带旋转轴塔的轴封问题是进行设计或设备改造时常困扰我们的难点。这是由于塔类设备本身的技术结构，使解决这类问题具有一定的难度。 　　第一，塔的轴封一般安装在塔顶处，高度均在20m以上，这就要求轴封在结构形式上必须简单，便于拆卸和安装。 　　第二，塔的主轴长径之比非常悬殊，往往形成超细长轴，其刚性差，偏摆性大，所以在要求轴端密封时，要尽可能减小轴端密封中心线与塔主轴同轴度之间的误差。 　　第三，塔的工艺条件决定了塔的运转周期必须在1年以上，不允许中间有更换或检修轴封的可能性，所以轴端密封设计必须能保持其长期运转，而不泄漏。因此，我们在设计塔的轴封时，必须尽可能考虑塔设备的工作特点，不但要求在密封结构上合理可行，而且能确保运行中的安全可靠。 　　1、结构与特点 　　一般塔的轴封有2种形式：填料密封和机械密封。由于塔主轴的振动和摆动大，仅用填料密封达不到良好的密封效果，而且填料密封用于塔的轴封，其维护费用很高，一般要高出机械密封20倍左右。所以选用机械密封比填料密封好，能满足其可靠和安全的技术要求。在机械密封中又有单端面和双端面2种密封形式。这2种密封结构相比，双端面密封有如下优点： 　　①能满意地封住气体或真空条件下的流体。 　　②密封含有悬浮物溶液的安全操作能力比单端面密封要高。 　　③其结构具有防止有毒流体逸散到外界大气的安全特性。 　　④是唯一能处理很高压差的设计结构，其密封寿命较长。可见，双端面密封比单端面密封更能满足塔的轴封要求，根据塔的工艺与结构确定其具体结构形式。 　　糠醛转盘塔是某装置的主要设备，原设计利用水力内驱动，因水力驱动产生湍流影响最佳提淬率，改造后采用外部电动机驱动，改造后的转盘塔比负荷达到42～44m3/m2时，提高精制油收率65%～80%，满足了工艺生产的需要。在实现由内动力驱动改为外部电动机驱动的过程中，如何解决塔的轴封，成为改造中主要问题。 　　转盘塔工艺条件：操作压力0.6MPa，操作温度150℃，主轴转速0.5r/s,介质为10%的糠醛溶剂和减二、三、四线混合物料，安装位置在塔顶部(高27m)。主轴直径80mm，长15m，直径与长度之比为1∶190，属超细长轴，刚性差，偏摆性大。考虑到塔内物料含有10%的糠醛溶剂，糠醛溶剂遇空气中的氧产生强氧化物，油变粘稠状，而且具有腐蚀性。塔内物料不能漏出来，而空气也不允许进入塔内。所以选用双端面多弹簧、非平衡型密封形式作塔的轴封，见图1。 　　由于密封安装在塔高27m处，则使结构拆装简单方便至关重要。双端面密封可以构成1个单一整体结构形式，密封腔内装有2组摩擦体，连同轴套和弹簧，构成1个直径260mm，高256mm的整体，总质量约为20kg,1人可以扛到塔顶，因此方便了检修和安装较为方。根据细长轴偏摆性大，刚性差的特点，选用多弹簧结构(弹簧直径9mm，弹簧钢直径1.3mm，圆周均布，1面12个，2面共24个)，压力均匀，密封的追随性好。主轴转速0.5r/s，比较低。弹簧比压Ps=13Pa。所以，即使主轴摆动在0.5mm时，也能保持良好的密封性。另外，为了保持在主轴摆动情况下摩擦体面永远贴合，选用动环摩擦面95.4×9，静环摩擦面 99×9(单位均为mm)，达到了要求的密封性。 　　密封材料：动环为2Cr13，基体上堆焊69A-铬基1#焊条，硬度为Rc49～53(成品硬度)。静环为石墨浸呋喃树脂，抗压160MPa，肖氏硬度HS87.25，密封圈为4FV型，弹簧材质为65Mn，密封面接触宽度4.5mm，面积14.62cm2，密封压缩量3.5mm。 　　双端面密封结构通常配有加压喷射液供应系统，又称阻封液系统，用来压送来自外部的液体。这种辅助液必须满足2项基本要求。首先，必须具有良好的润滑性，其次，必须在化学性质上与物料相溶。系统还必须满足下列要求： 　　①为了使双端面密封结构的阻封系统能很好工作，必须在密封室内保持正压，以便向密封接触面提供适宜的润滑，正压还可以防止外来颗粒进入密封室，一般高出塔内操作压力0.2MPa。 　　②双端面密封结构产生的热量，也能由阻封液将其失散。该双端面密封阻封液体选30#机械油，油压保持在1MPa(塔操作压力为0.6MPa)，高出塔内操作应力，塔内物料漏不出来。由于高于空气压力，大气也进不到密封腔内，而密封件全部浸在30#机械油中，介质情况良好，摩擦阻力小，密封寿命长。若选用单端面密封，阻封液体只能选用静压，塔内压力波动大，密封面容易被冲开而造成密封失效。 　　双端面密封阻封液的注入方法，也经过详细的考虑和计算。密封腔装在塔高27m的塔顶处，安装1条阻封液管线，不仅工作量大，而且不经济。考虑到转盘塔的转速为0.5r/s，摩擦热量和搅拌热量均比较小，所以改用固定式气压注油法代替阻封液管线，见图2。 　　油罐容量25～30L3，内装4/5油量，油罐上部空间用氮气充压1MPa，油罐下面装有8mm紫铜管接头和开关阀，当密封腔压力下降时，用罐内油补充进去，罐内油减少时，可在罐盖加油孔补充油量。油罐气压下降时，可用小气瓶充压，小气瓶是用长500mm的76.2mm不锈钢管，两头加上封头焊接而成。小气瓶内充氮气，压力5MPa，由减压阀把气压调到1MPa后充到罐内，保持油罐压力。 　　一般的阻封系统注入流体时常需冷却，所以系统需装换热器。而该塔密封腔体装在塔高27　m塔顶，有空气自然冷却，另外主轴转速仅0.5r/s，密封接触面宽4.5m，平均线速度仅0.168m/s，因此摩擦热和搅拌热量很少，塔内物料的正常温度为150℃，密封腔装在塔顶外面，传热温度在100℃以下(冬天密封腔温度在60℃以下，夏天温度不超过75℃)，所以不用安装冷却设施。 　　2、安装 　　整体密封腔体装配完成后，必须进行静压试验。静压试验的要求：油压保持1MPa，24h不渗不漏，1MPa油压不能自泄0.2MPa(由温度影响的油压下降因素除外)，这样将可能发生的渗漏都暴露在上塔之前。整体密封腔体调试合格后，用螺栓与塔口法兰连接。密封腔法兰固定后，把塔盘的主轴提起，加上短节和对轮固定，把轴套和主轴用顶丝固定，丝帽在轴套上旋紧。轴套随轴转动，丝帽和轴套端面用4FV形密封圈封死轴套和轴间的间隙，使其不漏。 　　转盘塔轴封的密封性能，除取决于机械密封本身的合理结构和科学调试以外，还与安装时机械密封与塔主轴的同轴度和垂直度密切相关。由于转盘塔(塔盘1200mm，共28层)的动力机构由外部电动机带动，电动机马力17kW，经过蜗轮蜗杆减速，与塔主轴相接，塔主轴全长15m，上段长4m，下段长11mm，中间用卡瓦联轴器相接。所以必须在安装时找好机械密封与主轴的同轴度，保证密封处主轴的晃动值在0.2mm以内。 　　转盘塔运转时，塔内工作压力一般起伏波动大，由于塔内压力和温度的变化，容易把下端面的密封冲开，使大量阻封液流入塔内或塔内物料漏出密封腔外，改变了原有的密封工作条件，导致密封失效。所以，为防止下端面密封被冲开，必须时刻注意密封腔内油压的变化，保持密封腔内油压高于塔内的操作压力，才能维持机械密封正常的工作条件。 　　3、结语 　　塔的轴封设计必须充分估计到轴径、轴长、轴转动速度、工艺流体压力、操作温度及所含液体组分的化学和物理性能等一系列重要的影响因素。密封形式以机械密封为主，密封作为1个整体组件，一般在塔下单独安装，这样可以保证所有零部件都安装适当，不会对密封的摩擦面有任何损害。密封组件装配完成后，所进行的静压试验至关重要。在开工试车时，必须派专人调节密封腔的油压，使油压保持高于塔内物料压力。 　　正常运行后，塔内压力比较平稳，密封达到不渗漏、不维护。运行以1年为周期，一般每年需更换动、静环和密封圈。