2500t/d生产线回转窑窑尾密封改造

陈振明，徐京，曹威，张自飞

2500t/d生产线回转窑窑尾密封改造

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

陈振明1，徐京2，曹威2，张自飞3

在水泥回转窑的工艺操作中，要求空气量、燃料量和物料量三者之间保持一定的比例关系，以保证窑的产、质量，因此，良好的窑头窑尾密封是十分重要的。如果窑尾漏气，因该处是全窑负压最大的地方，易吸入大量的冷空气，而窑内大量气体不易排出，致使燃料不能完全燃烧，导致热工制度被破坏，并增加燃料的消耗，还会降低窑的产、质量。2010年应湖南YF水泥有限公司要求，我公司承担了窑尾技改工程，同时也将此项目作为一个试点。

1 窑尾密封结构的分析

常见的窑尾密封结构形式有迷宫式和端面接触式。迷宫式因为活动密封槽和摩擦环之间间隙较小，窑尾端部摆动时极易卡死，加上不能消除密封槽和凸缘环间的漏风，已很少使用。目前普遍采用的是端面接触式，具体形式多种多样，归纳起来有：气缸施压、压缩弹簧施压、重锤施压、拉伸弹簧杠杆施压等。它们共同的特点是，通过端面施压使活动、固定面在窑的旋转及上下窜动时始终保持接触，以达到密封的目的。这几种形式各有利弊，气缸压紧方式有利于布置，可沿周向均匀布置8～16个气缸，这样轴向受力均匀，但需要较复杂的气路，操作过程中不能断气，且气缸在～100℃温度下有可能失效，需采取特殊措施才能解决，并且气缸的价格也较昂贵；用压缩弹簧施压，虽结构简单，但在～100℃温度下，长时间运转弹簧容易失去弹性，而且需设计既长又软的弹簧，给布置带来难度；重锤的优点是调节简单（增减重锤块），但不易多点布置，且布置空间较大；拉伸弹簧杠杆式克服了压缩弹簧太长难布置的缺陷，但同样存在长期使用后失效的问题。此次技改，经过论证和现场测量，最终认为只要严格设计，措施得力，重锤施压端面接触式还是较为理想的窑尾密封形式。

2 重锤施压端面接触密封的工作原理

重锤施压端面接触式窑尾密封包括径向密封和轴向密封，其基本原理是，径向密封环由吊杆悬挂在窑尾烟室上，随窑窜动但不旋转，其与烟室套筒之间用石棉盘根密封，盘根绕套筒一周，并用压板压紧。轴向密封联接在料斗上的活动摩擦环上，并与连接在径向支撑板上的固定摩擦环之间形成端面密封。通过均匀设置在径向密封上的重锤产生的拉力，使两摩擦环始终保持接触；且两摩擦环间由润滑系统注入润滑脂，以减缓磨损并可增强密封效果。

3 重锤施压端面接触密封的结构特点

重锤施压端面接触窑尾密封的基本结构如图1所示。

（1）采用端面接触，接触面积比较大，同时对窑尾端部摆动有一定适应能力。

（2）重锤沿周向均匀分布于8个点，保证了周向受力均匀，这样局部不易出现缝隙。

（3）两侧吊杆采用分离式结构，中间增加螺旋扣，以便于修正固定密封环与筒体的同轴度。

（4）吊杆的两端均采用关节轴承，这样能够有效地弥补安装带来的支撑板歪斜的误差而使圆周方向受力均匀。

（5）两端摩擦环选用耐热球墨铸铁，牌号为RQTAL4Si4，抗拉强度σb≥250MPa，硬度HBS为285～341，高温短时力学性能：800℃时，抗拉强度σb为82MPa，900℃时，抗拉强度σb为32MPa。

（6）径向密封环与固定套筒间留有足够的间隙，以避免密封环与固定套筒的卡碰现象，并能适应窑尾端部的摆动。

（7）为了防止轴向密封环磨损过大，结构中采用干油集中润滑系统（图2）。配有电动干油泵。干油泵润滑脂选用2号复合钙基润滑脂SH/T0370-1995，其供油量可根据实际使用情况进行调节，供油次数为13次/min。

4 制造及安装注意事项

在良好的制造、安装及正确的操作条件下，这种窑尾密封装置能够取得很好的使用效果。制造及安装应注意以下事项：

（1）制造因素：制造厂应按图纸要求认真加工零部件，特别是摩擦环和料斗的加工。组成摩擦环的各片如厚薄不均，甚至存在严重铸造缺陷（砂眼、气孔、局部裂纹等），使用中容易发生断裂现象。对于固定套筒的圆度要求，要严格按照图纸要求执行。

（2）安装因素：按要求吊杆在热态时应处于与窑体中心的垂直状态，因此安装时必须考虑窑尾端部膨胀量的影响因素，安装后吊杆下端应向窑头方向偏移一个与窑尾膨胀量相等的距离。其次，窑尾喂料室与窑尾护板定位尺寸500（冷态）必须严格保证。最后，对零件制造偏差或变形应加以矫正，特别是固定套筒，如椭圆度太大，应采用撑杆整圆的方法弥补制造或运输造成的缺陷。因此，安装时石棉盘根压得太紧会加快磨损，压得松一点，甚至有微小缝隙也不会漏风跑灰影响使用，因此用力一定要适中。

（3）调试、操作、维护：安装结束后，必须进行必要的复核检查。操作开始，应注意观察各部件的使用情况，是否存在卡死、开缝、漏灰等现象，如有应尽快纠正，以免形成恶性循环。不正常的工艺操作常会造成窑尾正压，窑尾筒体温度过高，也是造成密封不良的重要因素，需调节配重，使两摩擦环处于能贴合但不压紧的状态。在使用过程中，一定要进行正常的维护，油路系统如有故障，要及时排除。

从2010年3月该密封装置改造完成后至今，运行较为可靠、稳定，达到满意的使用效果，密封环磨损正常，至今还没有更换。从目前的使用情况看，只要保证润滑系统正常，密封环的寿命预期能够达到2年。由于效果良好，特别是减少了密封件的更换频率，得到了用户的好评。

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2011-06-03；

吕光