窑尾密封装置改进

【摘要】回转窑窑尾的密封效果，对水泥生产有极为重要的作用。当密封失效或不良时，窑尾吸入过量的冷空气，会增加窑尾分解炉的燃料损耗、窑尾结皮堵塞；并增大排风机的负荷电耗，同时溢出大量粉尘，严重恶化生产环境。本文简单阐述我对窑尾密封装置进行的一次技术改造。

【关键词】水泥窑；回转窑；窑尾密封

水泥生产中，几乎每一条新型干法窑生产线烧成系统中都存在着程度不等的漏风、漏灰、漏料现象。上述现象的存在，对系统的热耗、电耗、产质量、生产稳定运行、生产环境等方面均会带来负面影响。

回转窑窑头密封装置及窑尾密封装置设计的不好会直接导致漏风、漏灰、漏料，从而对烧成系统的影响。

以煤粉为燃料的各种规模新型干法窑为例，煤粉燃烧后产生的理论烟气量约为0.8～1.2Nm3/kg.cl，而预热器出口的废气量约为1.5～1.9Nm3/kg.cl，这部分差值除过剩空气、盐类分解、自由水蒸发、高岭土脱水、空气带入湿含量以外，约有0.2～0.5Nm3/kg.cl的废气量来自于漏风，管理不善的企业甚至还远远超出此范围。这部分的漏风会给系统生产带来较大影响，主要表现在如下方面：

（1）能耗提高，产质量下降。对于回转窑系统，冷风的漏入减少了由冷却机进入窑内的二次风量和回收入窑的总热量；对于三次风管和分解炉系统，冷风的漏入减少了经冷却机、窑头罩进入炉内的三次风量和回收入炉的总热量；对于预热分解系统，冷风的漏入还降低了系统的分离效率和换热效率，提高了热耗，并降低了烧成系统的有效通风能力，导致系统操作不稳定，降低了产量和质量；有效通风能力的降低，还直接导致了单位产品电耗的增加。

我们以某工厂实际的生产数据为计算依据，当窑头、窑尾采用传统形式的密封，总漏风系数达到15%时，热工计算的结果如下：

a、窑尾温度降低57℃，不采取措施会影响热工制度、影响入窑分解率，降低窑的产量；

b、若采取措施使尾温升高57℃，则需增加热耗109kJ/kg.cl，折标准煤3.73kg/t.cl，对日产2500t熟料生产线，年增加标准煤用量2890吨，以标准煤平均价格600元/t计，年增加采购燃煤的费用为173万元；

c、漏风引起的产量降低：8.1%；

d、漏风引起的高温风机电耗增加量0.49kWh/t.cl，对日产2500t熟料生产线，年增加电耗38.0万kwh，以工业用电平均价格0.5元/ kWh计，年增加外购电费用19万元；

（2）漏风是预热分解系统粘结堵塞的重要原因，进而降低系统运转率，增加了运行成本，而人工处理时还会带来系统热耗的上升，增加劳动强度，带来环境污染。预热器系统漏风主要有外漏风和内漏风。外漏风主要是检查门、捅料孔、法兰、热工检测孔等处的漏风，内漏风主要是由于锁风阀型式简单、或生产中变形损坏，动作不灵，使下级热风经下料管直接窜入上级预热器。当系统漏风比较严重时，预热器系统的分离效率显著降低，会随气流由内筒和上升管道回到上一级预热器，物料内循环量大，易在系统锥部及下料管处造成堵塞。漏入的冷风与热物料接触后，易造成物料冷凝，粘附在耐火材料表面造成结皮堵塞，而且当燃料燃烧不完全时，与漏入的新鲜氧气重新进行燃烧反应，产生局部高温而造成结皮堵塞。

（3）由于漏风现象会导致漏灰的出现，带来环境的污染。仍以上述生产数据计算漏灰量：当正压时间占20%，漏出的粉尘占含尘的70%时，漏出的粉尘量为2.9kg/t.cl，对日产2500t熟料生产线，每年漏灰量在2248t灰，造成环境污染，按每吨灰的综合成本50元/t计，每年造成的损失约11万元。

有一生产厂家，因回砖窑密封效果一直不理想，整个生产线停止了生产，请我们公司对其窑头及窑尾密封装置进行改进，下面我以窑尾密封为例，简单的陈述改进方案。

改进前窑尾密封如图1。为鱼鳞片式的密封方式，由于回转窑端部的复杂运动的影响以及偶然出现的窑尾正压热气流的影响，使得弹性片变形严重。当钢丝绳压得过紧时，使得弹性片变形严重，影响使用寿命；当钢丝绳压得过松时，又不能适应筒体端部的复杂运动。由于以上原因，弹性片使用周期仅为几个月。由于密封装置效果不好，直接导致窑头漏风严重，结合原有的密封形式，公司决定采用石墨块式密封形式对窑尾密封进行改造。改进后如图片（二）。这种密封主要由多块石墨板围绕筒体而成，石墨块的大小数量根据窑直径和石墨货源规格来确定，我是按一周24块石墨块进行设计安装。石墨块插入钢板支架上用24块楔块分隔开的空间内，通过钢丝绳预紧力压向箱体，使石墨块和筒体保持接触，石墨块既紧贴筒体外圆，又能随窑的偏摆作径向浮动，还能允许筒体的轴向窜动。钢丝绳的预紧力是可调的，计算石墨块合适的许用应力，预紧力过小密封效果不良，过大则易加剧石墨块磨损，约为100～200N。可调整钢丝绳两头的配重锤重量，以达到所需张紧力。石墨具有性能，磨损小，对筒体有保护作用，且造价低，易于制作。

在确保密封性能的前提下，为减少投资、缩短改造工期，只是在结构上作简单改动。改进后密封装置仍采用钢丝绳绷紧的方式，原配重锥，滑轮装置可保留使用，拆除焊于原密封结构料斗上的支撑板及弹性片，冷风套按原有不变。在冷风套上装有一圈共24 块导向楔块，每两块导向楔块中安装石墨块，每块石墨块两端的外侧用挡板挡住。增加了石墨块固定板。

改进前窑头漏风严重，窑内通风差，热工制度很难稳定，经常出现低升重、结圈现象，台时产量、熟料质量偏低。改进后，窑头漏风减小，窑内通风明显好转，满足了窑内用风，同时降低熟料煅烧热耗，煤燃烧完全煅烧更加稳定；很少出现低升重和结圈现象，台时产量、熟料质量有小幅度的提高。

这次窑尾密封装置改造，安装简单、配件易制作、投入资金少。主要用于楔块、石墨块等配件制备。同时现场安装周期极短，改进工作仅花了1天的时间。改进后密封装置密封效果良好、结构可靠、维护操作方便简单、维修故障率极低，极大地提高了回转窑的生产效率。此外，窑头漏风跑灰的局面也大有改观，既减少了原料的浪费，又改善了公司生产作业环境。