QD型回转窑窑尾密封装置

　　0 前言 
　　回转窑进料端处的密封，对于新型干法回转窑系统的正常运转是非常重要的。其主要作用是尽可能减少冷空气吸入窑内及防止漏灰，因为吸入冷空气会增加窑的废气量、增加分解炉的燃料损耗、增大排风机的负荷和引起窑尾结皮堵塞，而漏灰会造成环境污染。
　　随着科学技术的不断进步和发展，国内外均研制出了种类繁多的密封方法和装置，归纳起来大体可分为摩擦式、迷宫式(曲径式)、气密式和组合式等几种型式。设计一个结构简单、操作可靠、维护方便的窑尾密封装置，涉及的因素很多也很复杂。对于一个良好的密封装置至少应满足结构简单，安装维护方便；磨损部件少，且耐高温、耐磨，并易更换；操作可靠、密封良好；基本不影响窑的热工制度等基本要求。我院开发的QD型窑尾密封装置除充分考虑了上述各项基本要求外，设计中还作了精心处理。本文就该密封装置的结构特点和制造、安装、使用要求作一介绍。
　　1 工作原理及结构特点
　　QD型窑尾密封装置为气缸压紧端面接触式，见图1。
　　整个装置可分为旋转、不旋转两部分。旋转部分包括回料勺和活动摩擦环等，这部分与窑尾端部法兰通过螺栓连接在一起，随回转窑一起旋转。不旋转部分包括固定摩擦环、径向密封环、烟室套筒、吊杆、气缸和石棉盘根等，固定摩擦环和径向密封环通过吊杆悬挂在窑尾烟室的支架上。密封用的石棉盘根套在烟室套筒上通过压板定位，使其随固定摩擦环在套筒外表面上下窜动，起到轴向密封的作用，并通过两端面间的相对位移来吸收窑尾的摆动。气缸沿圆周方向均布固定在径向密封环或烟室上，通过气缸的作用始终将活动摩擦环和固定摩擦环贴合在一起，起径向密封的作用。为了防止两摩擦环磨损过快，提高其使用寿命，设计中在固定摩擦环上开设润滑油孔和油槽，通过多点干油泵定期向两摩擦面间加润滑脂，既起润滑作用又可防止两结合面间的漏风。气缸采用耐热型气缸，并且加隔热保护罩，并将下部气缸与上部气缸反向安装，有效地防止了因操作不正常引起漏料而烧坏气缸。采用气缸压紧能使两摩擦环各处的压力相同，从而有效地防止了摩擦环的不均匀磨损和上下半环的开口和漏风，通过调节气缸的压力能确保两摩擦环正好贴合并保持微压，可将摩擦环的磨损降低到最低限度。
　　不旋转部分采用悬挂结构，因窑尾的热膨胀量和上下窜动量有限，对于一定长度的吊杆来说，其中心的运动轨迹为一段两端高中间低的圆弧，但其最高点和最低点仅相差不到1 mm，在此情况下不会出现吊杆卡死在套筒上的现象。吊杆可通过调节螺母调整其上下高度，安装时将吊杆偏向窑头侧，以保证悬挂部分的中心线在热态时与烟室套筒的中心线同心，吊杆通过球形垫圈固定在烟室的支架上，具有摆动灵活可靠、调整方便的特点。轴向采用石棉盘根密封可有效地防止轴向漏风，在气缸的作用下石棉盘根随着窑尾筒体的窜动而在固定在烟室上的套筒上移动，为了减少其磨损，设计要求制造厂将套筒外表面在石棉盘根行程内的部分打磨光滑，不得有毛刺和焊渣等凸出物，并且要求套筒保证一定的圆度。实际上，石棉盘根沿周向是固定不动的，它只随窑尾上下窜动，而窑尾的上下窜动速度极其缓慢，每班上下窜动仅 约1～2个挡轮的行程，石棉盘根磨损量极其轻微，在正常情况下使用3～4年不成问题。如白马山水泥厂#2窑窑尾密封中的石棉盘根已使用3年多，仍具有良好的密封效果。石棉盘根即使磨损，在磨损处仍可看作一迷宫密封，并且在正常操作下该处不会漏灰。
　　QD型窑尾密封装置采用的气缸压紧端面接触密封形式，克服了重锤压紧端面接触密封形式的缺陷。重锤压紧式窑尾密封装置与气缸压紧式密封装置在结构上有所不同。重锤式将吊杆悬挂结构改为两侧滚轮支承，将气缸压紧改为重锤拉紧，并将石棉盘根密封改为非金属膨胀节密封，至于端面接触式密封形式相同。采用滚轮支承，要求滚轮中心线须与套筒中心线同心，但由于制造、安装产生的误差实际上很难达到，随着时间的推移，滚轮和导轨易锈蚀，使运行阻力增大。如果活动套筒与烟室套筒之间间隙过小，会出现卡死现象；若间隙过大，则热气流会将非金属膨胀节的石棉布烧毁，从而影响其使用寿命和使用效果。重锤压紧式窑尾密封，在实际生产中不旋转部分并不能保证准确地支承在不旋转部分的重心上，它会产生偏斜，而由重锤或杠杆所施加的轴向压紧力仅作用在两点上，难以保证两个摩擦圈整个圆周的均匀接触，易造成摩擦环上、下不均匀磨损，从而导致摩擦环产生上部或下部“V”型张口现象，严重影响密封效果。
　　2 制造、安装和使用要点
　　对于一个窑尾密封装置，能否达到设计效果，与制造、安装和维护操作等环节密切相关。我院设计的窑尾密封装置在国内外大中型水泥厂都有使用效果良好的实例。窑尾密封装置在制造、安装和使用过程中应注意以下几点：
　　(1)设备制造过程中，制造厂应严格按图纸要求进行制作，对于本厂无法加工的零部件应向有良好加工条件的单位外协，以保证加工质量。对于回料勺、固定摩擦环和活动摩擦环均应在立车上一起加工，以保证其厚度一致及表面的平面度。烟室套筒制造时，必须保证其圆度，并需按图纸要求打磨外表面。在运输过程中要加加固支撑，此加固支撑需在安装调整完毕后才能拆除。对于气缸应严格按图纸要求购买，不能自行更改气缸的耐热性能。
　　(2)设备安装时，应将多点干油泵及其管路内的空气排净，填满润滑脂，并检查各出油点是否正常供油。回转窑安装完毕后，需检查固定摩擦环和活动摩擦环之间的周向间隙是否均匀(图纸要求为0)，若发现不一致，必须找出原因并加以修正。同样，要检查径向密封环和烟室套筒之间的周向间隙是否均匀。
　　(3)设备使用时，为了获得良好的密封效果，一方面必须稳定窑的热工制度，另一方面要确保气源的洁净和气压的稳定，为此，配备窑尾密封专用气源是有好处的，同时，应根据实际使用情况，调节气缸的压力使两摩擦环正好贴合并使结合面间保持一定的微压，将磨损降低至最低限度。再则，加油泵应定期向结合面间加润滑脂，以降低磨损和提高密封效果。对于损坏的零部件应在停窑检修时进行修复或更换。只有这样才能取得良好的密封效果和延长易磨损件的使用寿命。