硫铵搅拌器安装使用说明书

AP-8200硫铵结晶搅拌器安装使用说明书

合肥华升泵阀有限责任公司二〇〇七年七月

1．概述

目前国内己内酰胺装置副产硫铵生产工艺之间的主要差别在于中和及结晶工艺。其中以蒸发结晶技术和中和结晶反应技术最为典型，其核心设备是带底搅拌的DTB型结晶器，DTB型结晶器属于典型的晶浆内循环结晶器。由于设置了内导流筒及高效搅拌器，形成了内循环通道，内循环速率较高，可使晶浆重量密度保持在30～40%范围内，并可明显地消除高饱和度区域，使结晶器内各处的过饱和度较低且均匀，从而强化了结晶器的生产能力。除内循环通道外，DTB型结晶器还设有外循环通道，用于消除过量结晶。它的优点在于生产强度高，能生产粒度达600～1200μm的大粒结晶产品，已成为国际上连续结晶生产的主要方式。

中和结晶反应技术因重排液直接进入DTB型结晶器，不需另外增加中和系统，并省略了硫胺萃取系统，可节约大量设备投资及生产成本。因此，采用中和结晶反应技术将中和与蒸发结晶两个工艺过程结合在一个反应器内进行，充分利用中和反应热来蒸发水分，能量利用合理，流程简单，设备投资少，是目前国外己内酰胺装置副产硫铵最为先进的生产工艺之一。

AP-8200搅拌器是我公司专门研制，为巨化集团公司制药厂12万吨/年硫铵装置改造项目硫铵结晶反应器配套的搅拌设备，是该装置的核心设备，其使用效果直接影响副产硫铵的产品性能。

从提高混合效果和固-液悬浮操作效率着手，AP-8200搅拌器采用可以较小能耗获得较大排量的新型轴流式搅拌叶轮，该型叶轮的特

点是叶片的倾角和叶片的宽度是随其径向位置而变化的。

对于硫铵结晶反应器来说，不仅需要良好的混合性能，还需要对物料提供足够大的剪切，但这种剪切能力又不能对晶粒的成长造成破坏，与此同时为了及时撤除反应热，还需要搅拌釜具有尽可能高的传热能力。普通的轴向流叶轮往往就不能满足这种多方面的要求，而新型高效轴流式叶轮较平衡地考虑了混合、剪切、传热及对液体粘度的适应性。

图1. AP-8200硫铵结晶搅拌器支撑及内部流场示意图

搅拌设备大多是非标设备，其结构形式极其多样化。随着技术的进步，不断有新型高效的混合设备被研制和开发出来，对搅拌设备的改进，更是日新月异。达到同样的固-液悬浮操作效果，使用新型高效的搅拌器比传统的搅拌器可节能50%；另一方面，达到同样的混合

效果，使用结构简单的新型高效搅拌器可使设备制造成本成倍降低的例子也不少。由于目前搅拌设备的设计还强烈地依赖于经验，因此掌握先进的混合技术，开发和生产高效混合设备，并将其应用于生产实践中，对于国民经济具有重大意义。AP-8200搅拌器便是在此背景下，依托巨化集团公司项目有针对性的研制开发产品。

2．搅拌叶型的选择

对于低粘物系的混合和固-液悬浮、结晶反应操作，叶轮要能以较低能耗提供高的轴向循环流量，传统的船舶推进式叶轮能满足这个要求，但是船舶推进式叶轮的叶片是一个复杂的立体曲面，制造困难，且叶轮较难大型化，制约了其在诸多工业应用场合的推广应用。

因此，近20年来，许多混合设备公司竞相开发节能高效、易于大型化的高效轴向流叶型，AP-8200搅拌器采用的高效机翼式叶型便是其中具有代表性的一种。该叶型全部由曲线构成，叶片的倾角和叶片的宽度是随其径向位置而变化的，在同样的功耗下，要比一般的叶型多产生30%的排量。AP-8200搅拌器对于DTB结晶器来说，不仅需要良好的混合性能，还需要对物料提供足够大的剪切，但这种剪切能力又不能对晶粒的成长造成破坏，同时为了及时推动流体到真空表面进行传热，还需要搅拌器具有尽可能高的流体推动能力。普通的轴向流叶型往往就不能满足这种多方面的要求，而新型高效轴流式机翼式叶型较平衡地考虑了混合、剪切、传热及对液体粘度的适应性。

AP-8200搅拌器采用的变厚度、变安放角高效机翼式叶型，具有高排液量，低剪切性能，釜内有导流筒与之配合，轴向循环能力更强，

可在过渡流及湍流操作中得到较强的流动场，排出性能比普通轴流式机翼式叶型高出30%以上，适用于低粘度液体的混合、溶解、反应、结晶等操作。图2为该叶型的示意图。

图2. AP-8200硫铵结晶搅拌器翼型示意图

3．AP-8200搅拌器主要技术参数

3.1 搅拌器主要技术参数

介质：硫铵母液（硫铵、有机物、水）

使用压力：常压釜内温度：常温

安装方式：底入式桨叶型式：新型高效轴向流桨叶

桨叶回转直径：?1096mm ，转速116rpm

搅拌轴直径：?100mm

导流筒内径：?1200 mm 导流筒高度：～6670 mm

釜内径：?3800mm 釜高：12500mm 釜容积：120m3

密封型式：双端面机械密封(API plan 54) + 填料密封

釜底设备安装法兰：DN500（HG20592-97 / PN0.6）

3.2 原动机（电机）技术参数

型号：Y225M-4(P=45KW，n=1480r/min)

电源：3P×380V×50HZ

防护等级：IP55 绝缘等级：F

3.3 减速机技术参数

型号：BF127-12.78 （直交轴立式安装型）

减速比：12.78 输出转速：116rpm

输入轴直径：?55mm 输出轴直径：?110mm

4．搅拌器执行的主要标准及规范

搅拌器的设计、制造、试验与验收等均遵照下列标准、规范执行：HG21563 《搅拌传动装置系统组合、选用及技术要求》

HG21564 《搅拌传动装置—凸缘法兰》

HG21565 《搅拌传动装置—安装底盖》

HG21567 《搅拌传动装置—双支点机架》

HG21568 《搅拌传动装置—传动轴》

HG21570 《搅拌传动装置—联轴器》

HG21571 《搅拌传动装置—机械密封》

HG21572 《搅拌传动装置—机械密封循环保护系统》

5．AP-8200搅拌器设备及结构说明

AP-8200搅拌器为底入式安装方式，由原动机组、传动装置及搅拌装置三部分构成。

AP-8200搅拌器原动机组部分由电机及减速机组成，并有共用的安装底座，电机输出轴与减速机输入轴可以较好的找正；减速机采用直交轴立式上端输出型减速机，电机及减速机间采用柔性膜片联轴器连接。

AP-8200搅拌器传动装置通过釜底的设备安装法兰固定在釜底，它起着承上启下的作用，它将减速机的动力输出传送给搅拌装置，并为其提供支撑，传动装置及减速机间采用柔性膜片联轴器连接。搅拌器的传动装置采用大跨距悬臂支撑结构，大幅降低工作转子的悬臂比。其动力输出端采用双列圆柱滚子轴承，使径向承载能力大大提高，可充分限制机械密封处的轴跳动及搅拌装置的径向摆动；其动力输入端则采用三轴承支撑结构，其中同向安装的两只轴承可承受更大的指向动力输入端的轴向力，该轴向力由转子的自重及桨叶工作时介质施加给桨叶的反作用力而组成，采用三轴承结构可充分降低每只轴承的轴向载荷，提高轴承使用寿命。

AP-8200搅拌器搅拌装置是通过刚性联轴器与传动装置连接的，其重量及工作时桨叶产生的径向及轴向载荷均由传动装置里的轴承来承受。搅拌装置由毂及可拆卸的三只桨叶构成，桨叶采用变厚度、变安放角高效机翼式翼型，具有高排液量，低剪切性能，釜内有导流筒与之配合，轴向循环能力更强，可在过渡流及湍流操作中得到较强的流动场，排出性能比普通轴流型翼型高出30%，适用于低粘度液体的混合、溶解、反应、结晶等操作。

AP-8200搅拌器轴封采用机械密封，可根本杜绝泄漏情况的发生，

在机械密封的下方采用填料密封进行保护，此外在填料密封的下方还设置了挡水环及接液盘，可将机械密封泄漏的少量介质引离现场。其安装使用要求见后附的《AP-8200搅拌器机械密封安装使用指南》。6．AP-8200搅拌器安装说明

AP-8200搅拌器分原动机组、传动装置及搅拌装置三部份分别组装供货，需在用户现场进行整机的安装调试。设备安装必需在釜施工完毕，并对装置管路系统及釜进行充分吹扫清洗后方可进行。

设备与釜的安装接口是位于釜底的设备安装法兰及釜下方的悬挂式支架，由于受釜结构设计限制，组装好的搅拌装置外径较大，无法直接安放至釜内，必需将桨叶和毂拆开，在釜内重新进行组装，毂及桨叶可分别通过釜底设备安装法兰通径500㎜的内孔送入。搅拌装置的桨叶和毂出厂前进行了整体静平衡，重新组装必需按桨叶及毂上的相应编号配对安装。

釜底设备安装法兰是搅拌器的安装接口，法兰与导流筒的同轴度直接影响搅拌器的实际流场，设备安装法兰平面与釜下方的悬挂式支架表面的平行度也有较高要求，偏差较大会给后续的设备安装带来较大困难。其具体技术参数要求见后附的《设备安装技术要求》。

搅拌器的搅拌装置与传动装置是通过刚性联轴器用螺栓连接的，联轴器上的配合止口可较好的保证其对接安装精度，无需进行额外的调校。安装过程中，需要现场找正的是减速机输出轴与传动装置输入轴的同轴度，其测量方法及轴向和径向跳动允许偏差，见后附的《设备安装技术要求》。

综上所述，AP-8200搅拌器对现场安装有较高要求，其安装精度直接影响搅拌器的正常运行及使用寿命。因此，必需充分重视该设备的现场安装工作。

图3. AP-8200硫铵结晶搅拌器安装控制节点图

设备安装技术要求

（图参见AP-8200搅拌器安装控制节点图）（1）导流筒相对于釜底法兰中心线（基准A）的同轴度误差不大于3.0㎜；

（2）原动机组安装面相对于釜底法兰平面（基准B）的平行度误差不大于2.5㎜，实际进行设备安装时，可通过在原动机组

共用底座下增减调整垫片的厚度，来进行减速机输出轴与传动

装置输入轴的找正；

（3）减速机输出轴与传动装置输入轴的找正，可通过其上的膜片联轴器的端面及外缘面的相对跳动的测量来进行调整，其具

体测量方法及控制参数数值如下：

a.按图示，千分表与减速机输出轴联轴器端面固定连接，对传

动装置输入轴联轴器端面跳动进行测量，测量时将传动装置

转轴慢慢转动，同时读出千分表指针的偏差值，该值在传动

轴回转一圈时，不得超过0.33㎜；

b.按图示，千分表与减速机输出轴联轴器外圆柱面固定连接，

对传动装置输入轴联轴器的外缘面进行测量，测量时将传动

装置转轴慢慢转动，同时读出千分表指针的偏差值，该值在

传动轴回转一圈时，不得超过0.28㎜。

（4）原动机组的电机与减速机采用独立的共用底座，在出厂前已进行过两轴的精确找正，无需另行调校；

（5）传动装置与搅拌装置组装后，均进行过轴跳动的精确调校，现场只需按要求进行安装即可，无需另行测量、校正。7．AP-8200搅拌器的使用及维护

7．1原动机组的使用及维护

电机、减速机出厂时安装在共用底座上，并已进行过轴心线对中，现场安装时只需进行减速机输出轴与传动装置输入轴的对中即可，具体方法参见上述搅拌器安装说明。

使用前请务必阅读所附的电机、减速机设备专项使用说明书,严格按设备操作规程使用。

设备出厂时，为了设备对中需要，在电机或减速机安装底面下可能垫有薄的调整垫片，重新拆装电机或减速机必需打表重新找正。7．2各装置的装配及设备合装

按AP-8200搅拌器总装图及部件图明细表之要求清点相关零、部件，清洗干净后备用。

7.2.1 传动装置(AP8200-02)之装配

(1)按AP8200-02-00传动装置装配图所示方向，将角接触球轴承（7）

涂抹适量润滑脂后装到轴套上，并使轴承端面与轴向定位台阶可靠接触；

注意：角接触球轴承主要用于承受轴向推力载荷，由于立式安装的搅拌器转子自重较大，以及实际工作时桨叶产生的同向动反力的叠加，使轴承实际承受的推力载荷加大，方向指向动力输入轴端，此处采用三只角接触球轴承联合承担轴向力。安装时应使靠近动力输入端的两只轴承载荷作用中心处于动力输出侧，以提高轴承的联合承载能力。

(2)将骨架油封分别装入推力轴承上、下压盖（9、4）和径向轴承上、

下压盖（12、10）的密封槽内，安装时应注意骨架油封的唇口方向，并在唇口处涂抹适量润滑油；

(3)先将推力轴承定位套（6）装入轴上，然后将推力轴承下压盖套到

定位套上，之后用圆螺母（35）将轴承及定位套紧固；

(4)将推力轴承上压盖装到轴承座（1）上，并用螺栓紧固；

注意：所有轴承压盖与轴承座间均应加0.2mm青稞纸垫进行密封。

(5)将轴从轴承座动力输入端穿入，并依次将径向轴承下压盖（10）、

径向轴承（11）按图示方向装到轴上；

(6)将推力轴承下压盖（4）用螺栓与轴承座紧固，把轴的位置固定；

(7)将径向轴承上压盖（12）由轴端穿入，并用螺栓与轴承座紧固；

(8)使径向轴承连同紧定套与径向轴承上压盖相靠后，锁紧紧定套螺

母，使径向轴承可靠定位，并给轴承涂抹适量润滑脂；

(9)用螺栓将径向轴承下压盖与轴承座紧固；

(10)将接液盘（15）由轴端穿入，并用螺钉将其与轴承座固定；

(11)在接液盘内距其上缘约15㎜处，将挡水环（16）用螺钉固定

于轴上；

(12)将集装式机械密封装到轴上，安装方法及注意事项参见后附的

《AP-8200搅拌器专用机械密封安装使用指导》；

(13)将釜底法兰（27）与轴承座用定位销固定后，用双头螺柱连接

紧固；

(14)将集装式机械密封与釜底法兰用螺栓连接紧固，并注意使密封

冲洗接口处于适当位置；

(15)将机械密封轴套夹紧环锁紧，使密封轴套与轴可靠固定；

(16)将密封限位板松开，旋至限位槽外重新固定；

(17)将键装入后，把联轴器装到轴上，并把输出端联轴器用圆螺母

锁紧；

(18)传动装置装配完毕后，测量轴的轴向窜动和径向跳动，轴向窜

动不大于0.5㎜，在距釜底法兰端面200㎜处测得的径向跳动不大于0.2㎜。

注意：传动装置交付时已组装调校完毕，到用户现场可直接安装，无需拆解；轴承采用脂润滑，各润滑点需不定期补注润滑脂。

7.2.2 搅拌装置(AP8200-04)之装配

搅拌装置交付时已整体组装，但由于釜开孔较小，必须将毂与浆叶拆解后才能吊入釜内。

搅拌浆叶是按重量分组装配后，进行了整体静平衡试验，因此浆叶在毂上的位置有严格的对应关系，设备出厂时在毂及浆叶上作有相应标记，重新组装时必须按出厂前的对应位置恢复组装。

进行设备检修时只需将传动装置与搅拌装置之间的刚性联轴器松开，把搅拌装置留于釜内，即可进行机械密封更换或传动装置机械部分的检修工作。

7.2.3 总体合装

原动机部分的电机与减速机的对中出厂时已调校好，如拆解必须重新对中调整。

总装前应进行釜及管线的吹扫及清洗，在条件具备的情况下，可在装置水联运完成的情况下再安装本设备。避免由于新施工装置内的焊渣及金属异物进入设备密封部位，造成密封的非正常损坏。

做好上述准备工作后即可进行设备的总体组装工作。总装工作分四步进行：第一步，将传动装置之釜底法兰与釜底部的DN500设备安

装法兰对接，注意在密封面间加四氟密封垫。

第二步，将搅拌装置与传动装置在釜内进行对接，两者之间的连接采用刚性联轴器，此处紧固螺栓配有耐腐蚀材料制造的舌形止动垫片，装配完成后需将垫片外缘折起扣住联轴器外缘，以免松动；完成上述步骤后，可通过传动装置下端的输入联轴器进行盘车检查，其感觉应是轻快、匀调、无死点、无异常摩擦声响的，如有异常应立刻进行检查，正常后方可进行后续组装；

第三步，进行原动机组与传动装置的对接。进行此步工作前，必须将吊装平台平面调校好，安装时应打表检查减速机输出轴及传动装置输入轴联轴器之间的相对跳动，需达到《设备安装技术要求》里的数据要求。调整时可在原动机底座下加薄垫片进行调整。

第四步，进行机械密封外冲洗管路、双端面密封缓冲液管路、填料密封冲洗水管路的配管施工工作，密封上的各进出口位置有相应标记，具体技术要求见后附的《机械密封安装使用指导》。在各管线靠近密封的进出口位置需加装阀门，进口前加装压力表，出口位置加装流量指示仪。切记，各种功能的冲洗液压力必须严格控制在要求的范围内，否则有可能造成密封寿命减短或密封的非正常损毁。

上述工作完成后需将外露的联轴器防护罩加上，并检查减速机内的润滑油是否正常，各冲洗管路通液并达到要求后方可通电试车。

7.3 密封更换及设备维护

本设备的易损件为机械密封，进行密封更换需将釜内介质排空，待釜内有毒物质散尽后方可进行。因为更换本设备密封需从釜内进

行，需将搅拌装置与传动装置分离，拆下传动装置轴端刚性联轴器，将集装式机械密封从轴上整体拉出，其检修工作可在釜外进行。具体操作见《机械密封安装使用指导》。

设备的其他维护主要涉及传动装置内的轴承，传动装置的拆卸可按上述装配步骤逆序操作。

8．搅拌器可能发生的故障及消除方法

9．停车

9．1关闭釜进、出口管路阀门，切断电动机电源；

9．2长期停车不用时，应将釜内置换清洗干净，有条件时可将搅拌及传动装置拆洗下来，将搅拌装置吊出贮存，妥善维护。

二〇〇七年七月

AP-8200搅拌器机械密封安装使用指导

一、AP-8200搅拌器密封特点简介

AP-8200搅拌器用机械密封为DTM1120型釜用机械密封，该密封具有双端面结构，弹簧部分与介质不接触，适用于介质结晶、有腐蚀性或有毒性的应用场合。在双端面机械密封外围又加一套填料密封，即使机封失效也可以靠填料保证设备短时间的正常运行。

AP-8200为底入式安装搅拌器，釜内介质为硫铵及混合酸，工作温度65~120℃，釜内压力0.125Mpa。由于介质易结晶，会形成具有一定硬度的颗粒状晶粒，使位于釜底的密封工作环境较为苛刻。

为了确保密封的长周期安全运行，在结合实际工况进行密封结构设计及选材的基础上，为该密封配置了完备的外冲洗及隔离系统，采用API plan54密封方案，现场需要提供公用工艺液或独立的循环缓冲液系统。外冲洗液可选用介质无结晶的母液或与介质相容的液体，冲洗液压力0.2–0.4Mpa，可采用连续性或间歇性冲洗，最好进行连续性冲洗，该措施可极大改善内侧机封的工作环境；双端面机械密封的隔离液可选用水或与介质相容的无毒、无腐蚀性液体，隔离液压力0.6Mpa。

外侧的填料密封为备用保护性密封，当内侧机械密封可处于正常工作状态时，应使填料处于松弛状态，当内侧双端面机封失效时，可立即压紧填料，使设备依靠该密封维持短时间运行，填料密封处也设有外冲洗接口，可根据现场状况选择使用，冲洗介质采用现场低压工艺水即可。密封所有接口尺寸均为ZG3/8″。

AP-8200釜用机械密封采用的集装式结构设计使其安装、使用更加简便。

二、安装说明

在现场安装、拆卸密封前，安装人员需要认真阅读本指导书或由密封厂家专业人员进行现场指导。

安装、拆卸机械密封时，设备必须处于停车状态，釜内无压，必须充分置换釜内各种有害成分，确认不构成对安装人员有伤害后的情况下，才能对机械密封进行维修、更换等操作。

密封在不正确的安装及使用状况下，会缩短密封寿命或使其发生失效现象，甚至引发事故。因此，千万不能仅依赖密封的高性能而违反正常的操作规程和安全注意事项。

三、安装准备

1、将集装的机械密封整体做静压实验，以检查密封各部件有

无运输过程中的损伤，压力0.8Mpa。如有损坏的部分应及时更换；

2、检查轴与轴套配合部位的状况，轴外径公差为110h7，表

面粗糙度Ra不大于1.6；

3、检查轴台阶处的倒角，这对顺利安装是非常重要的。因尖

锐的棱角会对轴封O形圈造成损伤引起泄漏，而且尖角处可能损伤轴套内孔，造成安装、拆卸困难；

4、清洗密封腔体、轴、密封压盖，任何杂质进入密封部件都

可能引起密封损坏或失效；

5、检查轴的径向跳动和轴向窜动是否符合标准，转子轴向窜

动不大于0.5mm，径向跳动不大于0.6mm；

6、在密封的安装部位涂以清洁适量的润滑脂或润滑油；

7、清除夹紧传动装置部位的油污；

8、检查轴封圈及压盖密封圈是否安装在各自的槽内，可在槽

内涂适量的润滑脂将密封圈粘在槽内。

四、机封安装

本机封为集装式，在出厂前已由专业人员组装成为一个整体，在没有专业人员指导的情况下，请不要将机封拆开。安装时不必做任何调整，只要将机封套在轴上与釜体或法兰连接固定即可。安装过程应在清洁、干燥的环境中进行。

1）按照机封装配图确定现场各管路接口的方位。

2）均匀的拧紧夹紧环A、B上的紧固螺栓（序号24）并保持两夹紧环A、B平行。

3）旋开螺钉（序号29）将限位板（序号15）旋转180度并固定。

五、辅助管路系统连接

□根据机封的辅助系统示意图连接各管线，各接口均在机封上做出了明确的标记。

□应使管线至少保持水平或逐渐向上倾斜，避免死角并尽量减少弯路。

□管路的最上端应设有排气孔，下端应设有排液孔。

注意：开车前必需的检查：

1）检查各紧固螺栓是否拧紧。

2）检查各管路接口是否连接正确及管口密封是否拧紧。

3）密封限位板是否被旋开或拆除。

4）循环管路是否已充满缓冲液。

5）对设备的其他方面进行检查。

6）手动或点动盘车后方可启动设备。

七、密封的运行及维护

运行：

在密封正常无故障运行情况下（此时填料压盖不应旋紧），应注意观测缓冲液的压力及流量，缓冲液出口压力明显降低或回流量的大量下降意味着机封或管线有泄漏。

填料密封是作为备用密封使用的，机封正常工作时无需压紧，只有当机封失效时才需压紧填料压盖，可保证整套密封在较短周期内正常运行，为生产调度及密封的更换作准备。

维护：

机封的维护应由专业人员进行，为了保证生产的连续性，建议用户每台设备备用一套完整的集装机机械密封。

如果机封在保存二年以上未使用时，应对易老化零件（如橡胶密封圈）进行更换，重新研磨密封端面。