技术丨回转窑窑头、窑尾密封漏风治理措施

引言

在水泥回转窑的工艺操作中，要求空气量、燃料量和物料量三者之间保持一定的比例关系，以保证窑的产、质量。因此，良好的窑头、窑尾密封是十分重要的。如果窑尾漏风，因该处是全窑负压最大的地方，易吸入大量的冷空气，而窑内大量气体不易排出，致使燃料不能完全燃烧，从而导致热工制度被破坏，并增加燃料的消耗，还会降低烧成系统的产、质量。受冷风急冷的影响，生料粉表面硬化，会导致结皮堵寒现象的发生。大量冷风的进入，还会增加废气排放量，带走大量的热焓，不利于节能减排。下面结合我公司的实际情况，谈谈降低窑头、窑尾漏风的方法与措施。

我公司窑头密封为双层鱼鱗片式密封，鱼鱗片较短，容易磨损，使用过程中存在鱼鱗片与回转窑筒体间隙偏大，有冷空气进人其内，造成入窑二次风、三次风温度下降，窑头负压波动，冷风的掺入增加了系统的热耗。密封鱼鳞片处飞砂料大量逸出，飞砂料的逸出加剧了一挡托轮的磨损，缩短托轮检维修周期。飞砂料的逸出造成窑头平台、一挡平台及地面扬尘积料，影响环境卫生。

窑尾密封采用鱼鱗片重锤式密封，该密封因回转窑筒体纵向窜动，在运行中存在鱼鳞片与筒体贴合不结实、间隙大的状况，停窑后预热器积料囤积于窑尾密封处，辅传转窑时，积料由密封处泄漏，既污染环境又增加了员工劳动强度。在转窑过程中受夹杂异物的影响，鱼鱗片受外力损坏，导致漏风量进一步加大，严重时影响窑尾烟室缩口的风速，引起小股塌料现象，窑内分解率降低；窑尾漏风，会使窑系统用风失去平衡，使窑尾烟室温度下降，增加用煤量，系统煤耗增加，同时窑尾风机负荷增大，不利于节能降耗。破坏了窑系统热工制度的稳定。同时窑尾漏风，冷空气突然进入窑尾，会使窑尾生料急剧降温，易出现结皮现象。

2.1 窑头密封

窑头采用窑头正反向气室复合柔性密封技术、窑头罩是静止不动的，回转窑是运动的，在升温过程中，窑体受热后会伸长，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。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。正反向气室密封结构示意图见图1。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。

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，首先会撞到密封环，约90% 颗粒由于撞击而失去动能，在重力的作用下，被集灰斗捕获，进入篦冷机。剩下的约10%飞砂料继续前进，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，物料间彼此连续撞击，纷纷失去动能，也在重力的作用下，通过灰斗收集进入篦冷机。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，有利于密封片改变窑头内部流体以及粉尘流动方向，提高密封效果，避免密封片被窑头内部粉尘气流直接冲刷，提高密封片的使用寿命。

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，密封片可以更好地与筒体护板、风冷套贴合，保证密封效果。反向密封片的反向安装，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，气密风管中设有出风口，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匀，为窑头护板起到持续降温作用。窑头密封改造前后见图2。

2.2 窑尾密封

窑尾密封采用重锤施压端面接触式，密封部分采用两圈摩擦环，结构简单高效，而且维修量非常小，重锤施压端面接触窑尾密封的基本结构如图3所示。

(1)采用端面接触，接触面积比较大，同时对窑尾筒体的径跳和端跳有较强的自适应和补偿能力。

(2)重锤沿周向均匀分布8个点，保证了周向受力均 匀，这样不易出现局部缝隙。

(3)两侧吊杆采用分离式结构中间增加螺旋扣，能够很好地修正固定密封环与筒体的同轴度。

(4)吊杆的两端均采用关节轴承，这样能够有效弥补安装带来的支撑板的歪斜误差，使圆周方向受力均匀。

(5)两端摩擦环选用耐磨性能较好的耐热球墨铸铁 ，径向密封环与固定套筒间留有足够的间隙，避免了密封环与固定套筒的卡碰现象，并能适应窑尾端部的摆动。

(6)为了防止轴向密封环磨损过大，结构中采用干油集中润滑系统，其供油量可根据实际使用情况进行调节。

重锤施压端面接触密封的工作原理：

重锤施压端面接触式窑尾密封包括轴向密封和径向密封，其基本原理是径向密封环由吊杆悬挂在窑尾烟室上，随窑体窜动但不旋转，其与烟室套筒之间用石棉盘根密封，盘根绕套筒一周，并用压板压紧。

轴向密封联接在料斗上的活动摩擦环和连接在径向支撑板上的固定摩擦环之间形成端面密封，通过均匀设置在径向密封上的重锤产生的拉力，使两种摩擦环始终接触 ，而两摩擦环之间有润滑系统自动注入润滑脂以减缓磨损并可增强密封效果。窑尾密封改造前 后对比见图4 。

通过正反向气室复合柔性窑头密封及重锤施压端面接触式窑尾密封改后，彻底解决窑头正压时的冒灰飞砂料污染现场的问题，杜绝了窑尾冒灰漏风现象的发生；窑尾风机的转速由800r/min降到780r/min，减少了系统拉风量，煤耗降低0.5kg/t，电耗降低0.6kWh/t，同时在负压的工艺条件下，减少了窑外冷风的进入，降低了氮氧化物的形成和排放。

作者：李修启1，武连峰2，郝军2，赵绪礼3

所属：1山东泉兴水泥有限公司；2枣庄市沃丰水泥有限公司；3中国联合水泥集团有限公司

来源：《中国水泥》

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