產生的摩擦，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成了摩阻效應，前者與通道的長度和截面形狀有關；后者與迷宮的彎曲數和幾何形狀有關。一般當流道長、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：由于流體通過迷宮縫口，會因慣性的影響而產生收縮，流束的截面減小。其效果與迷宮縫口的流量系數有關。迷宮縫口的流量系數與間隙的形狀，齒頂的形狀和壁面的粗糙度有關。對非壓縮性流體，還與雷諾數有關；　　透氣效應：一般直通迷宮中，由于通過縫口后的氣流只能向一側擴散，在膨脹室內不能充分的進行這種速度能(動能)向熱能的能量轉換，而靠光滑壁一側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，把這種一掠而過的現象稱為 “透氣效應”。　　 迷宮密封的結構型式：直通型迷宮存在著透氣現象，其泄漏量大于理想迷宮的泄漏量。 2.1.2送風機軸承箱密封效果的影響因素 2.1.2.1迷宮密封結構型式的影響　　如上所述，送風機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、迷宮的數量、通道的長度和截面形狀及粗糙度有關。 2.1.2.2輔助密封檢修調整影響　　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行中輔助密封的調整等有關，這些取決于風機的檢修調整是否合適。 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。　　軸承箱的體積、軸承至迷宮密封的軸向長度、軸承箱內表面的形狀、軸承箱的密閉程度、軸承箱內旋轉件的鼓風效應等，都會影響軸承箱密封效果。而兩個軸承分體獨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運行工況影響　　 運行中潤滑油的溫升、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 迷宮密封的結構原因　　 送風機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構，水平中分面處存在錯口和鈍邊現象。　　 以上結構上的不足和缺陷是軸承箱漏油的直接原因。 2.2.2輔助密封檢修調整原因　　 風機檢修后箱體中分面密封均未出現泄漏。但由于箱體迷宮密封的泄漏，造成在運行中的外部毛氈輔助密封過度壓緊，其結果造成毛氈的燒結，過早失效，起不到輔助密封作用。而且因為毛氈的過度壓緊，造成回油槽無法回油（見圖1），潤滑油由軸頸直接流出，泄漏嚴重。從檢修時拆下的毛氈情況看出，輔助密封調整的不當，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，在運行時的溫升，較易造成箱體內的微正壓，加之箱體內旋轉件的鼓風效應和迷宮密封的透氣效應，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垂直端面處（見圖1），再者密封處軸頸表面較粗糙，在鼓風效應和透氣效應及箱體內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 運行工況影響　　 由于運行時潤滑油泄漏嚴重，為保證軸承的潤滑和設備安全，在補油時油位過高，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，迷宮密封結構的不足和缺陷是軸承箱泄漏的直接原因，輔助密封調整不當和箱體結構的因素及補油油位過高是泄漏的間接原因，消除軸承箱泄漏應從改進密封結構和調整輔助密封入手。　　 由于采用與箱體一體式的結構，對迷宮密封的二次加工或更新是非常困難和不經濟的。而聯軸器側和風殼側軸向距離的限制，使外加輔助密封受到限制。采用HD浮動式油擋改造一則費用高，一臺風機約需5萬元；再者風機小修周期短，測繪和供貨周期長，也滿足不了要求。　　 通過分析和實測，認為通過在箱體內加裝隨軸旋轉的擋油環方案較為可行，原因如下：　　 (1)加裝擋油環方便易行，在小修時便于實施，不會使工作量加大（如拆葉輪或聯軸器）；(2)費用低，可以自行測繪和加工安裝；(3)不受箱體結構和軸向距離的限制；(4)軸承與密封較短的距離利于擋油環對飛濺潤滑油的遮擋，可有效地防止潤滑油沿軸封處泄漏；(5)隨軸旋轉的擋油環可有效地克服因軸頸表面粗糙、鼓風效應和透氣效應及箱體內微正壓等因素造成的潤滑油沿軸頸直接泄漏。 3.2 實施的措施 3.2.1 擋油環的測繪加工　　 擋油環的結構見圖2。 為了不增加拆葉輪、聯軸器、軸承的工作量，擋油環加工為剖分式，粗車毛坯后對半剖開，精加工中分面后點焊組合，上車床加工成型，以保證內孔配合間隙和中分面密合。 擋油環尺寸確定：內徑與軸配合取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端面外徑（見圖3C處）而定， C處徑向間隙應不小于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，以防止運轉時帶油。 3.2.2 擋油環的安裝　　安裝擋油環后的結構如圖3所示。　　將擋油環上下兩半扣軸徑上固定后兩部分進行焊接固定，并在其上鉆孔攻絲，用M6緊定螺釘將擋油環固定在軸上。內孔兩端（圖3中A、B點）及中間結合處使用室溫硫化硅橡膠密封劑密封。擋油環軸向位置要保證外徑端面與軸承箱內端面（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 外部輔助密封的調整　　在回油槽處向軸承箱內多鉆3個φ8mm回油孔（見圖3），使經過軸承箱端蓋密封處的少量潤滑油能回流進人軸承箱內。　　軸承箱端蓋稍微帶緊，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。以上兩種方法在實際中運用均有較明顯的效果。 ４　效果　　 2004年在小修中對兩臺風機的軸承箱密封作了上述的改進，運行一年以來，再未出現泄漏現象，達到了保證設備完好和安全運行的目的。