一種環冷機密封裝置在燒結發電的應用

孫彥強 劉 江

(北京中冶設備研究設計總院有限公司 北京100029)

1 概況

燒結礦在環冷機上被鼓風機吹入的冷風冷卻，經熱燒結礦加溫后的廢煙氣從落料點至煙罩尾端溫度在500℃～200℃左右，風壓在100Pa 左右。一般的鼓風式環冷機的臺車與高溫段煙罩之間存在50mm 左右的縫隙，是一個漏風很嚴重的部位，以往在燒結環冷機的余熱沒有被利用之前，環冷機臺車以上部位的密封沒有被重視，然而現今在要求余熱被利用時，此處的密封成為燒結環冷機余熱利用中取熱的關鍵和難點。

2 設計理念

以往在燒結環冷機與煙罩處的密封存在如下問題:

1)密封不嚴，漏風嚴重。原因是煙罩在長期高溫環境下運行的熱變形，或設備徑向位移跳動造成動、靜密封板的接觸不良等原因。

2)密封橡膠板使用周期短，磨損嚴重。大概3 個月左右需更換一次。原因是密封橡膠板與臺車之間的摩擦嚴重和高溫廢煙氣帶著灰塵對橡膠板直接吹刷的原因。

3)密封結構設計不合理，密封面接觸面積大或者壓緊力大，造成磨損嚴重，臺車的驅動電機負載增加很大。

4)更換密封橡膠板板費時費力，而且需要停機并且要等待環冷機完全冷卻下來。

針對以上問題，本設計為一種可拆卸可調整密封方式，并在多個燒結環冷機余熱發電項目上得到應用，技術可靠性得到了認證，余熱回收溫度得到保證，密封板更換周期延長6 倍以上，具有很好的經濟效益。該設計簡單實用，操作方便，投資少，余熱回收效果明顯。

3 設計方案

3.1 密封裝置組成

該密封裝置由上下兩部分組成，上部由上擋熱板2、緊固銷3、銷孔鋼板4、耐磨耐高溫密封橡膠5 組成，下部分由圓鋼6、45°斜鋼板7、筋板8、下擋熱鋼板9 組成。

3.2 設計方案

本設計由兩道密封組成:第一道密封由固定在煙罩下緣1 上的上擋熱鋼板2 和固定在臺車上緣的下擋熱鋼板9組成，上下擋熱鋼板相互錯開5mm 左右，不影響臺車運行，熱廢氣首先直接沖擊在擋板上，既起到密封作用，阻擋了廢氣中大的顆粒，又對橡膠密封板形成一次熱氣流的保護。第二道密封由耐磨耐高溫密封橡膠5 和45°斜鋼板7上焊接的圓鋼6 組成，銷孔鋼板4 焊接在上擋熱鋼板2上，耐磨耐高溫密封橡膠5 上開有可調整長孔，套在銷孔鋼板4 上，再用緊固銷3 鎖緊。下擋熱板9 上焊有筋板8和45°斜鋼板7，與密封橡膠板5 形成密封副，為了減少摩擦面積，在45°斜鋼板7 上焊接∮16 圓鋼6，使密封面由面接觸改為線接觸，不僅減少了摩擦力，為臺車驅動電機節省了功率，同時延長了橡膠板的壽命。如圖1 所示。

圖1 可拆卸可調整密封裝置

耐磨耐高溫密封橡膠板5 上開有可調整長孔，可調距離為50mm，當橡膠板下裙部發生磨損后，只需將銷釘卸下后，將橡膠板向下移動，使上部沒有破損的橡膠面移動至圓鋼6 處為止，便可接著使用，提高了橡膠板的使用周期。此處采用緊固銷和銷孔鋼板結構，拆卸十分方便，調整起來省時省力，可以在線更換橡膠板。如圖2 所示。

圖2 耐磨耐高溫密封橡膠板圖

3.3 密封裝置特點

該密封裝置具有以下特點:

1)拆卸方便靈活，節約時間。在發現橡膠板有破損、漏風等狀況時可在線操作，只需將緊固銷卸下便能輕松取下橡膠板。以往在密封處卸橡膠板需要停機處理，而且要鉆進臺車內卸螺絲，螺絲、螺母等連接件經長時間高溫后往往很難卸下，只有現場切割。

2)具有可調整性，延長橡膠板的更換周期。當橡膠板下裙部發生磨損后，只需將銷釘卸下后，將橡膠板向下移動，使上部沒有破損的橡膠面移動至圓鋼6 處為止，再將緊固銷鎖死即可，便可接著使用。以往密封橡膠下部摩擦面破損后就需要更換整個橡膠板，而該裝置具有50mm 的可調整距離，只需將橡膠板向下移動，便可繼續使用。

3)具有兩道密封結構，避免橡膠板直接受熱廢氣流和大顆粒雜質的沖刷。以往此處的橡膠板由于受熱廢氣流和大顆粒雜質的直接沖刷，橡膠板很容易被燒損，該裝置利用上下擋熱板形成迷宮式的密封方式，既不影響臺車的運行，又將大顆粒雜質攔下，并將熱氣流進行了緩沖，延長了橡膠板的使用壽命。

4)減小摩擦面，減小運行阻力。該密封裝置在斜鋼板上焊接φ16 圓鋼，使密封面由面接觸改為線接觸，不僅減少了摩擦力，為臺車驅動電機節省了功率，同時延長了橡膠板的壽命。

4 使用效果

該燒結環冷機密封裝置在多家鋼廠燒結余熱發電的現場改造過程中使用，經過對其改造前和改造后測量并記錄，分別對回收廢煙氣溫度，更換橡膠板時間和更換橡膠板人數，橡膠板的使用周期的數據進行對比，結果如表1。

表1 環冷密封改造前后參數對比表

通過以上表格中數據可以看出，這種密封裝置優于傳統的橡膠密封，具有密封件磨損程度輕、制造、安裝簡單、工作可靠、維護方便、經濟效益顯著的優點，不但可以提高密封效果，而且可以節約能源，節省因更換橡膠密封件所需的維修維護時間和費用，在燒結機環冷余熱發電項目具有很好的推廣價值。

5 結論

在燒結環冷機的高溫廢氣被大量利用的今天，環冷機臺車與高溫煙罩之間的密封越來越重要，成為余熱利用項目中取熱的關鍵和難點。本此設計的密封裝置經濟實用，在實踐使用過程中取得了顯著的效果，解決了在不停機狀況下在線更換密封橡膠板的問題，操作上方便靈活，具有可拆卸可調整性，維護維修過程中既節省了大量維修人力和維修時間，而且大大延長了密封橡膠板的使用周期，節省了維修成本。

［1］汪用澎. 大型燒結設備［M］. 北京:機械工業出版社，1997.

［2］北京鋼鐵學院. 煉鐵機械［M］. 北京:冶金工業出版社，1984.

［3］北京有色冶金設計研究總院. 機械設計手冊［M］. 北京:化學工業出版社，2003.

［4］胡松.燒結余熱發電工程環冷機密封技術的改進優化［J］.中國水運(下半月)，2013(6).

［5］周勇平.環冷機上部密封對余熱發電的影響［J］.發電設備，2013(2).

［6］丑善強，于青松. 環冷機密封裝置改造［J］. 中國新技術新產品，2013(7).

［7］劉麗芳，馮剛，張麗燕. 環冷機密封技術開發與應用［J］.柳鋼科技，2014(1).