回转窑常用密封结构概述

刘法鑫，倪春林，李德龙，邵立承

(山东天力能源股份有限公司，山东 济南 250000)

回转窑是一种干燥大量物料的回转设备，它流体阻力小、运行稳定可靠、操作弹性大，广泛应用于化工、建材、环保、石化、冶金等行业物料的干燥和煅烧，它的运行情况对产品的质量、产量、运行成本、运行环境等都有很大影响。回转窑一般都是在微负压状态运行，回转的筒体与固定的出料罩之间存在一定的缝隙，为阻止外界气体进入和筒内物料及气体外漏，筒体和出料罩之间设置了密封装置。根据密封性能划分为一般密封结构、中等严密密封结构、严密密封结构；一般密封结构有多元密封、迷宫密封，密封效果一般；中等严密的有填料密封、气封、气封+填料组合式密封等，加工难度较大，密封效果较好；严密密封结构，一般用回转支承来限制径向或轴向位移，和填料、气封、油封等组合使用；下面分别介绍一下常用的几种密封结构及其特点。

1 多元密封

多元密封是接触式密封的一种，在筒体的密封面和料罩法兰之间用多片不锈钢薄片有序重叠放置，一端用紧固件固定在法兰上，围成相对密闭的阻隔空间，防止筒内气固混合物溢出筒外或者外部气体进入筒内，在密封片和密封面之间增加一层帆布，密封效果更好；密封片的材质还可以是软质的帆布提升带、毛毡或橡胶板；为增加密封效果，密封片与筒体接触位置外圈加钢丝绳和压片环向固定，具体结构示意如图1。

这种密封的特点是对筒体径向跳动要求不高，适用于筒体热膨胀带来的轴向和径向位移的场合；为了延长密封帆布和密封片的使用寿命，筒体表面仅需要做抛光处理即可。

图1 多元密封结构示意图

2 迷宫密封

迷宫密封，是由多个固定密封圈和多个旋转密封圈相互承插组成的密封腔体，让气体经由多个弯曲的通道，通过延长行程产生流体阻力，从而减少漏风量；考虑到筒体及密封圈的制作误差、刚度和挠度等，一般相邻密封圈的间距不小于40 mm，动静密封圈的间隙截面高度也不小于40 mm，比较适用于气体压力小的回转窑，具体结构示意如图2。

这种密封的特点是加工制作简单，能适应较大的轴向和径向跳动，属于豪放型密封结构，一般不单独使用，通常和多元密封、端面密封等组合使用效果较好。

图2 迷宫密封结构示意图

3 填料密封

填料密封是接触式密封，填料函固定在出料罩上，内表面机加工处理，在旋转的筒体上有一个加厚段或者是一个高出筒体的密封圈，表面进行机加工及抛光处理，根据筒体直径、温度、密封要求等选用合适的填料形状、材质及尺寸，直径较大的筒体可以根据温度、介质、尺寸等定制填料。填料密封用在回转窑上，一般不单独使用，通常用于组合式密封，如填料、油封、气封组合，填料、多元密封组合等，具体结构示意如图3。

这种密封的特点是密封表面需要机加工，密封效果可靠，适用于密封要求较高的场合；填料材质种类繁多，满足各种物料干燥设备密封的不同需求。

图3 填料密封结构示意图

4 气封

气封是指在动环和静环的密封面上，设置有环形密封腔体，从腔体的周向等分点向腔体内充入洁净的气体，保证腔体内气体压力略大于筒内压力，在动环和静环的最小间隙处形成均匀的气幕，阻止气固混合物由内而外地流动，从而达到较好的密封效果；气封一般也是组合密封的一部分，一般和填料密封组合使用，适用于端面密封和径向密封，具体结构示意如图3。

这种密封结构的特点是密封效果好，对密封面机加工要求高，径向跳动要求控制在1 mm以内最好；

5 油封(油膜密封)

油封一般用于相对尺寸较小的密封面，适用于端面密封和径向密封。好的油封效果要求形成薄而均匀的油膜，所以密封面要求机加工来保证较小的跳动值且达到较高光洁度；在密封面上要有进油槽和泄油槽，维持稳定的油压；进油口最好是轴向均布，保证进油均匀稳定。油膜的厚度决定了密封的效果，如太厚，容易发生漏油现象；如太薄，不能保证长期稳定的工作性能；所以要保证密封效果，就要保证油膜的厚度，油膜的厚度又取决于密封面之间的作用力分布是否均匀，所以油膜密封一般是和其他密封组合使用效果更好，如和填料、气封迷宫等组合使用，具体结构示意如图4。

这种密封的特点是密封效果好、设计复杂、机加工多、精度要求高，需要多种密封组合使用，需要增加回转支承来稳定密封面的跳动，需要动静密封面随动等，所以目前在回转窑密封使用明显少于其他种类。

图4 油封结构示意图

总之，用于回转窑的密封不外乎上述几个单元，针对不同工况，结构设计有细微差别，至于什么工况使用什么样的结构，没有约定俗成，要综合考虑使用场合、密封要求、加工成本等，把上述两种或几种密封结构有机地组合在一起，达到想要的密封效果。