CN211549786U - 一种煤气透平机螺旋液体轴头气封 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，属于密封结构技术领域，包括旋线轴套、外管、密封油及密封环，旋线轴套上设有旋线并套设于轴头上；外管套设于旋线轴套外部并固定在轴头机壳上，外管与旋线轴套之间形成供密封油流动的密封空腔；密封环设于旋线轴套端部；外管两端分别设有进油口和出油口，密封油从进油口流入，沿螺旋状旋线方向流至出油口流出。本实用新型一种煤气透平机螺旋液体轴头气封采用密封油作为密封，在透平机轴头处设置旋线轴套和外管形成供密封油流动的密封空腔，避免煤气外泄，密封效果较好，保证操作工人的人身安全，减少维修更换费用，降低生产成本。

Description

一种煤气透平机螺旋液体轴头气封

技术领域

本实用新型属于密封结构技术领域，更具体地说，是涉及一种煤气透平机螺旋液体轴头气封。

背景技术

在炼铁厂中，高炉鼓风机是冶金行业高炉炼铁生产工艺系统中的动力供风关键设备，而TRT又是钢铁企业节能减排中用于能量回收的一项重要措施，BPRT就是将两种工艺结合起来，使煤气透平与电动机同轴驱动的高炉鼓风机组(Blast Furnace power recoveryturbine)简称BPRT装置。该装置具有上述两个机组的功能，即高炉鼓风和能量回收，它也是由电能和煤气能双能源驱动的鼓风机组。在该机组中，高炉煤气透平回收能量不是用来发电，而是直接同轴驱动鼓风机，没有发电机的机械能转变为电能和电能转变为机械能的二次能量转换的损失，回收效率更高。随着BPRT技术的日渐成熟，该技术在钢铁企业的工程设计中也得到了越来越广泛的应用

BPRT工艺的管路主要有两条：煤气管路和冷风管路，其中煤气管路的主要流程为：高炉煤气自干式布袋除尘器至减压阀组间管道上引出，经过入口蝶阀，入口插板阀及快速切断阀进入煤气透平做功，通过调节透平第一级静叶的角度来控制炉顶煤气压力，透平发出的机械能补充在轴系上，同电动机一起带动鼓风机做功，做功后的高炉煤气通过出口插板阀、出口蝶阀并入减压阀组后的煤气管道。

由此可见，高炉风机房BPRT机组的煤气透平机，是将煤气余压动能转化成机械能的专用装备；技术要求该设备气密性特别高，确保煤气不能泄漏，否则对现场周边职工的生命安全危害很大，这是生产要求所不允许的；目前在实际生产中，进气端轴头石墨碳环气封经常不能起到密封作用，煤气泄漏量相当大，煤气报警器全爆表，现场操作人员无法靠近巡检设备，是安全要求的重大隐患。经过多次更换石墨碳环投入使用后不到两小时泄漏现象依然很严重，每次更换的成本费用15万元，该密封问题已经成为生产过程中一大技术难题，得不到解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，旨在解决目前石墨碳环气封不能起到密封作用，煤气泄漏量大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，用于透平机两侧轴头处的密封，包括：

旋线轴套，套设于所述轴头上并与所述轴头同步旋转，所述旋线轴套上设有螺旋状旋线；

外管，套设于所述旋线轴套外部并固定在所述轴头的机壳上，所述外管与所述旋线轴套之间形成密封空腔；

密封油，用于密封防止煤气泄漏，所述密封油设于所述密封空腔内；以及

密封环，设于所述旋线轴套端部，用于防止密封油从所述旋线轴套端部与所述轴头连接处泄漏；

所述外管两端分别设有进油口和出油口，所述密封油从所述进油口流入，沿所述螺旋状旋线方向流至所述出油口流出。

作为本申请另一实施例，所述旋线轴套的旋线方向为逆时针。

作为本申请另一实施例，所述旋线的升角为25-30°。

作为本申请另一实施例，所述旋线深度为3-5mm。

作为本申请另一实施例，所述密封环为橡胶密封环。

作为本申请另一实施例，所述外管尾部与所述旋线轴套之间设有用于阻止所述密封油与煤气混合的挡油环。

作为本申请另一实施例，所述外管与所述旋线轴套进油口处使用密封填料密封。

作为本申请另一实施例，所述外管与所述轴头接触处使用密封填料密封。

作为本申请另一实施例，所述外管两端与所述旋线轴套两端法兰连接。

作为本申请另一实施例，所述外管与所述旋线轴套为钢质构件

本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型一种煤气透平机螺旋液体轴头气封采用密封油作为密封，在透平机轴头处设置旋线轴套和外管形成供密封油流动的密封空腔，避免煤气外泄，密封效果较好，提高生产现场的安全性，保证操作工人的人身安全，使用寿命较长，减少后期维修更换费用，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的原理示意图；

图中：1、电机；2、机组基础；3、电机与增速器联轴器；4、增速器；5、增速器与风机联轴器；6、风机；7、风机与离合增速器联轴器；8、离合增速器；9、离合增速器与透平机联轴器；10、轴承座；11、透平机；12、旋线轴套；13、旋线；14、外管；15、进油口；16、出油口；17、密封环；18、挡油环；19、轴头。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封进行说明。一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，用于透平机11两侧轴头19处的密封，包括旋线轴套12、外管14、密封油以及密封环17，旋线轴套12套设于轴头19上并与轴头19同步旋转，旋线轴套12上设有螺旋状旋线13，旋线轴套12的内径与透平机11轴头19采用过渡配合；外管14套设于旋线轴套12外部并固定在轴头19的机壳上，外管14与旋线轴套12之间形成密封空腔；密封油用于密封防止煤气泄漏，密封油设于密封空腔内；密封环17设于旋线轴套12端部，用于防止密封油从旋线轴套12端部与轴头19连接处泄漏；外管14两端分别设有进油口15和出油口16，密封油从进油口15流入，沿螺旋状旋线13方向流至出油口16流出。

本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型一种煤气透平机螺旋液体轴头气封采用密封油作为密封，在透平机轴头处设置旋线轴套12和外管14形成供密封油流动的密封空腔，避免煤气外泄，密封效果较好，提高生产现场的安全性，保证操作工人的人身安全，使用寿命较长，减少后期维修更换费用，降低生产成本。

作为本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，旋线轴套12的旋线13方向为逆时针，旋线13的升角为25-30°，旋线13深度为3-5mm。

本实施例中，旋线轴套12的厚度为12mm，旋线13为逆时针方向，旋线13的升角为30°，旋线13深度为5mm，透平机11在启动时带动旋线轴套12旋转提供动力，随着转速提高，旋线13的转速也随着提高，提高吸力，使进油量不断加大，密封油沿着逆向旋线13被推至轴头气封处，与通过轴头气封处泄漏出的煤气平衡。

作为本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，密封环17为橡胶密封环17，确保不渗油。

作为本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，外管14尾部与旋线轴套12之间设有用于阻止密封油与煤气混合的挡油环18。

本实施例中，外管14与旋线轴套12外壁的间隙为10㎜，外观固定在轴头19机壳上，尾部与旋线轴套12出口处的端部装有挡油环18，挡油环18确保油不与气混合。

作为本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，外管14与旋线轴套12进油口15处使用密封填料密封，外管14与轴头19接触处使用密封填料密封。

本实施例中，进油口15和出油口16分别设置在外管14的前部与尾部，外管14与旋线轴套12进油口15处使用密封填料密封，在启动透平机11螺旋泵时随着转速提高吸力不断加大、进油量加大。密封油通过逆向旋线13加压推进到轴头气封处，与通过轴头气封泄漏出的煤气平衡，密封油存放在回油池，密封油与煤气平衡能确保回油池的油位平衡，保证密封油与煤气隔离，密封油源源不断的循环可确保轴头19煤气不泄露。

作为本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，外管14两端与旋线轴套12两端法兰连接，保证后期外管14与旋线轴套12拆卸方便、连接强度高、连接密封性能好。

作为本实用新型提供的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，外管14与旋线轴套12为钢质构件，刚度和强度均能达到轴头气封的需求。

在实际生产过程中，透平机11两侧轴头气封损坏频繁，通过现场检修发现透平机11两侧轴头气封的石墨碳环断裂甭碎，并且还有旋转的磨痕，按要求石墨碳环是不旋转的，应与轴头19的陶瓷轴面保持0.05MM的间隙，实际测量陶瓷轴表面是椭圆的最小跳动量在0.03MM，最大跳动量在0.15MM，已经严重超标，轴头19在转动中带动碳环旋转，由于石墨碳环槽宽度不一致受力不均，造成石墨碳环卡涩折断及崩碎，煤气无法封闭直接从轴头19处泄漏，导致透平机11周边煤气含量达到1000PPM，严重危害职工生命安全，为避免煤气泄露设计了本实用新型的技术方案。

本技术方案包括旋线轴套12、外管14、密封油以及密封环17，旋线轴套12套设于轴头19上并与轴头19同步旋转，旋线轴套12上设有逆时针方向的螺旋状旋线13，旋线13的升角为25-30°，旋线13的深度为3-5毫米，旋线轴套12的厚度为12毫米，旋线轴套12的内径与透平机11轴头19采用过渡配合；外管14套设于旋线轴套12外部并固定在轴头19的机壳上，外管14与旋线轴套12之间形成密封空腔；密封油用于密封防止煤气泄漏，密封油设于密封空腔内；密封环17设于旋线轴套12端部，用于防止密封油从旋线轴套12端部与轴头19连接处泄漏；外管14两端分别设有进油口15和出油口16，密封油从进油口15流入，沿螺旋状旋线13方向流至出油口16流出，在启动透平机11时，旋线轴套12与透平机11轴同步旋转产生动力，外管14尾部与旋线轴套12出油口16处装有挡油环18确保密封油不与煤气混合，进油口15和出油口16设在外管14的前部与尾部，即进油口15设在远离透平机11的一侧，出油口16设在靠近透平机11的一侧，外管14与旋线轴套12的进口处采用盘根密封，在启动透平机11时旋线轴套12随着转速提高吸力不断加大、进油量加大。密封油通过逆向旋线13加压推进到轴头气封处，与通过轴头气封泄漏出的煤气平衡，密封油存放在回油池，密封油与煤气平衡能确保回油池的油位平衡，保证密封油与煤气隔离，密封油源源不断的循环可确保轴头19煤气不泄露。

本实用新型的BPRT机组包括电机1、风机和透平机11，整个机组安装在机组基础2上，由电机1提供动力，电机1与风机6通过增速器4连接，电机1与增速器4之间通过电机与增速器联轴器3连接，增速器4与风机6之间通过增速器与风机联轴器5连接，风机6与透平机11之间通过离合增速器8连接，风机6与离合增速器8之间通过风机与离合增速器联轴器7连接，离合增速器8与透平机11之间通过离合增速器与透平机联轴器9连接，透平机11两侧分别设有轴承座10；在安装时在停机检修时，将透平机11转子吊出半联轴器拔下，将旋线轴套12适度加热并推入指定位置，之后将两端带有法兰的外管14套入旋线轴套12外部，联轴器回装；同理将另一端的盘车大齿轮拔出，用同样的方法将旋线轴套12和外管14安装至指定位置，随后将盘车齿轮回装到位；转子回装静叶伺服调整机构回装，大盖回装紧固；两端轴头光管固定机壳即可。将回油管与原离合增速器回油管接通即可；两外管14进油口15与转子主轴采用盘根密封，进油管与原主进油管接通即可。

本实用新型的安装加工简单耐用，费用不超过两万元，且后期基本不用维修，运行效果和密封效果较好，使轴头煤气无泄漏，提供安全的生产现场，保证操作人员的人身安全；相对于原来每次更换石墨碳环的成本费用15万元，使用本实用新型的煤气透平机螺旋液体轴头气封后每年减少备件采购费用六十万元，降低了生产成本。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，用于透平机两侧轴头处的密封，其特征在于，包括：

旋线轴套，套设于所述轴头上并与所述轴头同步旋转，所述旋线轴套上设有螺旋状旋线；

外管，套设于所述旋线轴套外部并固定在所述轴头的机壳上，所述外管与所述旋线轴套之间形成密封空腔；

密封油，用于密封防止煤气泄漏，所述密封油设于所述密封空腔内；以及

密封环，设于所述旋线轴套端部，用于防止密封油从所述旋线轴套端部与所述轴头连接处泄漏；

所述外管两端分别设有进油口和出油口，所述密封油从所述进油口流入，沿所述螺旋状旋线方向流至所述出油口流出。

2.如权利要求1所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述旋线轴套的旋线方向为逆时针。

3.如权利要求2所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述旋线的升角为25-30°。

4.如权利要求3所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述旋线深度为3-5mm。

5.如权利要求4所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述密封环为橡胶密封环。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述外管尾部与所述旋线轴套之间设有用于阻止所述密封油与煤气混合的挡油环。

7.如权利要求6所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述外管与所述旋线轴套进油口处使用密封填料密封。

8.如权利要求7所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述外管与所述轴头接触处使用密封填料密封。

9.如权利要求8所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述外管两端与所述旋线轴套两端法兰连接。

10.如权利要求9所述的一种煤气透平机螺旋液体轴头气封，其特征在于，所述外管与所述旋线轴套为钢质构件。

Images