增强柔性石墨盘根动静密封装置的结构特、参数及工作原理

　　【摘 要】裂解炉属于旋转设备，螺旋输送装置外壳则相对静止，两者之间密封属于动静密封。为了解决废塑料或废橡胶在裂解的过程中，裂解炉产生的有害气体泄漏出来，对周围的环境造成污染以及危害人体的健康，造成安全生产事故。经过大量的实践，研制了一种增强柔性石墨盘根动静密封装置，文中介绍了该装置的结构特、参数及工作原理。

　　【关键词】动静密封;波形膨胀节;裂解有害气体;增强柔性石墨盘根

　　0 引 言

　　在过去的废塑料和废橡胶裂解的过程中，裂解炉进料端是与螺旋进料装置的外管道直接硬性连接。由于炉子轴向及径向跳动等制造误差，以及螺旋进料装置自重的原因，这种连接在实际生产的过程中，就会在两者的结合面处产生严重的漏气和端部振动等现象，给实际生产带来很大的问题。本文介绍的这种动静密封装置，螺旋进料装置通过动静密封装置后进入到裂解炉内部，避免了过去的硬性连接。采用不锈钢波形膨胀节和增强柔性石墨盘根共同起到密封作用。动静密封装置的安装位置图 1 所示。

　　1 结构特点及参数选择

　　1)波形膨胀节：裂解炉与螺旋进料装置，在生产的过程中存在着轴向和径向的窜动，以及进料两端的温度差而引起的热变形。波形膨胀节的工作原理主要是利用自身的弹性伸缩功能，补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、侧向及其组合位移，补偿的作用具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击、减少设备振动对管道的影响，降噪的功能，起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。由图 1 可知螺旋进料管的外径为 准325的无缝碳钢管，其尺寸厚度及制造检验标准符合 GB/T8163-2008。安装采用的是卧式安装，波形膨胀节的结构及型号为：膨胀节 ZXW(B)400-0.25-1×3×5(N)GB16749-1997。

　　2)压盖组件。2 号压盖组件是由法兰、无缝钢管、压环组焊而成。由于裂解炉在工作过程中产生的气体不具有腐蚀性，且气体的温度在 200~400 ℃左右。所以压环组件采用普通碳素结构钢便能满足工艺要求，通过调节压盖深入密封外圈的长度来实现对石墨盘根密封松紧的调节。

　　3)增强柔性石墨盘根。增强柔性石墨盘根 20×20 密封材料按照图 1 所示的方式进行缠绕，此结构中缠绕的圈数为 8 圈。这种石墨盘根不仅克服了纯石墨材料的拉伸强度低、柔性软和回弹性差、气密性低等缺点。而且还具有良好的耐温、抗氧化、耐腐蚀性和较好的压缩性能。同时还有石墨的优良特性。因此用其做裂解炉与螺旋密封装置结构中重要的密封件。也是利用其轴向的伸缩性，径向的润滑性以及其综合性能。

　　4)密封外圈组件与密封内挡圈组件。密封外圈组件是由法兰、接管和压环组焊而成，密封内挡圈则是由钢管和圆环焊接而成。石墨盘根缠绕在两者中间，通过三者之间的摩擦密封，共同配合在径向和轴向起到密封作用。

　　2 动静密封装置的工作原理

　　通过螺旋输送装置内部的螺旋旋转将裂解物料输送到裂解炉的炉腔内，物料在高温和催化剂的作用下会产生三类物质：残渣、可凝冷凝气、不可凝冷凝气。可凝冷凝气可通过化学脱色、精馏等技术处理得到汽油、柴油和煤油，残渣则通过收集设备进行收集和重复再利用。不可凝冷凝气则会进入动静密封装置内部。裂解炉的旋转运动通过自身的端部法兰与接管带动不锈钢波形膨胀节旋转，通过彼此之间的结构连接，进一步带动密封外圈组件压盖组件和压盖组件转动，实现动静密封装置的整体转动。石墨盘根则起到润滑密封的作用，若密封装置存在跳动或者位移，则通过膨胀节 9 和螺杆紧固件 8 进行跳动量和位移的补偿。调整压盖组件螺栓 2，调整压盖及石墨盘根之间的间隙，在压盖 2 和压环 7 的内外作用力作用下，将盘根调整到合适的密封间隙，这样在几个结构间的相互配合下，解决了裂解炉炉门端部气体泄漏的问题。

　　3 结 语

　　采用波形膨胀节与增强柔性石墨盘根的动静密封装置，投入生产后，解决了气体泄漏的问题。提高了设备的制造质量和利用率，在裂解行业生产中得到广泛的应用。

　　[参考文献]

　　[1] 压力容器波形膨胀节：GB 16749-1997[S].

　　[2] 钢制管法兰：GB/T20592～20635-2009[S].

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