某厂尿素系统有一座直径18m、高为78m的造粒塔，其造粒机在使用当中经常出现一些设备故障，使蒸发系统频繁停车，影响尿素系统的正常生产。尽管曾采取改变中心管密封圈的厚度及材质，加固造粒机支架等措施，但均未能解决根本问题。为了保证尿素生产的长周期运行，同时解决备机问题，决定设计制作一台配合原喷头使用的造粒机。
1、存在的问题及分析
该尿素系统在运行过程中主要出现的问题是
a．尿液常从造粒机顶部溢出。
b．造粒喷头与中心管的连接处常常泄漏，此密封点随喷头伸人造粒塔内，其泄漏将造成尿液粘附塔壁及造粒塔而结垢。
c．造粒机的轴承布置及润滑设计不合理，易造成轴承烧坏。
造粒机的中心管约2m长，上部用法兰与物料管相连，下部直接插入喷头内。在安装和检修造粒机时不容易保证中心管与套管同轴度，长期运行就会导致密封环内圈的不均匀磨损，从而使尿液向上进入套管内产生溢流。
造粒机的中心管与喷头为凹面法兰连接，四氟密封环夹在这个凹槽内，由于此环在长期使用中产生变形和变软，使两法兰之间的密封产生外泄漏，尿液由此直接向外喷人造粒塔内。
造粒机转动部分采用上、下两个滚动轴承来实现。滚动轴承主要承受径向载荷，仅能承受较小的轴向载荷。而造粒机是垂直安装，喷头、中心管及套管、皮带轮、尿液使上述两个滚动轴承主要承受轴向载荷，显然轴承的承载不合理。
该机没有专门的润滑油道，在第一次组装时不能对滚动轴承有很好的润滑条件，从而使轴承易烧坏。
另外，由于密封环随喷头伸人造粒塔内，这个密封点既不容易被观察又不便于检修，需要更换时，必须把中心管拆除，吊出造粒机，需要对中找正。每更换一次密封环相当于重新安装一次造粒机，更换密封环频繁，影响了正常生产。
2、结构改进
针对该造粒机的上述缺陷，对其进行了改进，并重新设计了部分结构。
2.1 密封结构
针对原密封环的问题，曾将密封环改为层压板并增加了该环的厚度，但未收到预期效果。为此，将密封板改为碳纤四氟密封填料函。
将造粒机的下部密封结构改为上部填料密封结构，利用皮带轮的轮廓安装填料压盖，这样既便于观察运转情况，又便于检修，更主要的是采用了紧压填料密封，有效地防止了尿液的泄漏。
2.2 空心轴
为了达到密封结构要求，设计了一根空心轴，该轴采用一根127mm×17mm，材料为0Crl7Nil4Mo2的高压管加工而成(图4)。该轴上部安装皮带轮及密封填料，下部通过螺纹连接一个凸面法兰与I型喷头配合相连，从而带动喷头旋转，这样既保证了喷头旋转的同轴度，又保证了喷头法兰的密封可靠。
2.3 轴承布置
为了改善滚动轴承的受力情况，在造粒机底部设计安装了一个8222的推力球轴承，通过它来承受中心管、皮带轮、喷头及尿液的轴向载荷。同时在造粒机的上部和下部设计了两个轴承座，这两个轴承座与机体配合连接，取代了原来的轴承端盖，这样既保证了轴承的配合安装，又保证了整个造粒机的配合组装，同时还能贮存润滑油。
2.4 润滑结构
由于增设了上、下轴承座，在设计造粒机上、下两个注油接头时，把上、下轴承座结合起来考虑。在上、下轴承座上分别设计了两个与注油接头相通的润滑油道，当润滑油经油枪从注油接头注入，通过润滑油道进入轴承座时，随着轴承的旋转，轴承得到充分的润滑。考虑到润滑油会不断流失，将原轴承端盖的毛毡密封改为骨架油封，大大减少了润滑油的流失，确保了设备的长周期运转。
3、使用情况
新造粒机投入使用后，其运行结果表明，该机振动小，噪声低，运转平稳，彻底解决了尿液溢流、外泄及轴承被烧坏等问题。同时该机具有易检修，易维护保养，能快速更换密封填料及造粒喷头，能快速定心对中等优点，经过72h高负荷生产考核，新造粒机完全能满足年产260kt尿素造粒的使用要求。
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