回转窑的密封问题分析

杨楠

摘 要：回转窑的工作受到两端密封的影响，对于密封良好的回转窑其工作性能也会大大提高。文章通过对目前回转窑的密封水平进行了论述，详细的探讨了目前应用较为广泛且技术水平较高的气封式以及径向摩擦式和端面摩擦式的工作原理以及结构特点。

关键词：密封；回转窑；结构 回转窑的工作是通过负压操作属于热工设备，因此冷空气多少会从精致装置同进料口、出料口的连接点进入，因此装置对于密封性的要求较高，需要减少设备的漏风。密封效果会对设备的燃烧效率造成影响，密封不良则热端燃烧温度就会降低，随之增加的是热耗；而在冷端同样会影响正常的设备通风，加大排风负荷，影响排风机运转。所以设备的密封效果会影响到回转窑的生产以及运转效率，并对生产质量以及成本能耗产生影响。

回转窑的密封类型主要有接触和非接触两种。非接触密封又可以分为气封式、迷宫式两种类型，而接触式则能够分成径向摩擦、端面摩擦两种。回转窑的密封问题主要是由于无论是哪种密封都会多少存在误差和问题，诸如，筒体的制造安装中的误差或者设备筒体的弯曲会造成径向以及端面的偏摆；筒体轴向窜动以及热胀冷缩；迷宫式密封在设计上无法确定间隙大小；因此密封效果会受到影响，尤其是迷宫密封，基本上不再被应用到生产中。因此文章仅仅对前述应用较多且较为成熟的密封方式（气封式、摩擦式）进行论述。

1 气封式

气封式的密封使得静止件同运动件完全脱离了接触，密封全靠气体，其原理就是在密封处形成正负气压氛围。这种负压密封的方式在苏联曾经使用过，但是由于抽出气体中含有较多的尘粒，想要排入大气需要经过必要的净化措施，不但不能提高生产效率还要增设精华设备，系统也较为复杂，因此没有得到应用。

而常用的正压式密封在风罩两侧的冷风套以及筒体处设置有专用的鼓风机，其设置位置在扇形的密封板外部。通过空气喷嘴对护板进行冷却，从而延长窑口护板寿命。而空气在筒体以及护板处会被预热，之后再风罩正压作用下，通过垫板缝隙进入窑头罩内，而一部分则被排出设备。由于正常工作中的窑头罩中气压约为微负压状态，且窑头的悬臂比窑尾悬臂短了三分之二，价值密封板的偏摆预留间隙小，因此进入窑内的气体不多，且经过预热后的气体不会对窑内的燃烧造成过大的影响。因此处于该原因，只有窑头才能够应用正压气封，而对于负压比较大的窑尾则不适合应用气封式密封结构。在风罩处设置锁风阀以及灰斗，用以卸除漏料，并且该结构能够有效提高设备的密封性能。气封式密封结构的最大优点是不会造成部件磨损且结构简单，维修便捷。但是同样也存在较大的缺陷，首先无法避免空气的漏入，其次会降低窑系统的热效率。

2 端面摩擦式

2.1 气缸式

气缸式密封结构主要通过接触实现，靠摩擦环的动静端面予以保持。而为实现静止的密封环能够微小的进行浮动，用以使其能够适应筒体出现的轴向位移，另外采用石棉绳对密封处进行缠绕，进行填料式密封。实际上该种密封原理早在上世纪就应用在窑尾密封结构中，而目前所使用的气缸式密封是在此基础上进行了结构改进，完善之后的技术。根据实际的分析能够分析出三个改进之处。

（1）保证摩擦环之间的密封性以及贴合性，而利用均匀分布的气缸对密封处进行加压，相对比过去的重锤杠杆原理或者小车原理的加压方式先进许多。

（2）过去承托式的密封环支承改为更为先进的悬吊式。

（3）对原有填料函从固定改进为浮动，并对浮动环的重量以及尺寸相对的缩小。

通过上述三个主要技术方面的改进，使得浮动环变得更加方便灵活，而气压缸能够均衡气压，且方便调整，保证摩擦环之间能够在任何情况下良好的接触，由于贴合较好，因此严密性较高，且能够避免不均磨损的出现，提高密封结构、耐久性以及密封的可靠性。目前所使用的窑尾气缸式密封结构中，浮动密封板是被悬吊于小车之上的，其周围均布的气缸能够对密封环进行作用，使得其压紧在密封环上。磨衬板磨损问题能够通过在接触表面增加石墨润滑的方式减少磨损。必须要注意的是，同其他气缸相比，下部的两个气缸的安装方向是相反的，为的是躲避有可能出现的漏料现象，正是由于上述的两个气缸固定位置在烟室，而不是浮动的密封板之上，因此为平衡压力，在接触面周围需要分别进行供气，采用两套管路向上部和下部的气缸进行供气，并且气缸的压力也由不同的调节器继续拧控制，在进行操作时对于下部气缸可以适当的调高压力作用。

2.2 弹簧杠杆式

端面摩擦密封主要由烟室上的固定环和一周若干块随窑回转的活动扇形板来实现。后者由铰链支承于窑筒体末端延伸的部分， 借助于拉力弹簧和杠杆机构，把扇形板压向烟室的固定环上，保持紧密接触。扇形板外圆与环形内表面之间的间隙可通过高度调整机构控制。由于扇形板是随窑转动的，不受筒体偏摆的影响，所以间隙可以调到小至0.5MM既允许扇形板的轴向浮动，又能实现较好的迷宫密封。

3 径向摩擦式

3.1 石墨块密封

这种密封主要由一周多块石墨板围绕窑筒体组装而成，石墨块的大小及数量根据窑直径和石墨货源规格而定，国内第一套石墨密封是在太原水泥厂70年代初投入使用的，以后在国内其它水泥厂中得到推广，并不断完善。由于石墨具有润滑性能，磨损小，对筒体有保护作用，且造价低矛易于制作，安装维修方便。使用中出现的缺点是：下部石墨块易被熟料颗粒卡住，不能复位，使石墨块与筒体脱离接触，形成漏风缝隙。有的工厂把弹簧改为钢丝绳缠绕一周，靠重锤拉紧。我们曾在太原水泥厂作了改进设计，结构型式与原型基本未变，但把石墨块支架由原来静止的改为随窑转动的，这样就在不断回转的过程中，随时把侵入的颗粒清理出来，避免卡住，同时弹簧在转动中通风冷却较好，防止过热失效。在工厂实际应用，反映良好。

3.2 薄片式

使用耐熱性良好的薄弹簧钢板在周围进行均布，将钢板固定在支架上，另外自由端则通过形变反弹应力压于筒体之上。薄片之间相互交叠类似鳞片状，用以消除薄片结构之间的间隙。目前在一些回转窑中也使用薄片式密封结构，将薄片设置在沉降室内，在法兰上同窑头处的风冷套相互贴合。而沉降室的位置则在窑头罩的端面，除了薄片自身由于弹性产生应力之外，还应当用钢丝绳将自由端进行缠绕固定，并使用重锤将绳子的另一端予以拉紧固定。而薄片之间的密封可以通过双层结构令交叠缝错开。另外由于窑头处的温度较高，因此需要在该处设置折流隔热板，用以防止弹片过热而出现的密封效果不佳的现象。若是窑头处出现了偶然正压现象时，也能够挡住被正压鼓出的灰尘粒，使得灰粒进入灰斗。该种密封方式只要具有足够的摩擦力，那么密封性能就能够很好的被保障，因此在窑头处能够使得窑偏摆适应性增加。并且在零件的跟换、加工上，该处结构都较为方便，正是由于这种经济性，使得该种方式被广泛的适用。

综上所述， 窑的密封有多种多样， 特点各异，形式不同， 虽然本文介绍的几种都是目前国内外成熟、先进的可供采用的型式， 但是正确的选择取决于多种因素， 如规格以及窑型、制造维修水平、预期效果和经济性等， 不可能用单一的型式满足各种不同的情况，设计者只有根据用户的实际需要，采取针对性的条件选择制定最合理的方案才能使得回转窑的密封收到最佳的效果。

参考文献

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