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回轉窯窯頭密封改造
發布時間：2023-06-01
付宗利 姚潤泉
01 改造必要性
我公司水泥熟料生產線設計產量5000t/d，回轉窯規格Φ4.8m×72m，窯頭采用魚鱗疊片式密封。目前存在的問題是回轉窯在運行過程中，魚鱗片密封下半部分在粉塵堆積的重力作用下與冷風套之間會形成間隙，有大量的灰塵溢出，上半部分由于鋼絲繩拉力的作用，魚鱗片與冷風套之間磨損快，對兩者都有很大的損傷，從而會很快地失去密封效果。造成窯頭灰沙大，加劇輪帶和墊板、輪帶和托輪、托輪軸承組內襯瓦等處的磨損，并污染周邊環境。在高溫工作狀態下冷風套很容易變形，如若冷風套長時間變形嚴重，或者焊縫開焊會對窯頭魚鱗片造成重度磨損，甚至直接損壞的后果。造成窯頭漏風，會增加系統的熱耗，影響熱工系統的操作。
02 改造方案及原理
2.1 改造方案
窯頭密封裝置整體替換為Z新結構形式的新型密封，包含密封罩、冷風箱、迷宮密封板、冷風套、風道、出風口、支架、固定密封板、錐體法蘭和耐熱鋼密封板、積灰斗等。在回轉窯的外側通過密封罩安裝有冷風箱，密封罩與冷風箱之間有冷風套，密封罩安裝在支架上，冷風箱上布置有出風口。出風口的一端與風道定點角度連通，出風口的另一端朝向冷風套的喇叭口。冷風套的喇叭口外部設置有固定密封板，冷風箱的內部設置有兩道迷宮密封板。風道的外部通過錐體法蘭固定有耐熱鋼魚鱗板。
2.2 依據原理
冷風由風機風道吹進冷風箱，通過冷風箱進入風道再由固定風口吹入窯頭冷風套，達到給筒體和冷風套降溫（此處溫度400℃）防止筒體受熱變形的目地。由于空氣的壓力阻止窯頭密封的煙氣及物料溢出，空氣在密封裝置內，經內循環后進入灰斗一并把物料順勢帶走。如此循環既給窯頭降溫又阻止煙氣和物料的外溢，從而達到一個完美的密封和冷卻效果。
03 窯頭密封改造過程
（1）將原所有密封件全部拆除，并打磨干凈，等待安裝新型密封。首先在冷風套位置固定安裝迷宮密封板。
（2）拼裝密封罩、冷風箱、風道、封口、密封罩內置迷宮密封擋板、固定密封板和錐體法蘭等。
（3）拼接成一個整體后再由中間剖分，隨后吊裝至窯頭固定位置。
（4）在外側錐體法蘭處安裝耐熱鋼魚鱗片密封板，只需將耐熱鋼魚鱗片密封板于窯筒體貼合，無需緊固。
（5）在新型窯頭密封下側迷宮密封位置前后開口做兩個漏灰斗，灰斗另一端直接接入篦冷機。
（6）在原風機吹風口處找適當位置接通風口至冷風箱。
（7）焊接支架固定整體密封裝置，Z后打磨上漆，見圖1。
圖1 窯頭密封改造現場圖
04 改造效果及經濟效益
（1）改造前，在窯頭罩出現正壓情況時，窯內的飛砂料煙塵大量冒出，不僅污染工作環境，而且影響托輪使用壽命。
（2）改造后，窯頭罩在0~50Pa微正壓條件下，也未見煙塵和飛砂外溢，徹底解決了窯頭正壓時的冒灰問題，杜絕冒灰漏風現象。同時，在窯頭罩負壓的工藝條件下，Z大限度地減少窯外冷風的進人，進而減少氮氧化物（NOx）生成，降低燃料的消耗量，節能減排效果顯著。
（3）經濟效益。改造后，標煤耗降低0.2kg/t，按照年產量140萬t、煤價1000元/計算，年降低成本28萬元。窯頭密封改造費用20萬元，投資回報期0.7年。
05 結論
（1）窯頭密封改造效果良好。有效減少窯頭漏風漏料，降低系統熱損，燒成系統熱工制度更加穩定，改善窯頭整體工作環境，滿足環保要求，降低現場工作人員勞動強度；保障了附近托輪及冷風套的使用壽命，減少備件磨損，維護工作量和配件消耗量大幅下降；有效延長檢修周期，減少回轉窯主機設備的臨停次數，避免在高溫狀態下修復會給修復工作帶來非常大的困難，甚至無法修復，從而造成密封不良漏風、漏灰。
（2）待繼續改進之處。此密封裝置也略有不足之處，密封裝置對窯筒體前段包裹面積較大，筒體掃描儀無法探測此處的真實溫度。同時，外側密封的魚鱗片阻擋視線，無法觀測前段窯筒體狀況，當窯口耐火磚脫落，發生紅窯時，不易被發現。
來源：《中國水泥》
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