HDPE回轉烘干機干燥機是低壓聚乙烯裝置中的重點設備之一，屬于低速重載大型轉動密閉性設備，其主要作用是通過內部蒸汽管的加熱，使聚乙烯中的己烷濕組分的含最降低，達到聚乙烯粉末干燥的目的。中國石化燕山石化分公司低壓聚乙烯( HDPE)裝置的兩臺回轉烘干機干燥機已投入運行12年，近年出現蒸汽換熱管泄漏、傳動機構磨損以及整機振動等不良現象，給裝置的生產、操作以及產品質量帶來了一定的影響。為此，筆者對該設備進行了擴能改造。
1、結構簡介
HDPE回轉烘干機干燥機主要由喂料機、簡體（包括殼體、加熱管及蒸汽分配器等）、進出料系統(tǒng)、進出料端密封、傳動系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)等組成（圖1）。物料經喂料機送至簡體內部，通過加熱管加熱完成干燥過程，最后物料在簡體末端由抄板抄起出料。與常規(guī)回轉烘干機干燥機相比，其特點在于簡體內配置了蒸汽加熱管，加熱管以同心圓方式排成若干圈，并貫穿整個烘干機干燥機機身，物料干燥所需熱量由加熱管提供，是一種熱傳導型密閉性干燥設備。
2、改造原因
改造前HDPE烘干機干燥機存在諸多問題，主要表現在以下幾個方面：
a．HDPE烘干機干燥機使用年限較長，內部蒸汽加熱管發(fā)生腐蝕和泄漏，尤其是蒸汽分配器的焊口經常泄漏；
b．由于烘干機干燥機的整體運行情況為低速重載運行，導致軸承保持架及滾珠經常發(fā)生磨損，甚至造成軸承卡死，同時軸承組件填料處溫度偏高，填料老化、磨損情況嚴重，致使密封性能下降，粉料外漏，既造成了安全隱患又極大的影響r現場環(huán)境；
c．烘干機干燥機的滾圈、托輪分別出現了不同程度
的表面剝落和點蝕，接觸面不均勻，機組振動加劇，對中出現偏移，簡體在水平方向上發(fā)生偏斜；滾圈和擋輪磨嚴重，部分出料管線發(fā)生變形，進、出料端密封效果變差。
3、改造方案
針對以上使用過程中存在的問題，燕化公司和設計單位（天華院）共同進行了分析和研究，利用天華院長期從事密閉型蒸汽管回轉烘干機干燥機研究所形成的成套技術，對烘干機干燥機實施技術改造進行了可行性分析，決定對十燥機結構進行以下優(yōu)化與改進：
a．烘干機干燥機的進料端密封結構改造；
b．機身改造，在利用原有筒體的基礎上，對不凝氣排放系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)（烘干機干燥機內部布管，由原來的兩排管改為王排管，增加換熱面積）以及氣室進行改造；
c．傳動系統(tǒng)的改造（包括傳動部件材料以及潤滑方式）。
3.1烘干機干燥機主密封
進料端密封是密閉型蒸汽管回轉烘干機干燥機的核心技術。日前，蒸汽管回轉十燥機醬遍采用的密封結構均為軸承定位加填料密封，并添加油脂進行潤滑密封的結構。不同之處在于采用小同的定位軸承以及填料。
針對原有十燥機存在的密封件制造、安裝精度不高，軸承結構不合理以及密封填料冷卻效果差等問題，確定新密封結構（圖2）為：滾動軸承（采用無保持架型）定位加V形填料的密封結構；為提高填料的密封效果，填料中陽J添加隔環(huán)，并通入一定量惰性氣體，進行氣體密封；通過增設水冷卻夾套，對密封結構中的滾動軸承、v形填料進行冷卻；密封填料壓蓋處增設彈簧機構，實現自動調節(jié)功能。該結構特點為，結構緊湊，定位及密封性能良好，填料使用周期增長。
3.2不凝氣排放系統(tǒng)
圖3所示的是改造前HDPE烘干機干燥機不凝氣排放系統(tǒng)所采用的連接方式，各換熱管采用活連接，該結構容易泄漏。改進后的結構如圖4所示，新結構中各換熱管與彎管均采用焊接形式，杜絕了換熱管與彎管連接處的泄漏。
3.3布管
根據現有烘干機干燥機的規(guī)格及換熱面積，在改造過程中對其進行了優(yōu)化：維持現有的管排數，增加1圈換熱管，換熱面積由原來560 rr12增至620m2。改造前設備中換熱管采用有縫管，運行中由于物料的沖擊，易造成內層換熱管損壞，導致焊縫等薄弱部位出現漏點。改造后所有換熱管均采用無縫管，確保換熱管的質量。
3.4汽室
汽室是蒸汽管回轉烘干機干燥機蒸汽進入、分配、冷凝液排出、載氣進入及物料排出機構的結合點，是烘干機干燥機的核心技術。如圖5的結構為HDPE烘干機干燥機改造前所采用的汽室結構，該結構是早期的蒸汽管回轉烘干機干燥機的結構，其存在的主要問題是連接汽室與中心管的彎管太長，彎頭太多，熱應力集中，易造成彎管焊縫開裂和中心管破壞。
改造后汽室結構如圖6所示，其特點為結構緊湊，連接汽室與中心管的彎管與彎頭減少，熱應力降低；冷凝液排出管減短，便于冷凝液排放。
3.5材料的選擇
蒸汽管回轉圓筒烘干機干燥機的滾圈材料選擇很重要，直接影響設備的使用壽命，目前國內這類大型轉動沒備的滾圈大多選用ZG310～570，托輪選用球墨鑄鐵。但在使用過程中滾圈往往會出現凹坑、剝落現象，使整個簡體的同軸度發(fā)生改變，密封效果變差，直接影響設備壽命和整個裝置的連續(xù)運行。改造后，滾圈選用42CrMo，硬度HV為240~ 265；托輪選用QT700-2，硬度HV為210～230；大齒圈采用35CrMo，小齒輪采用42CrMo。
3.6潤滑系統(tǒng)
根據目前國內外使用的經驗，改造后設備齒圈的潤滑采用蘸油潤滑；托輪、滾圈采用點滴式高位槽型油站潤滑。
4、方案的實施及效果
改造后的十燥機自2009年7月運行至今，從設備總體運轉情況來看達到了預期效果：
a．烘干機干燥機滾圈和托輪更換后接觸面光滑平整，總體振動減小，運轉平穩(wěn)；
b．進、出料密封組件中軸承采用無保持架軸承，更加適應低速重載工況，相對于有保持架軸承阻尼減小，自調整能力加強，運轉更趨平穩(wěn)；
c．由于使用了水冷系統(tǒng)，進出料端密封組件填料處溫度明顯下降，由原來的50℃降到35℃，隨著環(huán)境溫度的降低，填料使用壽命也會延長；
d．進料側集氣管由原來的銅墊密封改為填料密封，避免了開停車過程中溫度變化造成的密封處泄漏，保證了加熱管熱脹冷縮的自由度；e．由于增加了加熱管的數量，換熱面積增加，使同樣的換熱效果所需要的蒸汽量減少，產量由改造前的lOt/h提高到15 t/h，擴能效果明顯；
f．托輪調整到位，運轉過程中的上升力抵消了設備傾斜度自身葦力的分量，目前前后擋輪均處于靜止狀態(tài)，機體達到r穩(wěn)定平衡狀態(tài)，這樣減小了滾圈和擋輪的磨損量，延長f設備使用壽命；
g．高位油箱的使用使得油量供給更加穩(wěn)定，各處潤滑點供油均勻，沒有出現斷流和流量波動的情況，保證了潤滑的及時穩(wěn)定。
5、結束語
通過此次擴能改造，首先從根本上解決了烘干機干燥機蒸汽分配器泄漏，滾圈托輪磨損嚴重，機體振動偏大，填料及軸承使用壽命偏短等生產隱患，為整個裝置的安全穩(wěn)定生產創(chuàng)造了條件，其次產量由改造前的10t/h提高到15t/h，達到了節(jié)能、增產的目的。
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