一種新型柔性雙迷宮式密封在我公司窯頭的應用
2020-12-31王安偉,舒超,郝慶豐,李海峰,易軍,常青
(唐山冀東啟新水泥有限責任公司)
01 存在的問題
某公司4000t/d生產線回轉窯規格為中4.8m×72m,窯口外部密封形式采用的是魚鱗片加鋼絲繩束緊式密封,內部采用單迷宮密封方式。該密封形式雖有一定效果,但經過運轉一段時間,熟料顆粒便從魚鱗片處和冷風套內部飛出,溢出的熟料顆粒對一道托輪損傷也很大。該密封不光漏料而且由于密封不嚴,系統漏風也相當嚴重,極大地影響了窯系統的熱工制度和增大了電耗和煤耗。
02 原因分析與解決措施
該公司原有的密封結構形式較為簡單,見圖1。并且由于活動擋圈兩側擋塊安裝不合適,運轉一段時間后造成活動擋圈刮蹭密封罩,把活動擋圈直接拆除,如此一來,僅通過魚鱗片束緊來密封,漏風和漏料嚴重;原冷風套材質為16Mn,該材質不耐高溫,若窯口護板澆注料損壞后會加速燒損冷風套前段,造成一部分熟料顆粒從冷風套內部溢出。要想解決漏料問題,就要從內部的密封結構,冷風套材質入手。解決漏風問題需改進魚鱗片,因此通過考察決定采用新型柔性雙迷宮式密封,見圖2。將原冷風套與窯口護板連接的部位約400mm長的16Mn鋼板改為材質為Cr25Ni20的耐熱鋼板,將此耐熱鋼板分為六段依次焊接在冷風套前端,并將耐熱鋼板插在窯口護板內部(預留3~5mm膨脹量)。
圖1 原有的密封結構
圖2 改進后密封形式
首先該新型雙迷宮密封內部結構為:冷風套插至窯口護板內,冷卻風機一方面對其前部冷卻,另一方面防止熟料顆粒溢出,而冷風套前部立面與摩擦筒體用鋼板組成全封閉整體,避免物料從此溢出,冷風套前部與窯筒體采用六塊彈簧板形式固定;摩擦簡體前部距離窯頭罩距離預留(回轉窯冷、熱態膨脹量235mm)250mm,摩擦簡體后部同樣采用六塊彈簧板與窯簡體固定,安裝過程中要根據窯簡體橢圓程度而逐步修正,確保通過調整彈簧板來確保摩擦簡體近似正圓,為柔性密封均勻磨損提供保障;在擋圈部位焊接龜甲網并澆注60mm厚的澆注料,可以有效地延長擋圈的使用壽命。
其次為了避免系統漏風,外部的柔性密封采用三層密封材料:內層是1.2mm的耐熱鋼片,為了耐磨在其前部又補焊了一層耐熱鋼片;中間層是一種耐高溫、耐磨損的碳硅鋁纖維復合板;外層是用來保護、固定復合板的精加工鋼板。該套柔性密封裝置有較強的耐磨性和補償量,可以有效地降低系統漏風,避免影響窯系統熱工制度,減少了電耗和煤耗。Z后將原有的積灰斗進行適量改動,將積灰斗上部寬度延長至密封罩水平直徑相切處,積灰斗厚度由原來的120mm加厚到250mm。改動后由密封裝置處流下的顆粒更易進入篦冷機。
03 改造效果
改造后,窯頭密封效果良好。窯前負壓控制在-30~-50Pa即可保證無漏料現象,窯頭排風機頻率降低了3~5Hz,二次風溫有明顯的提高;窯口無漏料現象,既降低了工人勞動強度,又改善了窯一檔托輪的工作環境,減緩了托輪的磨損;大大降低了系統的漏風系數,電耗、煤耗均有顯著下降,并且穩定了回轉窯系統的熱工制度;由于摩擦筒體的“正圓”大大減少了柔性密封的使用壽命,預計該套密封可以使用兩年,減少了維修頻次及維修成本。經過近三個月的生產運行觀察,此次密封改造已達到預期效果,設備運行可靠,符合當前水泥市場節能、降耗、環保的要求。
來源:《水泥工程》2018年02期