摘 要：针对预热器物料板结造成透气性变差，引起回转窑频繁出现结圈等问题，对石灰回转窑燃烧器、窑头、预热器推头、高温除尘器、高温风机等生产流程中关键节点设备密封进行了改造。改造后达到了良好的密封效果，有效防止物料外漏，环保在线监测数据达标，窑况稳定顺行，实现了节能降耗、稳产高效的目的，获得良好的经济效益和质量指标。

关键词：回转窑；结圈；漏风系数；密封

0 引言

河南钢铁集团冶金炉料公司两座600t/d 回转窑建于2007年，该窑自投产后，产量、质量均能达到设计要求，但耐材损耗和结圈现象比较突出，预热器物料板结机率较高，时常因为预热器物料板结造成透气性变差，窑内粉尘不能有效抽走，引起窑内频繁出现结圈现象，制约了生产顺行，严重时10天煅烧带磷酸盐复合砖全部熔融，3天在煅烧带就会形成 500mm厚的结圈，而且预热器推头时常出现16MPa以下液压推不动物料的现象，以上种种问题多次造成被迫停产处理或抢修。回转窑是在负压下运行的，通常热端负压约为 20~30 Pa，冷端负压约为250~300 Pa。运行过程中若热端（窑头）漏风，就会降低回转窑二次风温，造成热损失；若冷端（窑尾）漏风，不仅燃料不能充分燃烧，而且会影响窑内通风，使热耗增加，影响熟料的产量和质量，同时冷端废气中含有大量粉尘状物料，由于倒风而外溢，既污染环境，又对岗位人员的身体健康造成伤害。考虑环保、节能、维修等方面因素，公司重点针对回转窑燃烧器、窑头、预热器推头、高温除尘器、高温风机等关键部位的漏风问题进行研究，制定密封方案，通过实践总结，制定出了一套能够彻底改善各关键设备节点漏风的技术方案，其技术性能的先进性、质量可靠性、运行的稳定性、环保的功能性都达到了预期目标。

01 存在的问题

1.1 燃烧器与窑头罩接合部位密封不严

现采用的燃烧器是扬州银焰燃烧器，燃烧器伸入带浇注料保护层的窑炉内，窑炉直径为Φ700 mm，窑头罩上孔径为Φ800 mm，这样安装完成后， 窑头罩与燃烧器接合部位就会出现密封不严造成漏风的问题。

1.2 窑头罩与筒体接合部位密封效果不好

现窑头密封方式采用径向型密封，密封装置由若干密封元件均匀分布并贴附在回转窑的筒体上，各密封元件之间局部相互重叠，密封元件用紧固件与窑头罩连接在一起。正常操作时回转窑窑内处于负压，外部冷风只能从密封元件与回转窑筒体之间的径向间隙中进入回转窑内（风量很小可以忽略），从而达到良好的密封效果。这种密封方式要求密封元件有足够的强度和韧性，使密封元件紧紧贴合在回转窑筒体上，减少密封元件与回转窑筒体之间的径向间隙，保证密封效果达到最佳，同时要求密封元件具有高抗磨性。

公司目前用的密封元件（俗称鱼鳞片） 材质为不锈钢与碳钢混合型材料，这种材料在使用初期强度和弹性表现尚好， 能够达到良好的密封效果，但随着使用时间的增加，鱼鳞片长期处于高温条件下，其强度和弹性都会出现不同程度下降，从而导致径向间隙越来越大，密封效果越来越差，窑头开始出现大量粉尘扬散，同时有大量冷风灌入，窑况开始出现波动，直接影响回转窑的稳定顺行。

1.3 预热器推头压盖板对接不严

公司原有的推头压盖板采用的是上下两块平行对接方式，这种安装方式在安装初期密封效果尚好，但随着在生产过程中不断受热，压盖板就会发生不同程度的变形扭曲，导致上下两块压盖板出现对接不严的现象，严重时两块压盖板缝隙能够达到10~20mm，从而导致预热器漏风严重。

1.4 高温除尘器的密封条发生裂化

高温除尘器漏风问题主要出现在反吹管道上方压盖板与除尘器箱体接合部位，此处造成漏风的主要原因是压盖板与箱体直接密封条在高温下发生裂化，无法起到应有的密封效果。

02 改造实践

2.1 燃烧器与窑头罩接合部位密封改造

制作密封设备要根据漏风率计算公式计算出漏风率[1-2]，漏风率=（漏风量/入口风量×100%。根据测量，在窑头罩上焊接一个DN900长700 mm的钢管，钢管内部加DN20的环形镀锌管，镀锌管朝向窑体一侧开20个环形阵列排布的Φ10mm的圆孔，镀锌管外部连接空压风管向窑体内部吹风，同时DN900 管道与燃烧器接合部位采用软连接密封，这样就能够保证窑体内部空气及粉尘无法向外溢出，从而达到良好的密封效果。

2.2 窑头罩与筒体接合部位密封改造

2.2.1 改造方案

通过多方面研究和探索，提出了通过改造窑头原有两台冷却风机的出风方式，降低鱼鳞片周围环境温度，从而延长鱼鳞片使用周期的改造方案。

该方案将窑头原有的两台冷却风机的出风口由直接对准窑体的出风方式， 改为环形分布的鸭嘴式出风口。鸭嘴式出风口直接对准鱼鳞片出风方式的好处在于，当风从较宽的风道进入较窄的风道时风速会提高，风力更集中，让出风口直接对准窑头与鱼鳞片的接触部位，通过大量高速冷风吹扫，降低鱼鳞片自身温度，从而保证其强度和弹性在短时间内不会发生剧烈变化。

2.2.2 方案实施

具体的实施方案是制作一个环形风道，其内切圆直径为Φ4.6 m，风道采用直径为Φ325 mm 的钢管，8个为一组焊接制作而成。风道分为两个半圆首尾各自封闭，风机形成的空压风不会在管道内部形成对流，风道通过在窑体两侧混凝土上焊接的支撑柱进行固定，每个出风口焊接在每节管道的中点处，从而在密封处形成16个出风口的环形出风方式，出风口采用鸭嘴型，能够提高风的流速，从而达到良好的冷却效果。

原有的冷却风机出口为正方形，直接对准窑体，出风口75%的风量直接损失，剩余25%的风量也不能直接对准鱼鳞片部位，因此鱼鳞片真正能够得到的冷却风几乎没有。经过改造之后每个出风口直接对准鱼鳞片进行出风，保证了两台离心风机的出风量能够全部作用于鱼鳞片，大幅度提高了用风效率。

2.3 预热器推头压盖板密封改造

对推头压盖板进行了改造，将原有的平行对接方式改为上下自扣台对接方式[4]。具体的改造方案为：压盖板本体厚度为20mm，将两块压盖板结合处前后各去掉10mm，同时上下结合部位重叠10mm，这样就能够保证结合部位密封牢固，受热变形也不影响两块密封盖板的重叠密封效果。同时，对推杆密封板进行改进，原来的密封板由于长时间运行，压板中间的推杆孔越来越多，空气直接进入预热器内部，有时密封板与压板属于硬性接触，也会出现漏风，在密封板的内侧安装上了一层耐磨皮子，可以增加密封板压板的接触面，同时减少了密封板中间孔漏风。

2.4 高温除尘器密封改造

采用新型硅胶密封条进行密封，这种密封条高温条件下仍然能够保证良好的弹性，能够满足密封要求，同时在箱体与压盖之间焊接紧固螺栓，用紧固螺栓对压板加压，保证除尘器压盖板与本体始终能够紧密接合，从而保证达到良好的密封效果。

2.5 高温风机轴端与风箱本体密封改造

针对高温风机轴端与风箱本体在接合处漏风问题，制作了厚度 10 mm，外径Φ320mm，内径Φ150mm 的环形钢压板。环形钢压板对称分为两半，两块压板中间采用了经过润滑油浸泡的羊毛毡垫进行密封，羊毛毡垫环形内径为Φ130mm毡垫内径紧贴风叶主轴。安装时环形钢压板一面焊接在风箱本体上， 钢压板上环形阵列分布了6个M14×50 mm 的螺栓，另外一块钢压板上打孔与螺栓对接，羊毛毡垫通过两块钢压板进行固定，从而达到良好的密封效果。

03 应用效果

通过对整个系统漏风的治理，回转窑系统的氧含量由治理前的13%左右降到 9%左右，产品燃料煤粉单耗 210kg/t降到197kg/t，吨灰电耗由治理前的55 kW·h降到45 kW·h左右，降本增效成绩显著。

04 结语

回转窑整个生产系统要想稳定高效顺行，窑况风清气顺， 良好的密封是先决条件，同时各个关键环节是系统联动，每一个小的漏风点都会影响整个系统的风量、风压，因此，做好日常维护，让回转窑始终能够在稳定的窑况下运行，才能达到稳产、高产的目的，创造出更好的经济效益。