回轉(zhuǎn)窯常用密封結(jié)構(gòu)概述

劉法鑫，倪春林，李德龍，邵立承

(山東天力能源股份有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

回轉(zhuǎn)窯是一種干燥大量物料的回轉(zhuǎn)設(shè)備，它流體阻力小、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作彈性大，廣泛應(yīng)用于化工、建材、環(huán)保、石化、冶金等行業(yè)物料的干燥和煅燒，它的運(yùn)行情況對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、運(yùn)行成本、運(yùn)行環(huán)境等都有很大影響。回轉(zhuǎn)窯一般都是在微負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)行，回轉(zhuǎn)的筒體與固定的出料罩之間存在一定的縫隙，為阻止外界氣體進(jìn)入和筒內(nèi)物料及氣體外漏，筒體和出料罩之間設(shè)置了密封裝置。根據(jù)密封性能劃分為一般密封結(jié)構(gòu)、中等嚴(yán)密密封結(jié)構(gòu)、嚴(yán)密密封結(jié)構(gòu)；一般密封結(jié)構(gòu)有多元密封、迷宮密封，密封效果一般；中等嚴(yán)密的有填料密封、氣封、氣封+填料組合式密封等，加工難度較大，密封效果較好；嚴(yán)密密封結(jié)構(gòu)，一般用回轉(zhuǎn)支承來(lái)限制徑向或軸向位移，和填料、氣封、油封等組合使用；下面分別介紹一下常用的幾種密封結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。

1 多元密封

多元密封是接觸式密封的一種，在筒體的密封面和料罩法蘭之間用多片不銹鋼薄片有序重疊放置，一端用緊固件固定在法蘭上，圍成相對(duì)密閉的阻隔空間，防止筒內(nèi)氣固混合物溢出筒外或者外部氣體進(jìn)入筒內(nèi)，在密封片和密封面之間增加一層帆布，密封效果更好；密封片的材質(zhì)還可以是軟質(zhì)的帆布提升帶、毛氈或橡膠板；為增加密封效果，密封片與筒體接觸位置外圈加鋼絲繩和壓片環(huán)向固定，具體結(jié)構(gòu)示意如圖1。

這種密封的特點(diǎn)是對(duì)筒體徑向跳動(dòng)要求不高，適用于筒體熱膨脹帶來(lái)的軸向和徑向位移的場(chǎng)合；為了延長(zhǎng)密封帆布和密封片的使用壽命，筒體表面僅需要做拋光處理即可。

圖1 多元密封結(jié)構(gòu)示意圖

2 迷宮密封

迷宮密封，是由多個(gè)固定密封圈和多個(gè)旋轉(zhuǎn)密封圈相互承插組成的密封腔體，讓氣體經(jīng)由多個(gè)彎曲的通道，通過(guò)延長(zhǎng)行程產(chǎn)生流體阻力，從而減少漏風(fēng)量；考慮到筒體及密封圈的制作誤差、剛度和撓度等，一般相鄰密封圈的間距不小于40 mm，動(dòng)靜密封圈的間隙截面高度也不小于40 mm，比較適用于氣體壓力小的回轉(zhuǎn)窯，具體結(jié)構(gòu)示意如圖2。

這種密封的特點(diǎn)是加工制作簡(jiǎn)單，能適應(yīng)較大的軸向和徑向跳動(dòng)，屬于豪放型密封結(jié)構(gòu)，一般不單獨(dú)使用，通常和多元密封、端面密封等組合使用效果較好。

圖2 迷宮密封結(jié)構(gòu)示意圖

3 填料密封

填料密封是接觸式密封，填料函固定在出料罩上，內(nèi)表面機(jī)加工處理，在旋轉(zhuǎn)的筒體上有一個(gè)加厚段或者是一個(gè)高出筒體的密封圈，表面進(jìn)行機(jī)加工及拋光處理，根據(jù)筒體直徑、溫度、密封要求等選用合適的填料形狀、材質(zhì)及尺寸，直徑較大的筒體可以根據(jù)溫度、介質(zhì)、尺寸等定制填料。填料密封用在回轉(zhuǎn)窯上，一般不單獨(dú)使用，通常用于組合式密封，如填料、油封、氣封組合，填料、多元密封組合等，具體結(jié)構(gòu)示意如圖3。

這種密封的特點(diǎn)是密封表面需要機(jī)加工，密封效果可靠，適用于密封要求較高的場(chǎng)合；填料材質(zhì)種類繁多，滿足各種物料干燥設(shè)備密封的不同需求。

圖3 填料密封結(jié)構(gòu)示意圖

4 氣封

氣封是指在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的密封面上，設(shè)置有環(huán)形密封腔體，從腔體的周向等分點(diǎn)向腔體內(nèi)充入潔凈的氣體，保證腔體內(nèi)氣體壓力略大于筒內(nèi)壓力，在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的最小間隙處形成均勻的氣幕，阻止氣固混合物由內(nèi)而外地流動(dòng)，從而達(dá)到較好的密封效果；氣封一般也是組合密封的一部分，一般和填料密封組合使用，適用于端面密封和徑向密封，具體結(jié)構(gòu)示意如圖3。

這種密封結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是密封效果好，對(duì)密封面機(jī)加工要求高，徑向跳動(dòng)要求控制在1 mm以內(nèi)最好；

5 油封(油膜密封)

油封一般用于相對(duì)尺寸較小的密封面，適用于端面密封和徑向密封。好的油封效果要求形成薄而均勻的油膜，所以密封面要求機(jī)加工來(lái)保證較小的跳動(dòng)值且達(dá)到較高光潔度；在密封面上要有進(jìn)油槽和泄油槽，維持穩(wěn)定的油壓；進(jìn)油口最好是軸向均布，保證進(jìn)油均勻穩(wěn)定。油膜的厚度決定了密封的效果，如太厚，容易發(fā)生漏油現(xiàn)象；如太薄，不能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作性能；所以要保證密封效果，就要保證油膜的厚度，油膜的厚度又取決于密封面之間的作用力分布是否均勻，所以油膜密封一般是和其他密封組合使用效果更好，如和填料、氣封迷宮等組合使用，具體結(jié)構(gòu)示意如圖4。

這種密封的特點(diǎn)是密封效果好、設(shè)計(jì)復(fù)雜、機(jī)加工多、精度要求高，需要多種密封組合使用，需要增加回轉(zhuǎn)支承來(lái)穩(wěn)定密封面的跳動(dòng)，需要?jiǎng)屿o密封面隨動(dòng)等，所以目前在回轉(zhuǎn)窯密封使用明顯少于其他種類。

圖4 油封結(jié)構(gòu)示意圖

總之，用于回轉(zhuǎn)窯的密封不外乎上述幾個(gè)單元，針對(duì)不同工況，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有細(xì)微差別，至于什么工況使用什么樣的結(jié)構(gòu)，沒有約定俗成，要綜合考慮使用場(chǎng)合、密封要求、加工成本等，把上述兩種或幾種密封結(jié)構(gòu)有機(jī)地組合在一起，達(dá)到想要的密封效果。