密封装置是回转窑的重要组成部分之一。密封装置密封性能的好坏,对回转窑的工艺操作能否正常进行关系较大。这是因为回转窑是在负压下进行操作,如果窑头与窑头罩间密封不好,则外部冷空气进入窑内,使窑内的物料量、燃烧量和空气量的一定关系比例遭到破坏,减少了由冷却机入窑的二次风量,降低了二次风风温,使热耗增大,增大了锻烧成本。
同时大量冷风的进入,也会增加排风机的负荷,增加用电量。在生产工艺不正常,窑头正压的情况下,会引起窑头罩的粉尘通过密封不良的窑头密封喷出窑头罩,引起第一档轮带处现场环境污染,同时粉尘落在托轮上,还会加速轮带和托轮的非正常磨损,降低轮带和托轮的使用寿命。
(二)对于密封装置的要求
密封装置要求具有良好的密封性能,使漏风量减少到最低限度。具体说来:
1、适应筒体各方面的运动和变形
鉴于窑头罩是静止不动的,回转窑是运动的,在升温过程中,窑体会伸长,在平时正常生产中在液压挡轮作用下会上下窜动,同时悬伸段还会出现弯曲变形和端面变形(如喇叭口),严重时甚至会将窑头罩损坏。因此密封装置应适应上述情况。
2、耐高温、耐磨损、使用寿命长
鉴于密封装置中活动件和静止件的相互接触与磨损,同时该处粉尘多、温度高、润滑困难,因此要求密封件的材质耐磨、耐热。
3、结构简单、易于制造与维修。
(三)窑头正反向气室复合柔性密封技术
回转窑窑头正反向气室复合密封结构及工作原理。
1、密封结构
正反向气室密封结构示意图见下图:
主要由套筒、壳体、气密风管、正向密封片、反向密封片、风冷套、冷风套固定装置,灰斗,风量调节阀等组成。
根据现场工况,上壳体上将制作排气孔,防止腔内压力过大,冷风涌入窑头罩内。
气密封管上配有观察门,便于观察风冷套、筒体工况。
窑头密封结构图1
窑头密封结构图2
2、密封主要工作原理
含粉尘的气体在窑头正压的状态下经过窑头护铁沿着冷风套的外圆向外喷射,首先会撞到最右面的密封环,90%颗粒由于撞击而失去动能,在重力的作用下,被集灰斗一捕获,进入篦冷机。剩下的10%飞沙料继续前进,吹向正向密封片,装置板的角度引导窑头内部气流及粉尘的流动方向,在密封环的导流下,带料的风在正向密封、密封环之间的空间形成一个涡流,物料连续撞击,彼此撞击,纷纷失去动能,也在重力的作用下,被集灰斗一捕获,进入篦冷机。极少粉尘能连续突破两道密封,进入正反向密封之间。反向密封形成第三道密封,正反向密封之间并产生一个密封空间,气密风管将窑头冷风通过下壳体风管引入到密封空间。此密封空间连续进风,风量调节阀调节后,使风压大于窑头罩内风压。极少量的粉尘,跟随风流向直接排入到篦冷机篦床上。对于窑头罩经常正压的情况,此种密封可以彻底解决喷料及冒烟问题。
正向密封片与风冷套之间的密封角度使通过流体力学分析计算、流体分析软件分析复核,得出合理的密封角度,有利于密封片改变摇头内部流体以及粉尘流动方向,提高密封效果,避免密封片被摇头内部粉尘气流直接冲刷,提高密封片的使用寿命。通过工程热力学分析、密封片选取合适的耐磨、耐热、高弹力的材料,保证密封片的密封效果和使用寿命。
迷宫密封主要是起到阻挡高压气流作用,阻挡高压气流直接冲击正向密封片,降低正向密封片部位的压力,提高密封片的密封效果和使用寿命。
反向密封片与气密风管把合,正反向密封片的结合,可以有效保证风压高于窑头罩内,同时风压作用下,密封片可以更好的与筒体护板、风冷套贴合,保证密封效果。反向密封片的反向设计,同样易于安装,密封效果大大高于正向安装方式。
下壳体包含有下气密风管,将风引入到上部气密风管,气密封管中设有出风口,出风口的角度使用三维流体软件进行分析,得到最佳吹风角,使冷风到达窑头护板。气密风管与壳体,同时起到密封片支撑、保压作用。
风冷套内导流叶片,将密封空间内风温搅拌均为,为窑头护板起到持续降温作用。
很多现场,出现窑头罩塌陷、变形,下壳体上立柱可以一举解决此问题发生。
(四)改造效果
通过运用我公司获得国家发明专利的正反向气室复合柔性密封技术,可以彻底解决正压时的冒灰飞砂料污染现场的问题,同时在负压的工艺条件下,最大限度的减少窑外冷风的进入,减少氮氧化物的形成和排放,同时可以降低燃料的消耗,降低风机的用风量,节能减排的效果显著,本新型密封的漏风系数可以控制在1%以内,杜绝了冒灰漏风现象的发生。由于此种结构密封效果良好,经过改造以后,煤耗最低可以降低0.3~0.5Kg/t.c,电耗至少可以降低0.05~0.1Kwh/t.c,同时会大幅降低窑尾氮氧化物的排放量!