一、前言
沼气是一种优良的清洁燃料，是有机物在厌氧条件下经微生物发酵作用产生的一种可燃性气体，是多种气体的混合物，一般含甲烷50%～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。沼气最常见用途包括发电、供热以及汽车燃料等，是一种可以完全取代天然气的绿色可再生资源。
我国是一个能源需求大国，沼气作为新能源在中国的规模呈现逐年递增的趋势，尤其是户用沼气池的数量增加明显，已经成为沼气产业的主力，作为绿色能源的应用，发展输送沼气机械设备行业的市场前景广阔，因沼气用风机的参数通常在10~60kPa，3~60m3/min。通风机升压一般小于15kPa，廉价但不适用；而压缩机又过于昂贵，投资成本巨大，投入与回收不成比例，不能满足市场需求，因此发展沼气罗茨鼓风机是必然的趋势。
二、更改方案
1.原有风机设计
罗茨风机是一种两转子回转压缩机械，转子是由叶轮和轴通过热装或者键配合组装到一起，其中转子和转子、转子和机体（包括叶轮和墙板）之间有适当的微小间隙。两转子延轴线互相平行，通过电动机驱动由一对同步齿轮传动，实现做反方向的等速旋转，达到进排气的目的。由于上述特有的送风方式，以TDSR系列罗茨鼓风机的送风压力一般为单级9.8~58.8kPa，流量1~102m^3/min。
普通罗茨鼓风机的机壳和墙板轴孔密封采用带有迷宫槽的迷宫密封，轴伸出端采用骨架油封，对于介质泄漏量要求不大的工艺（如曝气、脱硫、水泥均化等）已完全满足使用要求。但是在输送特殊气体，尤其是易燃、易爆气体，一旦发生泄漏，将造成火灾、爆炸以及人身伤亡等重大事故。因此罗茨风机在原有的密封结构上必须作出改进，以保安全运行。
2.改进后的沼气风机
在输送沼气的罗茨风机项目上，与相关研究所深入合作，查阅大量的国内外相关资料与数据后，就沼气用罗茨鼓风机设计研发了新型机械密封，并投入工业性运转，试验结果风机密封性能良好，使用现场达到零泄漏的效果，完全达到设计目标。
新型机械密封结构如图3所示，该机械密封为单端面密封。由动环、静环、辅助O形密封圈和弹性元件组合而成。工作时动环组合随轴旋转，静环与壳体相对静止，动环和静环通过弹性元件贴合到一起属于接触式密封。
主要性能参数如下
：温度：0~80℃；
使用压力：不大于0.1MPa；
需用转速：2000r/min；
润滑介质：L－CKC150齿轮油；
安装参数：主轴安装密封部位的径向跳动尺寸不大于0.04mm；轴向窜动量不得大于0.3mm；轴的表面粗糙度不得大于3.2μm。
从以上参数不难发现，机械密封对旋转轴的精度要求不高，试验中印证了机械密封对罗茨风机的振动不敏感，该新型罗茨风机机械密封抗震性能好、接触端面磨损能自动补偿，使用寿命长。达到了很好的密封效果。通过这种密封组合在罗茨风机上实现完全集装化、安装使用更为简捷方便，并且气体完全不泄漏。
3.创新点
普通的机械密封为了防止接触面的摩擦发热，通常动静环直接需要水或者润滑油作为冲洗介质，故机械密封一般带有额外的润滑油站或者水站进行冲洗冷却，额外增加了产品成本，且一旦润滑油站或者水站因机械故障造成供液不畅或停止供液，在飞速旋转的机械密封端面将产生大量的热，短期内会将机械密封接触面烧损，从而造成密封失效，产生危险。
经过设计改造，机械密封和风机轴承共用原有驱动端油箱的一个润滑油系统。风机油箱内的润滑油通过固定在轴上的甩油盘的飞速旋转，将飞溅的润滑油不断地送入机械密封的接触端面，保证了润滑所需的油量。因为机械密封和甩油盘在一根轴上，保证了机械密封和甩油盘的即时同步旋转，形成了机械密封和润滑油路的联动，使即时旋转的机械密封也会有润滑油的润滑冷却。而且因为取消了额外的润滑油站，降低了产品的生产和维护成本。
三、结语
输送沼气用罗茨鼓风机经过增加上述设施的改进，密封性能良好，使用寿命长，拆装方便，且附加成本低，适宜在国内沼气行业使用。
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