2500t/d生產線回轉窯窯尾密封改造

陳振明，徐京，曹威，張自飛

2500t/d生產線回轉窯窯尾密封改造

2500 t/d Production Line Transformation of Rotary Kiln Inlet Sealing

陳振明1，徐京2，曹威2，張自飛3

在水泥回轉窯的工藝操作中，要求空氣量、燃料量和物料量三者之間保持一定的比例關系，以保證窯的產、質量，因此，良好的窯頭窯尾密封是十分重要的。如果窯尾漏氣，因該處是全窯負壓最大的地方，易吸入大量的冷空氣，而窯內大量氣體不易排出，致使燃料不能完全燃燒，導致熱工制度被破壞，并增加燃料的消耗，還會降低窯的產、質量。2010年應湖南YF水泥有限公司要求，我公司承擔了窯尾技改工程，同時也將此項目作為一個試點。

1 窯尾密封結構的分析

常見的窯尾密封結構形式有迷宮式和端面接觸式。迷宮式因為活動密封槽和摩擦環之間間隙較小，窯尾端部擺動時極易卡死，加上不能消除密封槽和凸緣環間的漏風，已很少使用。目前普遍采用的是端面接觸式，具體形式多種多樣，歸納起來有：氣缸施壓、壓縮彈簧施壓、重錘施壓、拉伸彈簧杠桿施壓等。它們共同的特點是，通過端面施壓使活動、固定面在窯的旋轉及上下竄動時始終保持接觸，以達到密封的目的。這幾種形式各有利弊，氣缸壓緊方式有利于布置，可沿周向均勻布置8～16個氣缸，這樣軸向受力均勻，但需要較復雜的氣路，操作過程中不能斷氣，且氣缸在～100℃溫度下有可能失效，需采取特殊措施才能解決，并且氣缸的價格也較昂貴；用壓縮彈簧施壓，雖結構簡單，但在～100℃溫度下，長時間運轉彈簧容易失去彈性，而且需設計既長又軟的彈簧，給布置帶來難度；重錘的優點是調節簡單（增減重錘塊），但不易多點布置，且布置空間較大；拉伸彈簧杠桿式克服了壓縮彈簧太長難布置的缺陷，但同樣存在長期使用后失效的問題。此次技改，經過論證和現場測量，最終認為只要嚴格設計，措施得力，重錘施壓端面接觸式還是較為理想的窯尾密封形式。

2 重錘施壓端面接觸密封的工作原理

重錘施壓端面接觸式窯尾密封包括徑向密封和軸向密封，其基本原理是，徑向密封環由吊桿懸掛在窯尾煙室上，隨窯竄動但不旋轉，其與煙室套筒之間用石棉盤根密封，盤根繞套筒一周，并用壓板壓緊。軸向密封聯接在料斗上的活動摩擦環上，并與連接在徑向支撐板上的固定摩擦環之間形成端面密封。通過均勻設置在徑向密封上的重錘產生的拉力，使兩摩擦環始終保持接觸；且兩摩擦環間由潤滑系統注入潤滑脂，以減緩磨損并可增強密封效果。

3 重錘施壓端面接觸密封的結構特點

重錘施壓端面接觸窯尾密封的基本結構如圖1所示。

（1）采用端面接觸，接觸面積比較大，同時對窯尾端部擺動有一定適應能力。

（2）重錘沿周向均勻分布于8個點，保證了周向受力均勻，這樣局部不易出現縫隙。

（3）兩側吊桿采用分離式結構，中間增加螺旋扣，以便于修正固定密封環與筒體的同軸度。

（4）吊桿的兩端均采用關節軸承，這樣能夠有效地彌補安裝帶來的支撐板歪斜的誤差而使圓周方向受力均勻。

（5）兩端摩擦環選用耐熱球墨鑄鐵，牌號為RQTAL4Si4，抗拉強度σb≥250MPa，硬度HBS為285～341，高溫短時力學性能：800℃時，抗拉強度σb為82MPa，900℃時，抗拉強度σb為32MPa。

（6）徑向密封環與固定套筒間留有足夠的間隙，以避免密封環與固定套筒的卡碰現象，并能適應窯尾端部的擺動。

（7）為了防止軸向密封環磨損過大，結構中采用干油集中潤滑系統（圖2）。配有電動干油泵。干油泵潤滑脂選用2號復合鈣基潤滑脂SH/T0370-1995，其供油量可根據實際使用情況進行調節，供油次數為13次/min。

4 制造及安裝注意事項

在良好的制造、安裝及正確的操作條件下，這種窯尾密封裝置能夠取得很好的使用效果。制造及安裝應注意以下事項：

（1）制造因素：制造廠應按圖紙要求認真加工零部件，特別是摩擦環和料斗的加工。組成摩擦環的各片如厚薄不均，甚至存在嚴重鑄造缺陷（砂眼、氣孔、局部裂紋等），使用中容易發生斷裂現象。對于固定套筒的圓度要求，要嚴格按照圖紙要求執行。

（2）安裝因素：按要求吊桿在熱態時應處于與窯體中心的垂直狀態，因此安裝時必須考慮窯尾端部膨脹量的影響因素，安裝后吊桿下端應向窯頭方向偏移一個與窯尾膨脹量相等的距離。其次，窯尾喂料室與窯尾護板定位尺寸500（冷態）必須嚴格保證。最后，對零件制造偏差或變形應加以矯正，特別是固定套筒，如橢圓度太大，應采用撐桿整圓的方法彌補制造或運輸造成的缺陷。因此，安裝時石棉盤根壓得太緊會加快磨損，壓得松一點，甚至有微小縫隙也不會漏風跑灰影響使用，因此用力一定要適中。

（3）調試、操作、維護：安裝結束后，必須進行必要的復核檢查。操作開始，應注意觀察各部件的使用情況，是否存在卡死、開縫、漏灰等現象，如有應盡快糾正，以免形成惡性循環。不正常的工藝操作常會造成窯尾正壓，窯尾筒體溫度過高，也是造成密封不良的重要因素，需調節配重，使兩摩擦環處于能貼合但不壓緊的狀態。在使用過程中，一定要進行正常的維護，油路系統如有故障，要及時排除。

從2010年3月該密封裝置改造完成后至今，運行較為可靠、穩定，達到滿意的使用效果，密封環磨損正常，至今還沒有更換。從目前的使用情況看，只要保證潤滑系統正常，密封環的壽命預期能夠達到2年。由于效果良好，特別是減少了密封件的更換頻率，得到了用戶的好評。

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2011-06-03；

呂光