陳永華，胡友文，王保剛，周海峰，邢曉勇
( 河鋼集團承鋼公司煉鐵事業(yè)部，河北 承德 067002)
摘 要: 介紹了河鋼承鋼公司415 m2 燒結(jié)環(huán)式冷機存在的余熱回收溫度低、環(huán)冷效果差、密封板漏風(fēng)嚴重等問題并分析了原因。通過現(xiàn)場考察分析，對環(huán)冷機密封簾及臺車底部密封進行了改造。改造后，余熱發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量增加18 萬～ 20 萬kW·h，風(fēng)機年節(jié)約電費550 多萬元，維護費用年節(jié)約50 萬元左右，密封使用壽命由6 個月延長至1 年。
關(guān) 鍵 詞: 環(huán)冷機; 密封; 改造
0 引言
環(huán)冷機是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設(shè)備之一。隨著環(huán)冷機余熱發(fā)電技術(shù)的推廣，環(huán)冷機既要保證對燒結(jié)礦具有良好的冷卻效果，又要能高效收集余熱，并且要結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維護方便。本次研究的環(huán)冷機為415 m2 的中、大型冷卻設(shè)備，共設(shè)有72 塊環(huán)冷臺車，環(huán)冷臺車使用膠條對臺車下部進行密封，使用密封簾對臺車上部與密封罩進行密封; 設(shè)有5 臺環(huán)冷鼓風(fēng)機為其提供冷卻風(fēng)能，風(fēng)機流量為453000 m3 /h，全壓為4 kPa，環(huán)冷鼓風(fēng)機為24 h 連續(xù)運轉(zhuǎn); 臺車運轉(zhuǎn)1 圈需要45～134 min，最大冷卻能力950 t /h，一般情況下環(huán)冷機入料溫度在400～800 ℃，排料溫度＜150 ℃。每臺環(huán)冷機都配備1 套余熱發(fā)電系統(tǒng)來實現(xiàn)能源的綜合利用，由于環(huán)冷密封的使用效果不是很理想，所以余熱發(fā)電的能力一直沒有達到最大化。
1 環(huán)冷機存在的問題
鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)是能源消耗大戶，如何優(yōu)化鋼鐵企業(yè)的用能，降低能源消耗，實現(xiàn)資源的綜合利用，走節(jié)約化的發(fā)展道路，已成為現(xiàn)代鋼企重要的研究課題。而在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，環(huán)冷機的節(jié)能也是一個不可忽視的問題。
1． 1 環(huán)冷機存在的實際問題
現(xiàn)有的鼓風(fēng)式環(huán)冷機底部密封采用橡膠密封，橡膠板采用耐磨橡膠，具有一定的硬度與彈性由于鼓風(fēng)式冷卻機長期在高溫( 增加余熱發(fā)電系統(tǒng)后，熱輻射增大) 、高溫粉塵的環(huán)境下運行，密封板漏風(fēng)比較嚴重［1］。主要原因有:
(1) 溫度過高燒毀或輻射時間長就會造成橡膠老化，使用周期縮短。
(2) 由于橡膠有一定的硬度，臺車梁底部或燒結(jié)礦碰撞就會導(dǎo)致橡膠板變形，失去密封效果，嚴重時還會造成設(shè)備刮卡停機等設(shè)備事故。
(3) 卸料后及平時運動過程中，臺車輪上的橫梁與密封膠板接觸不良，造成漏風(fēng)嚴重。環(huán)冷機原密封形式如圖1 所示。
1． 2 環(huán)冷機漏風(fēng)對節(jié)能效果的影響
為響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，余熱發(fā)電系統(tǒng)投用后，日發(fā)電量約為29 萬kW·h，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。現(xiàn)場實際調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，余熱發(fā)電系統(tǒng)的能力未達到最大化，主要原因為:
(1) 環(huán)冷機密封效果差，漏風(fēng)嚴重，降低了燒結(jié)礦的冷卻效果。
(2) 由于漏風(fēng)嚴重，增加了風(fēng)機的耗電量。
(3) 漏風(fēng)處竄出的粉塵氣體污染周邊環(huán)境。
(4) 臺車底部漏風(fēng)嚴重影響到鍋爐進口煙氣溫度，降低發(fā)電量。
(5) 煙罩處漏風(fēng)降低了煙氣溫度和發(fā)電量。
2 環(huán)冷機密封改造
根據(jù)415 m2 環(huán)冷機在實際生產(chǎn)中對余熱發(fā)電系統(tǒng)的影響，本著節(jié)能降耗的原則，對密封進行了改造。對余熱發(fā)電造成影響的密封主要包括密封簾( 環(huán)冷臺車上部與密封罩間的密封) 和動靜密封( 環(huán)冷臺車下部與風(fēng)箱的密封) 。
2． 1 環(huán)冷密封簾的改造要求
對環(huán)冷機密封簾的改造要遵循以下原則:
(1) 采購的環(huán)冷機密封軟膠簾必須滿足環(huán)冷機現(xiàn)場使用要求; 密封軟膠簾安裝后必須考慮備件的可更換性、密封性，在環(huán)冷機運行時防止刮卡、擠壓等因素。
(2) 密封軟膠簾要具有抗腐蝕和抗變形能力，其余柔性材料應(yīng)采用耐高溫抗老化的材料，要求耐高溫大于450 ℃。
(3) 單件密封軟膠簾基本尺寸2 000 mm × 350mm，安裝時兩件軟膠簾搭接50 ～ 100 mm，密封軟膠簾附帶備件齊全。
如圖2 所示，密封簾由兩部分組成，一部分與密封罩連接而成，另一部分與臺車焊接而成。與密封罩連接部分由連接板通過螺栓固定在密封罩上，柔性耐高溫橡膠和耐磨鋼板與其相連接，耐磨鋼板也通過螺栓與柔性耐高溫橡膠連接，并起到保護柔性耐高溫橡膠的作用，與臺車焊接部分直接由鋼板與耐磨鋼筋焊接而成，起到密封作用。
2． 2 環(huán)冷密封裝置的改造
技術(shù)人員通過解構(gòu)、考察、參閱大量文獻［2］，并結(jié)合現(xiàn)場影響因素，引進了一種新型的密封裝置來解決環(huán)冷機臺車與風(fēng)箱密封的問題，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
由圖3 可以看出，在風(fēng)箱欄板處有1 道帶布的條形鋼絲刷與風(fēng)箱斜面密封板構(gòu)成第一套密封。活動密封鋼絲刷與靜密封板構(gòu)成第二道密封。
第一道密封中的鋼絲刷為兩排刷子間夾一層耐高溫耐老化的特制布料，由鼓風(fēng)機吹來的風(fēng)經(jīng)過該道密封時部分會被擋住。第二道密封的刷子為兩邊各兩排刷子，中間隔一層耐高溫耐老化的特制布料，第一道密封未阻擋住的風(fēng)經(jīng)過這道密封會進一步的減弱。由于采用的材料為鋼絲刷和耐高溫耐老化的特制布料，使用壽命很長。
條形鋼絲刷可以理解為柔性材料，在靜密封板上滑動可以很好的接觸。當(dāng)臺車運行形成不定心橢圓時，刷子在靜密封板上滑動也不會離開密封板板，使密封效果良好。所以很好解決了臺車運行不規(guī)則的問題。
車輪處密封采用搭接形式，車輪處刷子與欄板處刷子采用迷宮式結(jié)構(gòu)( 車輪刷子嵌入欄板處刷子) ，如圖4 所示，車輪處刷子低于欄板處刷子，臺車經(jīng)過曲軌卸料時避免卡碰的同時，還保證了漏風(fēng)率的大幅減少。
3 節(jié)能效果
環(huán)冷機的密封優(yōu)化后，不但從余熱發(fā)電方面取得了經(jīng)濟效益，而且在降耗方面也取得了顯著效果。改進密封后，環(huán)冷機周圍的環(huán)境得到了明顯的改善。以該車間2#燒結(jié)機為例，對環(huán)冷機完成密封改造前后效果進行對比［3］。
(1) 余熱發(fā)電節(jié)能效益: 環(huán)冷Ⅰ段煙氣溫度提升60 ～ 90 ℃不等。日均多產(chǎn)中壓蒸汽260 ～ 390 t，燒結(jié)機合計多發(fā)電18 萬～ 20 萬kW·h /d 以上。按電價0． 50 元/kW·h 計，多回收電費9 萬～ 10 萬元/天。
(2) 環(huán)冷風(fēng)機節(jié)能效益: 環(huán)冷密封改造后，按照當(dāng)?shù)叵那锛竟?jié)( 每年5 月中旬至10 月中旬) 溫度較高，節(jié)省1 臺風(fēng)機運行費用。節(jié)電效益= 800kW·h × 24 h × 153 天× 95% × 0． 5 元/kW·h =139． 536 萬元/年。冬春季( 10 月中旬至次年5 月中旬) 溫度較低節(jié)省運行2 臺風(fēng)機運行費用，節(jié)電效益= 800 kW·h ×24 h × 212 天× 95% × 0． 5 元/kW·h × 2 = 386． 688萬元/年。
(3) 改進密封前的電耗為: 800 kW·h × 24 h ×365 天×95% ×0． 5 元/kW·h ×5 臺=1 665 萬元/年根據(jù)以上數(shù)據(jù)，環(huán)冷風(fēng)機年節(jié)約電費526． 224 萬元。維護費用則由每年的96 萬元降到50 萬元，使用周期由6 個月延長到1 年。總體來說，改進后的密封在一定程度上取得了良好的節(jié)能效果，目前已被推廣到其他環(huán)冷機上，為承鋼的節(jié)能降耗工作做出了重要貢獻。
參 考 文 獻
［1］楊玉猛，卜必明，胡凱． 梅鋼4 號燒結(jié)機余熱鍋爐的運行實踐［J］．燒結(jié)球團， 2011，(02) : 55 ～ 58．
［2］宋宇，呂寶增，夏小芳． 燒結(jié)環(huán)冷機密封改造實踐［J］． 礦業(yè)工程，2015，( 02) : 41 ～ 42．
［3］徐啟明，蘭軍鵬，石偉麗，等． 環(huán)冷機密封對燒結(jié)余熱回收效率影響的研究［J］． 冶金設(shè)備， 2014，213( 4) : 65 ～ 69．