回轉(zhuǎn)窯的密封問題分析

楊楠

摘 要：回轉(zhuǎn)窯的工作受到兩端密封的影響，對于密封良好的回轉(zhuǎn)窯其工作性能也會大大提高。文章通過對目前回轉(zhuǎn)窯的密封水平進行了論述，詳細的探討了目前應(yīng)用較為廣泛且技術(shù)水平較高的氣封式以及徑向摩擦式和端面摩擦式的工作原理以及結(jié)構(gòu)特點。

關(guān)鍵詞：密封；回轉(zhuǎn)窯；結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)窯的工作是通過負壓操作屬于熱工設(shè)備，因此冷空氣多少會從精致裝置同進料口、出料口的連接點進入，因此裝置對于密封性的要求較高，需要減少設(shè)備的漏風(fēng)。密封效果會對設(shè)備的燃燒效率造成影響，密封不良則熱端燃燒溫度就會降低，隨之增加的是熱耗；而在冷端同樣會影響正常的設(shè)備通風(fēng)，加大排風(fēng)負荷，影響排風(fēng)機運轉(zhuǎn)。所以設(shè)備的密封效果會影響到回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)以及運轉(zhuǎn)效率，并對生產(chǎn)質(zhì)量以及成本能耗產(chǎn)生影響。

回轉(zhuǎn)窯的密封類型主要有接觸和非接觸兩種。非接觸密封又可以分為氣封式、迷宮式兩種類型，而接觸式則能夠分成徑向摩擦、端面摩擦兩種?；剞D(zhuǎn)窯的密封問題主要是由于無論是哪種密封都會多少存在誤差和問題，諸如，筒體的制造安裝中的誤差或者設(shè)備筒體的彎曲會造成徑向以及端面的偏擺；筒體軸向竄動以及熱脹冷縮；迷宮式密封在設(shè)計上無法確定間隙大??；因此密封效果會受到影響，尤其是迷宮密封，基本上不再被應(yīng)用到生產(chǎn)中。因此文章僅僅對前述應(yīng)用較多且較為成熟的密封方式（氣封式、摩擦式）進行論述。

1 氣封式

氣封式的密封使得靜止件同運動件完全脫離了接觸，密封全靠氣體，其原理就是在密封處形成正負氣壓氛圍。這種負壓密封的方式在蘇聯(lián)曾經(jīng)使用過，但是由于抽出氣體中含有較多的塵粒，想要排入大氣需要經(jīng)過必要的凈化措施，不但不能提高生產(chǎn)效率還要增設(shè)精華設(shè)備，系統(tǒng)也較為復(fù)雜，因此沒有得到應(yīng)用。

而常用的正壓式密封在風(fēng)罩兩側(cè)的冷風(fēng)套以及筒體處設(shè)置有專用的鼓風(fēng)機，其設(shè)置位置在扇形的密封板外部。通過空氣噴嘴對護板進行冷卻，從而延長窯口護板壽命。而空氣在筒體以及護板處會被預(yù)熱，之后再風(fēng)罩正壓作用下，通過墊板縫隙進入窯頭罩內(nèi)，而一部分則被排出設(shè)備。由于正常工作中的窯頭罩中氣壓約為微負壓狀態(tài)，且窯頭的懸臂比窯尾懸臂短了三分之二，價值密封板的偏擺預(yù)留間隙小，因此進入窯內(nèi)的氣體不多，且經(jīng)過預(yù)熱后的氣體不會對窯內(nèi)的燃燒造成過大的影響。因此處于該原因，只有窯頭才能夠應(yīng)用正壓氣封，而對于負壓比較大的窯尾則不適合應(yīng)用氣封式密封結(jié)構(gòu)。在風(fēng)罩處設(shè)置鎖風(fēng)閥以及灰斗，用以卸除漏料，并且該結(jié)構(gòu)能夠有效提高設(shè)備的密封性能。氣封式密封結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點是不會造成部件磨損且結(jié)構(gòu)簡單，維修便捷。但是同樣也存在較大的缺陷，首先無法避免空氣的漏入，其次會降低窯系統(tǒng)的熱效率。

2 端面摩擦式

2.1 氣缸式

氣缸式密封結(jié)構(gòu)主要通過接觸實現(xiàn)，靠摩擦環(huán)的動靜端面予以保持。而為實現(xiàn)靜止的密封環(huán)能夠微小的進行浮動，用以使其能夠適應(yīng)筒體出現(xiàn)的軸向位移，另外采用石棉繩對密封處進行纏繞，進行填料式密封。實際上該種密封原理早在上世紀就應(yīng)用在窯尾密封結(jié)構(gòu)中，而目前所使用的氣缸式密封是在此基礎(chǔ)上進行了結(jié)構(gòu)改進，完善之后的技術(shù)。根據(jù)實際的分析能夠分析出三個改進之處。

（1）保證摩擦環(huán)之間的密封性以及貼合性，而利用均勻分布的氣缸對密封處進行加壓，相對比過去的重錘杠桿原理或者小車原理的加壓方式先進許多。

（2）過去承托式的密封環(huán)支承改為更為先進的懸吊式。

（3）對原有填料函從固定改進為浮動，并對浮動環(huán)的重量以及尺寸相對的縮小。

通過上述三個主要技術(shù)方面的改進，使得浮動環(huán)變得更加方便靈活，而氣壓缸能夠均衡氣壓，且方便調(diào)整，保證摩擦環(huán)之間能夠在任何情況下良好的接觸，由于貼合較好，因此嚴密性較高，且能夠避免不均磨損的出現(xiàn)，提高密封結(jié)構(gòu)、耐久性以及密封的可靠性。目前所使用的窯尾氣缸式密封結(jié)構(gòu)中，浮動密封板是被懸吊于小車之上的，其周圍均布的氣缸能夠?qū)γ芊猸h(huán)進行作用，使得其壓緊在密封環(huán)上。磨襯板磨損問題能夠通過在接觸表面增加石墨潤滑的方式減少磨損。必須要注意的是，同其他氣缸相比，下部的兩個氣缸的安裝方向是相反的，為的是躲避有可能出現(xiàn)的漏料現(xiàn)象，正是由于上述的兩個氣缸固定位置在煙室，而不是浮動的密封板之上，因此為平衡壓力，在接觸面周圍需要分別進行供氣，采用兩套管路向上部和下部的氣缸進行供氣，并且氣缸的壓力也由不同的調(diào)節(jié)器繼續(xù)擰控制，在進行操作時對于下部氣缸可以適當?shù)恼{(diào)高壓力作用。

2.2 彈簧杠桿式

端面摩擦密封主要由煙室上的固定環(huán)和一周若干塊隨窯回轉(zhuǎn)的活動扇形板來實現(xiàn)。后者由鉸鏈支承于窯筒體末端延伸的部分， 借助于拉力彈簧和杠桿機構(gòu)，把扇形板壓向煙室的固定環(huán)上，保持緊密接觸。扇形板外圓與環(huán)形內(nèi)表面之間的間隙可通過高度調(diào)整機構(gòu)控制。由于扇形板是隨窯轉(zhuǎn)動的，不受筒體偏擺的影響，所以間隙可以調(diào)到小至0.5MM既允許扇形板的軸向浮動，又能實現(xiàn)較好的迷宮密封。

3 徑向摩擦式

3.1 石墨塊密封

這種密封主要由一周多塊石墨板圍繞窯筒體組裝而成，石墨塊的大小及數(shù)量根據(jù)窯直徑和石墨貨源規(guī)格而定，國內(nèi)第一套石墨密封是在太原水泥廠70年代初投入使用的，以后在國內(nèi)其它水泥廠中得到推廣，并不斷完善。由于石墨具有潤滑性能，磨損小，對筒體有保護作用，且造價低矛易于制作，安裝維修方便。使用中出現(xiàn)的缺點是：下部石墨塊易被熟料顆?？ㄗ?，不能復(fù)位，使石墨塊與筒體脫離接觸，形成漏風(fēng)縫隙。有的工廠把彈簧改為鋼絲繩纏繞一周，靠重錘拉緊。我們曾在太原水泥廠作了改進設(shè)計，結(jié)構(gòu)型式與原型基本未變，但把石墨塊支架由原來靜止的改為隨窯轉(zhuǎn)動的，這樣就在不斷回轉(zhuǎn)的過程中，隨時把侵入的顆粒清理出來，避免卡住，同時彈簧在轉(zhuǎn)動中通風(fēng)冷卻較好，防止過熱失效。在工廠實際應(yīng)用，反映良好。

3.2 薄片式

使用耐熱性良好的薄彈簧鋼板在周圍進行均布，將鋼板固定在支架上，另外自由端則通過形變反彈應(yīng)力壓于筒體之上。薄片之間相互交疊類似鱗片狀，用以消除薄片結(jié)構(gòu)之間的間隙。目前在一些回轉(zhuǎn)窯中也使用薄片式密封結(jié)構(gòu)，將薄片設(shè)置在沉降室內(nèi)，在法蘭上同窯頭處的風(fēng)冷套相互貼合。而沉降室的位置則在窯頭罩的端面，除了薄片自身由于彈性產(chǎn)生應(yīng)力之外，還應(yīng)當用鋼絲繩將自由端進行纏繞固定，并使用重錘將繩子的另一端予以拉緊固定。而薄片之間的密封可以通過雙層結(jié)構(gòu)令交疊縫錯開。另外由于窯頭處的溫度較高，因此需要在該處設(shè)置折流隔熱板，用以防止彈片過熱而出現(xiàn)的密封效果不佳的現(xiàn)象。若是窯頭處出現(xiàn)了偶然正壓現(xiàn)象時，也能夠擋住被正壓鼓出的灰塵粒，使得灰粒進入灰斗。該種密封方式只要具有足夠的摩擦力，那么密封性能就能夠很好的被保障，因此在窯頭處能夠使得窯偏擺適應(yīng)性增加。并且在零件的跟換、加工上，該處結(jié)構(gòu)都較為方便，正是由于這種經(jīng)濟性，使得該種方式被廣泛的適用。

綜上所述， 窯的密封有多種多樣， 特點各異，形式不同， 雖然本文介紹的幾種都是目前國內(nèi)外成熟、先進的可供采用的型式， 但是正確的選擇取決于多種因素， 如規(guī)格以及窯型、制造維修水平、預(yù)期效果和經(jīng)濟性等， 不可能用單一的型式滿足各種不同的情況，設(shè)計者只有根據(jù)用戶的實際需要，采取針對性的條件選擇制定最合理的方案才能使得回轉(zhuǎn)窯的密封收到最佳的效果。

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