張樂
（寧波鋼鐵有限公（gōng）司，寧波 315807）
摘 要：某公司1號（hào）燒結環冷機餘熱回收項目投運（yùn）後，回（huí）風溫度升高，嚴重影響動靜密封的使用壽命。同時密封損壞後大（dà）量熱風外漏，不（bú）僅導致外部設備運行環境惡化，同時（shí）給點（diǎn）檢員日常點檢帶來困難。本文通過重點分析動靜密封失效原因，提出相（xiàng）應改進措施。
關鍵詞（cí）：環冷機；餘熱回收；動靜密封；失效
1 前言
環冷機為燒（shāo）結生產工藝中的重要設備，其主要功能是將高溫燒結礦進行快（kuài）速冷卻。某公司燒結機配置一台470m2的（de）鼓風環（huán）式冷卻（què）機（jī），該環冷機2007年投產後運行基本（běn）穩定。但是自環冷餘熱回收發電項目投運後，由於環冷機回風（fēng）溫（wēn）度升高，給設備的穩定運行帶來了較大的（de）影響，故障率升高。針對此問題，通過係統分析問題成因，對環（huán）冷機密（mì）封結構及材質進行了優化改進，降低了漏風率，延長了密封件的使用壽命，取得了一定的效果。
2 設備結構（gòu）特點
2.1環冷機密封結構
該公（gōng）司1號環（huán）冷機有效冷卻麵積470m2，Z大處理燒（shāo）結（jié）礦能力1100t/h，驅動裝置采用主、被（bèi）動兩套相同的摩擦輪裝置。摩擦輪通過碟簧裝置夾緊（jǐn）回轉框架上的摩擦板，通過（guò）電機及減速器將動力傳給摩擦輪，從而驅動回轉框架在水平（píng）麵上作圓（yuán）周運動。
環冷機采用橡膠動靜密封形式（shì），使台車密封板下和水泥風道之間形成密封腔（qiāng），其結構形式如圖1所示，I為動靜密封。
圖1 環冷密（mì）封示意圖
外側密封板安裝在移動台車上，與（yǔ）固定在風箱（xiāng）上部的橡膠靜密（mì）封件接觸，由於密封件的上端向內彎（wān）曲，這樣，在來自鼓（gǔ）風機內部壓（yā）力作用下，保（bǎo）證密封麵的接（jiē）觸良好。內側密封是裝在移動（dòng）台車上的橡膠動（dòng）密封件與固定在風箱上的傾斜密封板形成接觸，由（yóu）於麵積大，所以密封效果較好。具體結構如圖2所示。
圖2 環冷動靜密封
1—台車側密封板；2—橡膠動密封；3—橡膠靜密封；4—密封（fēng）板
台車輪橫梁（liáng）下部密封也采用圖2所示的結構，其他平麵與安裝在台車移動架上的（de）密封板相接觸（chù），如圖3所示（shì）。台車與（yǔ）給礦端部的密封是通過固定在台車下部的橡膠板與端部密封上平麵密封板的接觸而實現的。
圖3 台車梁密封
2.2餘熱回收工藝流程
燒結礦在機尾經（jīng）破碎進入環冷機時，其溫度仍高達700~800℃，采用（yòng）鼓（gǔ）風（fēng）式環（huán）冷機進行燒結礦（kuàng）的冷卻。
該冷卻（què）過程會產生大量（liàng）中低溫煙氣（實質為熱（rè）空氣）。這部分煙氣（qì）具有（yǒu）穩定、連續（xù）、可靠、氣量大的（de）特點，是鋼鐵（tiě）廠很好的餘熱資源。寧鋼作（zuò）為耗能大（dà）戶（hù），積極響（xiǎng）應國（guó）家（jiā）節能減排號召，將環（huán）冷煙氣餘熱進行回收利（lì）用，於2011年底（dǐ）建成餘熱回收發電項目。餘熱回收既（jì）是對高（gāo）溫（wēn）段煙（yān）氣進行係（xì）統（tǒng）回收（shōu），同時減少對周圍環境產生的熱汙染。
環冷鼓風機的冷卻風進入水（shuǐ）泥（ní）風道後（hòu）穿過燒結礦，對其進行冷卻，產生的高溫煙氣通過（guò）煙罩管道在風機作用下進行回收，高溫煙氣在鍋爐裏進行熱量交換後產生中低壓蒸汽，此蒸汽送往餘能發電廠3號發電機組進行發電。換熱後（hòu）的煙氣通（tōng）過管道回到水泥風道，再次（cì）利用。具體如（rú）圖4所示（shì）。通過熱交換後（hòu）的高（gāo）溫煙（yān）氣回到煙道後，仍然具（jù）有較高的溫度，與鼓風機過來的冷風混合後，使整體（tǐ）混合（hé）風（fēng）溫能夠達到120℃左（zuǒ）右。
圖4 餘（yú）熱發電原理（lǐ）
3 產生的問題
餘熱回收（shōu）發電項目投運後，環冷機回風溫度升高，動（dòng）靜密封損壞嚴重，熱風泄（xiè）漏導致軸承潤滑效果降低（dī），使用（yòng）壽命縮短（duǎn）、環冷機框架變形、聯接（jiē）部位焊（hàn）縫開（kāi）裂、環冷機跑偏等問題。環境溫度升高也（yě）給點、巡檢人員帶來了（le）點檢困難。漏（lòu）風加（jiā）重後環冷機不能有效（xiào）冷卻，“跑紅礦”現象（xiàng）時有發生，致使皮帶燒損，給生產帶來了諸多危害。圖5為損壞的靜密封件。同（tóng）時，漏風量過大對餘熱回收（shōu）發電的（de）效率也存（cún）在一定的影響。
圖5 損壞靜密封
動靜（jìng）密封損壞後導致更換工作量大大增加。由於散料容易堆積在軌道與靜密封安裝板之（zhī）間（jiān），埋蓋固（gù）定靜密封（fēng）的楔子，每次更換都需要先（xiān）將散料清理才能進行更換。而動密封更換需要進入（rù）水泥風道，用梯子架高後進行人工拆（chāi）除。每次（cì）常規定修僅能更換10~20塊，對提高工作效率帶來了極大的影響（xiǎng）。
4 原因分析
4.1密封橡膠材質（zhì）問題
原環冷機設計時（shí）沒有餘熱回收部分，通過鼓風機進入煙道的冷卻風≤50，℃略高於環境溫度，所以動靜密封的橡膠材質選用了回彈性及耐磨性較（jiào）好且價格便宜的氯丁橡膠。但是氯丁橡膠的（de）耐溫大約在90~110℃[1]，如（rú）果溫度過（guò）高會大大降低其壽命，使其老化，從而影響其使用性能（néng）。
自從餘熱回收項目投運（yùn）後，回（huí）風（fēng）溫度達（dá）到120℃左右，已經超出氯丁橡膠的有效（xiào）工作溫度。從每（měi）次定修後更（gèng）換下來的密封分析（xī），密（mì）封橡膠很容易掰斷，說明已（yǐ）經嚴重老化。老化後的橡膠在台車運動過程中極易撕裂脫落，導致漏風。
4.2密封壓板變形
燒結機將800℃左右的燒結礦排到環冷機台車（chē）上，由於受長期高溫的影響，固定密封件的壓板發（fā）生變形，導致與（yǔ）密封件發（fā）生刮擦，常使密封件（jiàn）損壞。同時（shí），由（yóu）於壓板變形，無法牢固固（gù）定（dìng）密封件，使密封件鬆（sōng）動、變（biàn）形，在（zài）運行過（guò）程中刮擦到其他（tā）物體。
4.3散（sàn）礦影響
從燒結機（jī）下來的燒結礦（kuàng）經單齒輥破碎及（jí）落料相（xiàng）互衝擊後（hòu），會形成大小不一的燒結塊，在冷卻過程中（zhōng），部分細小（xiǎo）顆粒從環冷機台車底板（bǎn）間隙落入水泥風道，由於（yú）冷（lěng）卻風的影響，會對動密（mì）封件進行衝擊，致使密封件損壞，動密封（fēng）出現（xiàn）破損後，開始衝刷（shuā）靜密封。另外還有一部分散料，在冷卻風的作用下，直接從台（tái）車上部吹落至台（tái）車邊緣，堆積於靜密封與台車軌道之間，也容易卡在密封件與密封（fēng）板之間，造成密封件刮（guā）裂。
5 改進措（cuò）施
5.1改進設備結構
為了減少影響（xiǎng）因素，並且方便密封件的更換，對密封結構進行（háng）改進。
取消現有的動密封壓板，直接改為膠皮與移動框架連接，安裝螺栓焊接固定在移動框架上。不僅解決了動密封更換困難的問題，而且避免了壓板（bǎn）的變形（xíng）與脫落，降低（dī）備件消耗的同時降低設備故障。同時（shí）按原（yuán）靜密封結構（gòu）製作靜密封安裝板，在上麵（miàn）設置安裝螺栓，螺栓與安裝板焊接為一體，將靜密封直接安裝在鋼板上，並讓靜密（mì）封延長至與動密封接觸。此方式不僅增（zēng）加密封可靠性，同時可以（yǐ）避免散料進入動靜密封（fēng）之間，導致動密封刮擦，同時也方便密封件的更換。具體結構如圖6所示。
圖6 密封改造
台車輪橫（héng）梁下邊部也做相同（tóng）改進，其他邊部不需要做（zuò）改動。延長（zhǎng）後的靜密封（fēng）件及（jí）螺栓要（yào）低於橫梁左右邊部，以（yǐ）免運動過程中發生幹涉，如圖7所（suǒ）示。
圖（tú）7 效果圖（tú）
5.2密封件材質改進
由於密封材質問題，需要采用矽橡膠以提（tí）高其耐高溫性能。但是（shì）考慮到成本問題，矽橡膠（jiāo）的價格遠遠大於氯（lǜ）丁橡膠。通過研討分析，發現廠部每幾個（gè）月會（huì）有廢舊的耐高溫皮帶更換（huàn）下線，這些皮帶可以（yǐ）承受較高溫度，同時（shí）由於密封件的改型，靜密封不再需要模具製作，可以按照改造後的尺寸，直接進行製作。如圖（tú）8所示，為（wéi）已經（jīng）製作完的動密封。
圖8 動密封
5.3加強設備管理
定期對撒落料進行清理，尤其是靜密封安（ān）裝板附近，避免因為積（jī）料過多，造成刮擦。
加強環冷機（jī）台車輪（lún）、支撐輪及（jí）側（cè）擋輥軸承的狀（zhuàng）態及周期管理，建立周期管理台賬，對軸（zhóu）承進行周期（qī）更換，避免環冷機因支撐輥及側擋輥軸承問（wèn）題而導致（zhì）跑偏現象的發生。對環冷機磨擦板連接螺栓及回轉框架連接部位縮短點檢周期，發現開裂（liè）及時進（jìn）行處理（lǐ）。
對環冷機台車輪的軸承潤滑進行改進。原先使用的潤滑脂為（wéi）2號極壓（yā）鋰基脂，適用（yòng）溫度為–20~120℃[2]，為了提高其耐高溫性能（néng），將其更（gèng）換為1號MPU多效能高溫（wēn）脲基脂，它的使（shǐ）用溫度可達到180℃。
6 結束（shù）語（yǔ）
利用定修分批次對環冷機密封進（jìn）行改造，從前期已使用的情（qíng）況分析，密封件使用狀況及損壞情況良好（hǎo），密（mì）封效果穩定，周邊環境得到很大改善。經過對環冷機密封的改進，改善了設備工作環境，設備故（gù）障停機時間減少（shǎo），維修（xiū）費用降低，設備作業率提高，同時，餘熱利用效率也大大提高。
參考文獻（xiàn）
[1]傅政.橡膠材料性能與設計應用[M].北（běi）京：化學工業出版社，2003：31.
[2]鄭發正，謝鳳.潤滑（huá）劑性質與（yǔ）應用[M].北京：中國石化出版（bǎn）社，2006：200.
來源：《第九屆中（zhōng）國鋼鐵年會》2013年10月22日
