齊鳳來 范文生 司新國 殷廣超 何友金
( 河鋼集團唐鋼公司鐵部)
摘 要 針對環冷機原有橡膠密封方式，在生產中存在橡膠密封動靜密封損壞嚴重、熱風泄露、環境溫度升高的現象，唐鋼煉鐵部對中厚板區2#燒結環冷機的密封進行了改造，采用了包容式機械密封系統。改造后有害漏風率顯著下降，改善了環冷機的冷卻效果，提高余熱發電量，取得了一定的經濟效益。
關 鍵 詞 燒結 環冷機 密封改造 余熱回收
0 前言
唐鋼中厚板公司2#燒結機燒結面積210m2，于2007年12月份建成投產。配套的環冷機冷卻面積235m2，為水泥煙道送風的鼓風環冷機。該環冷機的密封件為橡膠材質，在余熱發電投入使用后，由于回風溫度的升高，導致橡膠密封板的損耗加劇，有害漏風增加，不僅影響了余熱蒸汽的回收量、增加了噸礦冷卻電耗、密封維護費用升高，還造成了環冷機的回轉框架、車輪軸承等部位工況惡化。唐鋼煉鐵部嘗試使用廢舊皮帶自制密封板，雖然達到了降低維護費用的效果，由于依然采用橡膠的材質，未能從根本上解決問題。
針對運行中存在的問題，唐鋼煉鐵部對環冷密封系統的檢修、維護思路作了相應的調整，將環冷機密封由橡膠材質改為金屬材質，經過系統的分析論證之后選擇了包容式機械密封，經現場幾個月的應用和運行，效果良好。
1 原橡膠密封的不足
1． 1 原橡膠密封的特點
2#環冷機采用橡膠動靜密封形式，使臺車密封板和水泥風道之間形成密封腔，動靜密封的結構形式如圖1所示( I 為動靜密封)。外側密封板安裝在移動臺車上，與固定在風箱上部的橡膠靜密封件接觸，由于密封件的上端向內彎曲，在來自鼓風機內部壓力作用下，保證密封面的接觸良好。內側密封是裝在移動臺車上的橡膠動密封件與固定在風箱上的傾斜密封板形成接觸。臺車與給礦端部的密封是通過固定在臺車下部的橡膠板與端部密封上平面密封板的接觸而實現的。
1． 2 橡膠密封的缺陷
余熱回收發電項目投運后，環冷機回風溫度升高，由于橡膠密封本身的材質特點，動靜密封損壞嚴重，帶來了一系列的不良后果。一是熱風泄漏后的高溫使環冷車輪軸承油脂消耗增加，潤滑效果降低，使用壽命明顯縮短； 二是環境溫度升高也給點、巡檢人員帶來了點檢困難；三是漏風量過大，在熱量損失增加對余熱回收發電的效率存在影響的同時，降低了燒結礦的冷卻效果，冷卻電耗升高。此外，由于熱風吹出的散料容易堆積在靜密封固定板與軌道之間，每次更換固定靜密封的楔子都需要先將散料清理后才能進行。而安裝在環冷臺車上的動密封更換需要進入水泥風道，用梯子架高后進行人工拆除，勞動強度非常大。［1］
2 包容式機械密封改造
針對唐鋼現有環冷密封裝置存在的弊端，考慮到實際工藝裝備情況，煉鐵部經研究決定，對中厚板區2#燒結環冷機的密封裝置進行改造，由橡膠密封改造為包容式機械密封。
2． 1 包容式機械密封的結構特點
該系統密封結構主要由安裝在臺車下密封板上的動合金密封板和安裝在環冷機基礎上的彈性靜密封裝置組成。其中靜密封裝置由彈性支撐機構、自潤滑密封板( 減少運行阻力、提高使用壽命) 、限位裝置、側密封、基礎支撐等部分組成。使動、靜密封裝置依靠彈性壓力可以緊密貼合在一起，該金屬靜密封裝置在限位裝置與彈性支撐的作用下可以穩定的與臺車下動密封始終貼合，保持良好的密封效果，阻止粉塵通過。同時在側面裝有不銹鋼密封板，阻止粉塵進入系統內。由于是全金屬密封裝置，有效地解決了橡膠不耐高溫和撕扯斷裂難題，設備維護頻率低，并能確保密封性能長期處于良好的運行狀態。
2． 2 包容式機械密封的技術優點
(1) 由于動靜金屬密封水平接觸面大的特點，能夠有效的解決臺車徑向偏移( 跑偏) 導致密封失效的情況發生，能適應徑向偏移量±60mm 時仍然保持密封效果的完好。
(2) 設有防止臺車掉輪系統，在掉輪時能夠保護靜密封本體摩擦板不受損壞。
(3) 設有引導系統，在臺車運行出現故障時能夠避免對靜密封本體的損傷。
(4) 軸端密封設有防積料系統，防止臺車在卸料區積料損壞軸端基板。
(5) 靜密封本體的彈性機構提供的彈性補償可以有效彌補環冷機軌道水平度的誤差，即使軌道存在誤差時仍然能保證密封效果良好。
改造后情況見圖2和圖3。
3 環冷機密封改造后的效果
3． 1 余熱發電量提高
自7月份采用新型密封裝置以來，有害漏風率顯著下降，從而使環冷機余熱發電量得到提高，依據改造前后采集的數據，更換環冷機包容式機械密封系統后，在原料和工藝都沒有無大幅度變化的情況下，噸礦發電量由原來的12kwh /t 提高到17kwh /t～19kwh /t。
3． 2 燒結礦冷卻電耗降低
2#燒結環冷機配套鼓風機為5臺，改造前需全部開啟，改造后將環冷5#風機停用，其卸礦溫度仍能滿足膠帶運輸的要求，相當于節省了一臺風機的電量消耗。
3． 3 設備易于維護
因為采用接觸式自潤滑密封形式，設備在正常運行狀態下的使用壽命可以達到5 年以上( 易損件1 年) ，人工維護成本降低，確保環冷機密封改造后一直在良好的密封狀態下平穩運行，密封效果保持良好。
4 結語
新型密封裝置具有結構簡單，安裝方便，設計合理，冷卻密封效果好等特點，唐鋼中厚板通過2#燒結環冷機密封改造實踐，大大提高了余熱發電量和環冷機的冷卻效果，并且降低了燒結礦冷卻電耗，經濟效益十分明顯。
5 參考文獻
［1］ 張樂． 燒結環冷機動靜密封失效分析及改進［J］．第九屆中國鋼鐵年會論文集，2
013:1－6．
［2］ 張永中，曹建民．馬鋼一鐵3號鼓風環冷機密封裝置的改造［J］．燒結球團， 2007 (6) : 35－37．
［3］ 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(4):18．