烧结环冷机柔磁性密封技术在日钢的应用

李兴友 刘辛酉

（日照钢铁有限公司，山东 日照 276806）

0 引言

余热利用是烧结节能的重要方面，目前国内很多烧结厂都建设了余热发电系统。虽然余热发电是一项成熟技术，但实际应用中却出现了投资大、效率低的现象。究其原因，主要有两方面：一是废气没有很好地循环利用；二是系统漏风造成冷却机外排废气温度低，难于回收，余热利用效率低。

环冷机柔磁性密封就是为解决环冷机漏风而开发的一项新技术，其独特的密封方式可大幅降低漏风、现场粉尘及噪音，提高余热发电效率。

1 问题的提出

日照钢铁有限公司有2 台360m2烧结机建有余热发电项目，于2009 年建成投入使用。经运行余热发电效果较差，在全国同行业处于较低水平。通过分析原因为：环冷机漏风严重，烟气入口温度低。经考察论证认为环冷机柔磁性密封治理技术成熟，现场使用效果良好，能够解决此问题。

2 环冷机漏风的主要原因

经现场分析，环冷机漏风主要有以下四个方面的原因：

2.1 底部漏风

现有的鼓风式环冷机底部密封采用橡胶密封，橡胶板采用耐磨橡胶，具有一定硬度和弹性。由于鼓风环冷机长期在高温、高粉尘环境下运行，密封板磨损较严重；其次，橡胶板有一定硬度，当其与台车梁底部或块料碰撞时易发生折断，从而导致漏风。

2.2 栏板漏风

由于冷却机工作环境恶劣，台车栏板会产生不同程度的变形，形成缝隙，造成漏风。

2.3 横梁漏风

运动过程中，台车轮上的横梁与密封胶板接触不良，造成漏风，即三角梁处漏风。

2.4 烟罩漏风

为防止运动的台车拦板碰撞烟罩，拦板与烟罩之间留有一定的间隙，当余热系统的引风机通过烟罩抽取烧结矿的热量时，大量的冷风就会从间隙处进入，影响烟气温度，降低发电量。

3 环冷机柔磁性密封技术

以上几处漏风中，第一、三、四项比较严重，因此治理环冷机漏风须从这几个方面入手。

3.1 环冷机底部柔磁性密

运行过程中，固定在冷却机上的底部弹性密封装置与底部柔磁性钢刷密封装置紧密接触。设备安装后，在磁性物质上撒上精矿粉，柔磁层起密封作用。柔磁层外面为弹性钢刷，一者可以起到密封作用，二者阻止铁精粉透过。考虑到环冷机台车可能出现跑偏、变形等情况，底部弹性密封装置和底部柔磁性钢刷密封装置具有一定宽度，防止接触面漏风。

3.2 台车横梁密封

车轮与横梁经过V 字型卸料沟后，横梁逐渐接近台车体，为防止块料卡在中间，横梁与台车体之间有一定的间隙，间隙用钢刷式密封代替原橡胶密封。该结构采用密集的耐温耐磨钢刷制作，外面带有磁性物质，生产运行中，钢刷吸附铁粉粒呈圆束状在外层更好地进行密封。

3.3 烟罩密封

烟罩两侧漏风改造前采取的方法：采用耐热输送带或石棉布制作密封件，使之接触台车拦板。但耐热输送带经常会出现烧毁现象，石棉布虽然耐高温效果较好，但使用一段时间后，老化断裂现象极为严重。

图1 底部柔磁性密封

针对以上问题，设计了一种带有韧性和弹性的高温钢刷密封体，安装在烟罩两侧，高温钢刷与台车拦板接触，防止冷风窜入。而冷却机环型截面采取铰链式密封板配合高温钢刷的烟气隔板，当有小块烧结矿时，可从钢刷中穿过，当有大块烧结矿时，铰链式密封板抬起，以避免卡阻和损坏。

4 改造项目实施及效果

项目于2 月20 日投入使用后效果明显。主要体现以下几个方面：

4.1 烟气温度提高，产汽量增加，发电量大幅提高。

经过近一个月的运行情况来看，漏风率明显降低，余热发电锅炉入口烟气温度显著提高，发电量大幅度上升，见表1。目前，日发电量（上网）由原来的两台机平均10 万kWh，到现在的日发电量（上网）平均17 万kWh，增幅较大，效果明显。

表1 12#环冷机改造前后及与13#环冷机密封效果对比

4.2 现场环境得到改善，漏风基本得到治理

通过项目实施，现场环境得到了极大的改善。扬尘及外吹积料明显降低，减轻了一线工人的劳动强度,也为环境保护起到了较好的推动作用。

4.3 维修量以及备品备件使用量大幅降低

原橡胶密封需1～2 个月进行维护，维护工作量、备品备件使用量较大,增加了维修工人劳动强度和维修费用。通过改造后，密封装置寿命大大延长,降低了维修工作量及备品备件费用，降低了维护成本。

5 经济效益分析

（1）目前环冷机鼓风机装机功率为5×710kW，通过实施漏风治理技术，环冷机漏风率降低，可减少环冷鼓风机开机数1～2 台，目前12#环冷鼓风机开4 台，较先前减少了1 台。按停一台鼓风机计算，每天节约用电量为：710×24=17040kWh/d，按电价0.60 元/kWh 设备作业率97%计算，每年节约电费约为：17040×365×0.6×0.97≈362 万元。

（2）烧结矿冷却效果提高，下游皮带寿命延长。360m2烧结机成品皮带设计寿命为3 个月，环冷密封改造后，烧结矿冷却效果改善，皮带使用寿命可提高至4 个月以上，按每条皮带20 万元计算，每年至少节约成本100 万元以上。

（3）原橡胶密封每月需停机更换一次，人工及材料费用高，新密封系统能耐700℃高温，寿命长达2 年以上，减少了更换密封板的次数，提高了系统作业率，也节约了维修和备件费用。按寿命一年计算，采用新型密封后，可节约维修和备件费用50 万元。

（4）随着漏风率的大幅度降低,余热回收废气温度升高60～90℃左右，发电效率提高15%以上，按12# 环冷机密封改造前后日发电量（上网）增加约6 万kWh 计算，年增加发电效益：60000kWh/×0.60 元×365×0.97≈1257 万元。

上述几项合计，年效益约为：362+100+50+1257=1769 万元。

6 小结

环冷机柔磁性密封技术突破了传统的环冷机漏风治理思路，实践证明是行之有效的，它不但解决了现场的漏风、粉尘、热污染等问题，而且减少了设备维护量、提高了余热发电效率、减少了冷却风机开启台数，具有节能、环保、改善现场环境等多重效果，效益显著。