燒結(jié)鼓風式環(huán)冷機節(jié)能改造技術(shù)研究

閆 飛

（河鋼集團唐山鋼鐵公司檢修分公司，河北唐山 063000）

1 存在問題

唐鋼煉鐵部共有4臺環(huán)冷機，均采用強制鼓風冷卻的方式對燒結(jié)礦進行冷卻，入環(huán)冷機的燒結(jié)礦溫度通常在700～800 ℃，在環(huán)冷機中運轉(zhuǎn)一周，完成對燒結(jié)礦的冷卻后，燒結(jié)礦溫度通?？上陆档?20 ℃以下。目前環(huán)冷機普遍采用動靜橡膠密封板的密封方式，能耗損失大。煉鐵部北區(qū)1#、2#和3#機環(huán)冷在線運轉(zhuǎn)18年以上，設備整體老化嚴重，除了能耗損失大之外，還存在的問題有：1）原密封結(jié)構(gòu)使用壽命短，維護成本高；2）高溫段入口處上部密封極易損壞；3）下部風箱兩側(cè)端部密封容易散料，冒灰；4）高溫段密封罩容易變形，焊口開焊。

2 改進思路

通過觀察分析環(huán)冷機的運行情況，參考同類型環(huán)冷機所采取的各項節(jié)能措施，決定對1#～3#燒結(jié)環(huán)冷機設備進行優(yōu)化改進，旨在通過設備技術(shù)改造來實現(xiàn)燒結(jié)能耗的降低，同時改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，減輕工人的勞動強度，節(jié)約設備維護費用。主要思路是：將原有動靜橡膠密封改為包容式機械密封；調(diào)整加固高溫段密封罩，同時對環(huán)冷機受料槽出口除塵管道布局重新調(diào)整；在兩側(cè)端部密封設計安裝新型鋼絲密封裝置；優(yōu)化環(huán)冷臺車篦子的結(jié)構(gòu)，改善風箱內(nèi)部的鼓風效果。

3 主要技術(shù)方案

3.1 動靜橡膠密封的優(yōu)化改進

鼓風式環(huán)冷機原設計的密封結(jié)構(gòu)為動靜橡膠密封。實際在運行過程中，環(huán)冷機動靜密封橡膠板極易被小支架擠住刮斷或刮掉，導致密封效果差，散料外溢。而加裝余熱發(fā)電設備之后，余熱回風管道送入大量熱風（不高于150 ℃），更加速了動靜密封橡膠板的碳化和硬化，往往使用壽命不足一年，維護更換麻煩，費用居高不下，能耗損失很大。因此決定將動靜橡膠密封改造為包容式機械密封。其結(jié)構(gòu)特點如下：采用水平板與摩擦板之間的摩擦密封，來實現(xiàn)環(huán)冷機的密封；下部水平板設計有搖擺跟蹤系統(tǒng)，使得浮動摩擦板能夠消除由于環(huán)冷機跑偏帶來的密封不嚴的問題；水平密封板采用合金材質(zhì)，比傳統(tǒng)的鑄鋼件更加耐磨損，使用壽命長久；摩擦力可調(diào)整，通過調(diào)整彈簧壓緊螺栓可調(diào)整水平板與摩擦板之間的摩擦力，實現(xiàn)高密封效果與低運行阻力的目標。

圖1 臺車輪間密封與上部密封（右側(cè)為上部密封）

其中，在水平板與摩擦板的接口處都采用“凹凸配加斜倒角”的結(jié)構(gòu)形式，既兼顧了密封效果，又考慮了設備整體運行的平穩(wěn)過渡；同時，在摩擦板的接觸面裝有石墨柱，能起到很好的機械潤滑作用，經(jīng)過一段時間的觀察，使用效果良好。

3.2 高溫段密封罩的優(yōu)化改進

環(huán)冷高溫段密封罩由于承受著高溫熱氣，因此變形老化較嚴重，高溫段密封罩的熱漲效應較明顯，尤其是長時間停機后恢復生產(chǎn)時，容易造成密封罩兩側(cè)擋板開裂；同時高溫段密封罩頂部容易積塵，需要崗位人員經(jīng)常性清理，否則密封罩容易開裂下沉，甚至擠住環(huán)冷臺車上欄板，導致設備事故發(fā)生。為此，制定了如下的優(yōu)化方案：1）利用環(huán)冷內(nèi)外環(huán)的框架梁做密封罩的頂部拉筋，采用長螺桿固定可調(diào)，防止高溫段密封罩下沉；2）將密封罩兩側(cè)擋板用120 mm槽鋼焊接在環(huán)冷內(nèi)外環(huán)的框架梁上，防止密封罩的整體下沉或擋板變形外閃，防止自然風串入高溫段，確保高溫段煙氣的溫度，保證余熱的發(fā)電效果。

3.3 環(huán)冷受料點除塵管道的優(yōu)化改進

環(huán)冷受料點原設計的除塵管道布局不太合理，原管道布置在環(huán)冷受料槽與高溫段密封罩中間的位置，而且還安裝了喇叭口，除塵管道不僅吸走了因燒結(jié)機尾落下的燒結(jié)礦而產(chǎn)生的熱粉塵，還吸走了靠近高溫段密封罩的熱廢氣。作如下改進，高溫段密封罩與環(huán)冷受料槽下料點間設置一個過渡段，中間安裝擋氣欄板，減少相互之間的串氣。同時把除塵管道往環(huán)冷受料槽的部位前移了約1 m，只保留了靠近環(huán)冷受料槽一側(cè)的喇叭口，除塵管道不再垂直布置，而且管道開口沖向環(huán)冷受料槽的下料點，這樣一來，隨落下的燒結(jié)礦而產(chǎn)生的熱粉塵更容易被除塵管道吸走，同時被吸走的高溫段密封罩內(nèi)的熱廢氣也大為降低，余熱發(fā)電所需的熱廢氣利用率更高。

3.4 曲軌兩側(cè)端部密封的改進

曲軌兩側(cè)的端部密封是環(huán)冷機內(nèi)部風箱的兩個盲點，也是環(huán)冷機漏風的一個難點問題。原設計的端部密封是依靠臺車本體下部安裝的4塊橡膠密封板來實現(xiàn)與端部密封之間的動態(tài)密封，但由于臺車本體下部密封老化變形，破損缺失的相當多，更換不易，費用也較高，受制于檢修人力安排及備件費用，往往較難全面更換損壞的下部密封?；谶@一現(xiàn)狀，研究了一種新的端部密封裝置，即解決了臺車下部密封更換不及時的問題，也降低了端部密封的串風，提升了環(huán)冷機的冷卻效率。

這種新型的端部密封裝置的思路如下：1）取消并拆除臺車下部密封；2）在端部密封的兩側(cè)安裝鋼絲式密封刷。該密封刷是由一排排的鋼絲組成，彼此獨立存在，互不干擾，由于鋼絲有一定的韌性，環(huán)冷機運行過程中，臺車下部底梁下表面從鋼絲刷上經(jīng)過起到密封作用，防止冷風串出端部密封。同時，鋼絲刷能阻止小粒級燒結(jié)礦被冷風吹出端部密封，造成生產(chǎn)現(xiàn)場的粉塵超標。

3.5 環(huán)冷臺車篦子的優(yōu)化改進

環(huán)冷臺車上燒結(jié)礦的冷卻主要是依靠鼓風機強制從下部給風，通過臺車篦子，自然風與燒結(jié)礦形成熱交換帶走熱量，臺車篦子的通透性相當重要。如果篦子開孔太小，則對冷卻風的阻礙就較大，冷卻效果自然就不好；如果篦子開孔太大，則臺車上的散料容易從篦子中掉到風箱，且容易堵塞篦子孔，進而也影響冷卻效果。通過認真分析研究，設計了一種新的臺車篦子結(jié)構(gòu)，如圖2所示。篦子下部的開孔大，有利于冷卻風進入；而上部的開孔稍小，形成了“憋壓”的效果。既有利于冷卻風的正常進入，又防止了開孔過大散料進入風箱的可能，同時還在局部形成了“高壓風”，冷卻風與燒結(jié)礦的熱交換效果更好。

圖2 臺車篦子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

4 實施效果

實施改造后的包容式機械密封使用壽命可以達到2～3年，只需要根據(jù)磨損情況逐步更換，簡單、方便，設備維護成本大幅度降低。除此之外，通過對環(huán)冷各關鍵部分的設備改進，解決了多年來存在的設備隱患，同時還減少了高溫段密封罩的檢查、維護工作量，減少了現(xiàn)場粉塵的散逸，減輕了崗位人員清理積料的工作量，降低了上部密封的漏風率，提高有效余熱廢氣量，提升了余熱廢氣溫度，提高了能源利用率，余熱發(fā)電效率提升明顯，年創(chuàng)效684.8萬元。

5 結(jié)束語

鼓風式環(huán)冷機在鋼鐵冶金煉鐵燒結(jié)行業(yè)中目前還是普遍使用的設備，通過對環(huán)冷機節(jié)能技術(shù)的研究和改造，實現(xiàn)了現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的大為改善,并給企業(yè)創(chuàng)造了實實在在的經(jīng)濟效益。