石家莊工大化工設備有限公司2010年4月為客戶制造了一臺6m2雙槳葉烘干機干燥機，用來干燥化工原料生產過程中排放的殘液物料。殘液物料的主要成分為氯離子化合物，夾帶少量的細微硅粉、觸媒粉塵，為中度危害物質，遇水或空氣極易水解，生成二氧化硅顆粒并產生鹽酸腐蝕設備。此外，二氧化硅夾帶的細微硅粉及粉塵硬度大，對設備磨損較大。因此殘液物料在干燥過程中絕對不能接觸空氣或水，這就對設備的密封提出了較高的要求，即設計成微壓密閉型烘干機干燥機。干燥后的粉塵以及金屬氯化物以干渣形式排出，要求干渣的含濕量≤5%。該設備在交付使用了一段時間后，出現了有毒氣體外漏的問題，阻礙了生產正常進行。筆者分析了存在的問題及其產生的原因，并提出了相應的改造方法，從而使生產恢復了正常，減少了客戶損失。
1、烘干機干燥機簡介
在6 rr12雙槳葉烘干機干燥機設計時，根據物料的特點，選用密閉型烘干機干燥機。該烘干機干燥機主要由帶多個鍥形空心槳葉的主、從動軸，帶夾套的圓筒殼體，以及驅動裝置等部件組成。因為主軸轉速較低(5～15r/min)，主軸的兩端采用填料加氮氣環的組合密封形式，加熱介質為飽和水蒸氣，分別進入主、從動槳葉軸及筒體夾套。物料由進料口加入，充滿鍥形葉片間隙，在槳葉軸的轉動下，物料一邊被槳葉軸槳葉和夾套內的蒸汽間接加熱，一邊向前移動，干燥后的物料從出料口排出。
雙槳葉烘干機干燥機結構見圖1。
2、存在問題及原因分析
2.1存在問題
槳葉烘干機干燥機在使用過程中，軸與填料箱不同心，氣體從兩根空心槳葉軸兩端的填料密封處泄漏。如果緊固填料壓蓋處的螺栓，雖然能減少泄漏，但是軸就不能轉動了。如果松動填料壓蓋處螺栓，就會發生有毒氣體泄漏，工人無法在現場操作。
富通新能源生產銷售的烘干機干燥機如下所示： 2.2原因分析
(1)簡體兩端的填料箱座板加工有偏差，填料箱與軸的同心度超出公差。
(2)軸填料處的粗糙度沒有達到圖紙要求。
(3)原設計的軸端密封采用的是3種密封的組合密封方式：a．在簡體端板里側采用動靜環密封。b．在簡體端板外側采用填料密封。c．在填料箱內加氮氣環，以氮氣保護密封。設備發生泄漏后，我們對這3種密封方式進行了認真分析：動靜環密封對固體或粉狀物料的密封效果較好，對氣體的密封效果不太好。筒體外側的填料密封，其填料箱是由兩節填料箱單體連接在一起組成的，其填料的各部分排列順序是：聚四氟乙烯環（最里側）一氮氣環一2圈四氟編織填料一氮氣環-3圈四氟編織填料一氮氣環-3圈四氟編織填料一填料壓蓋。填料箱較長，安裝全部填料后，如果用填料壓蓋壓緊填料，填料與軸之間的摩擦力較大，軸運轉困難。如果填料壓蓋稍松點，外側的填料起不到密封作用，致使簡體內氣體外漏。填料箱內的3個氮氣環，原設計要求兩端的氮氣環是進氮氣的，中間的氮氣環是抽氮氣的。在實際使用中，客戶因為害怕氮氣進入簡體內與物料發生反應，把填料箱內的3個氮氣環全部用來進氮氣，而且氮氣的壓力小于筒體內壓力，這就使氮氣的密封不能達到原設計的密封作用。
3、改造方案
3.1維修改造
維修時，對設備進行了如下改造：
(1)對筒體兩端板的填料箱座板進行精加工，保證簡體兩端填料箱座板的中心距和同軸度≤0.1mm。
(2)對軸進行精加工，保證軸頸表面的粗糙度達到要求。
(3)填料箱不用原來加長型的，而改用主輔填料的結構形式。這種結構可以使輔填料箱的底部兼做主填料箱的填料壓蓋，主填料箱密封一次，輔填料箱再密封一次，相當于兩級密封，提高了密封效果。一般填料密封結構，壓力沿軸向分布不均勻，靠近壓蓋其壓力最高，遠離壓蓋其壓力逐漸減小。改進后，一個填料箱用兩個填料壓蓋，中間還有氮氣環，改善了填料壓力沿軸向分布的不均勻性，減少了填料的磨損，提高了使用壽命。
(4)在輔填料箱壓蓋外側增加了0形圈密封。O形圈密封性能好，壽命長，結構緊湊，裝拆方便，可保證主輔填料連接處不泄漏。
(5)在主、輔填料箱內分別用一個氮氣環保護，每個環上有一進一出兩個氮氣口。要求用戶根據筒體的壓力，適當調整氮氣壓力，讓氮氣保護密封起到應有的密封作用。
改進后的密封結構如圖2所示。
3.2安裝改造
在安裝過程中，要求施工人員嚴格按填料的安裝技術要求進行安裝：
(1)填料用刀片切成與軸心線成60°角，切口不得有毛邊。填料搭接時，應考慮軸的旋轉方向，如圖3所示，各相鄰填料接口要相差120°。
(2)填料在安裝時，裝好1圈或2圈，用制作的半環套進行預壓緊，使填料整圈受力均勻，并保證軸轉動靈活。
(3)主填料箱的填料裝填完畢，安裝輔填料箱，保證主、輔填料箱與軸的同軸度為0.1 mm。用0.1 MPa的壓力對主填料箱進行水壓試驗，轉動軸時填料函所有處不允許有泄漏。
(4)按照上述方法，安裝輔填料箱內的填料。
4、改造效果
6 m2雙槳葉烘干機干燥機經過技術改造后，運轉平穩，一次試車即通過驗收。該機交付用戶使用以來，沒有出現氣體泄漏。該設備的改造減少了物料對設備的腐蝕，延長了設備使用壽命，改善了工人的操作環境，取得了良好的技術經濟效果。
