三种回转窑窑尾密封结构形式及其改进和应用
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回转窑的密封结构及改进措施摘要:回转窑密封装置的好坏,直接影响着回转窑烧成系统的热耗、电耗、产量、污染和工艺的稳定操作等方面。
本文就目前使用在水泥、冶金、化工等行业中的回转窑密封装置的各种型式的优缺点进行分析与比较,针对回转窑的特点及密封装置的使用情况,对其结构进行了改进,选择一种好的密封装置—新型复合柔性密封,它能很好的适应回转窑端部的复杂运动,耐磨耐高温,有效地消除回转窑轴向、径向和环向间隙,实现了无间隙密封,保证了良好密封的效果。
关键词:回转窑密封装置特点改进复合柔性密封熟料烧成回转窑是氧化铝、水泥、化工及冶金等行业的关键生产设备,回转窑是在负压下操作的,如果热端漏入过量空气会减少入窑的二次空气,且降低二次空气量,造成热量损失。
在回转窑的运行过程中,冷端负压高极易吸入大量冷空气,使窑内大量的废气不易排出,导致燃料不能完全燃烧,冷端废气中含有粉尘,偶尔倒风会溢出大量粉尘,污染坏境。
密封是将筒体与窑头罩、窑尾罩即运动体与固定体连接起来的纽带,因此,回转窑密封的好坏对熟料烧成的整个工艺参数和设备高效运行具有重大意义。
1.烧成系统回转窑对密封的要求烧成系统是热工环境。
以窑尾为例,不仅存在高温、高粉尘、负压工艺环境,而且筒体存在椭圆、弯曲等变形,回转部件与固定件间存在不断变化的径向、轴向和环向三维间隙。
因此,这种复杂的工艺条件下,要求密封应具备以下的特点:不漏风、不漏灰、不漏料、耐高温、耐磨损、长寿命、高可靠性、安装方便、维护方便等综合使用成本。
2.目前应用于回转窑的几种密封装置密封主要分为静密封和动密封两种,动密封又可分为接触型密封和非接触型密封。
而目前,我国应用在回转窑上的密封装置主要有迷宫式密封装置、摩擦式密封装置,另外还有气封式密封装置、组合式密封装置等。
2.1.迷宫式密封装置迷宫式密封装置分为轴向迷宫和径向迷宫两种。
其装置结构较简单,没有接触面,也不存在磨损问题,同时不受简单窜到的影响。
考虑到简体的热胀冷缩、弯曲、径向跳动等因素。
1. 密封装置的结构、基本要求和对比1.1 回转窑密封装置结构和基本要求:用一种特殊的耐高温、抗磨损的半柔性新型复合材料,(碳硅铝复合板)其中包括耐热钢鱼鳞片、碳硅铝复合板、普通钢板鱼鳞片其组合而成的柔性密封结构整体可以随回转窑的运动而变形,从而适应回转窑在高温使用状态下产生的窑体变形、筒体偏摆及偏心。
它—端固定在窑头罩或窑尾烟室上,另一端无间隙地保覆在专门设置的磨擦套上,实现无间隙密封,确保了不漏风。
灰斗的设置保证了在回转窑生产不正常情况下的倒料、吐料有了走料的通道,灰斗出口管道根据现场情况与塔架下设备连接或集中处理,使预热后的生料不会漏到设备外面而污染环境及烫伤操作工。
因柔性密封装置所用的密封材料全部采用进口耐高温材料及特殊热处理工艺制作,所以在窑头温度1000℃~1200℃的情况下仍能保持良好机械性能,从而保证密封效果及使用寿命。
彻底解决回转部件与固定部件间的漏风、漏灰问题,提高窑头三次风温保证正常的热工环境。
1.2简单谈下其它几种密封的效果。
鱼鳞片式密封:密封效果不佳,使用寿命短,在窑操过程中容易漏风,增大电耗。
迷宫式密封:分为轴向迷宫式、径向迷宫式、轴向接触式、径向接触式密封,迷宫式密封采用普遍,结构简单,但维修麻烦,它无接触面不存在摩擦,因为迷宫式密封和窑筒体之间的间隙不能太小,所有其密封效果差,漏风、漏料比较严重。
石墨密封:安装时部件繁多比较麻烦、比较重,使用寿命比较短,影响密封效果,维修频繁,所以平均成本比较高2. 密封改造方案2.1窑头密封改造由于窑头烧成系统正负压力波动无规,采用汽缸、迷宫、鱼鳞片石墨等密封结构仍然能导致漏风、漏料现象比较严重,密封效果很不理想。
通过对几种密封结构特点的比较,我厂研制出双柔式密封装置它一端固定焊接在窑头罩上(椎体法兰),另一端无间隙地保覆在专门设置的冷风套上,冷风套与支撑法兰链接,支撑法兰与窑筒体焊接。
耐热钢鱼鳞片(摩擦板)、碳硅铝复合板(密封体)、钢板鱼鳞片(压板)依次在椎体法兰上用螺栓连接固定,耐热钢鱼鳞片紧贴冷风套上,然后用张紧装置实现无间隙密封,确保了不漏风。
窑尾密封装置的改造李天荣云南磷肥厂水泥分厂(昆明市,650113)1原窑尾密封结构我厂φ3.5m×120m干法中空回转窑,窑尾密封原采用的是轴向端面摩擦式密封(见图1),由于窑尾温度高(650℃),活动套筒活动困难,固定摩擦圈、活动摩擦圈润滑困难,磨损快,压紧轮故障多,因此维修困难,漏风严重。
图1原窑尾密封结构1.冷烟室;2.挡板;3.活动套筒;4.窑筒体;5.法兰;6.固定摩擦圈;7.活动摩擦圈;8.挡风圈法兰经过对各种密封方式的比较,结合我厂窑头弹簧式石墨块密封的使用情况,设计采用了重锤式石墨密封(见图2),于1998年7月,利用停窑检修时间,对窑尾密封结构进行了改造。
图2重锤式石墨密封结构1.耐热混凝土;2.挡板;3.活动套筒;4.窑筒体;5.楔铁;6.夹板;7.垫板;8.钢丝绳;9.挡风圈法兰;10.石墨块2重锤式石墨密封的结构及零件加工1)将固定摩擦圈、活动摩擦圈拆除。
2)将原密封套筒向冷烟室移动,使之与原挡风圈法兰的距离大于200mm,留足窑体膨胀、上下窜动的间隙。
3)将活动套筒找正用筋板固定在冷烟室上,距冷烟室挡板30mm处花焊上高50mm的挡板,用耐热混凝土填入,将此漏风点消除。
4)在原活动套筒法兰上安装楔铁、垫板及夹板。
5)将石墨块压入法兰与夹板中间,为便于下部石墨块的安装固定,在夹板上开有φ10的孔,安装时先将石墨块压入,用圆钢或螺栓插入孔内暂时固定,待钢丝绳及配重安装完毕再将圆钢取下。
密封结构零件:石墨块(见图3):用碳素石墨块加工制成,具有较好的润滑和耐磨性,整圈共16块。
石墨块内径比窑外径大5mm,它与楔铁构成的同心圆比窑筒体外径稍大,使石墨块与窑筒体的摩擦力减小,延长石墨块的使用寿命。
图3石墨块楔铁(见图4):用厚度为20mm的钢板加工而成,整圈共用32块,其中16块固定在原活动套筒法兰上,16块固定在夹板上,其间垫入12mm的垫板后用螺栓固定组对。
夹板(见图5):用厚度为10mm的钢板加工而成,整圈分为6块制作,主要起挡风、防止钢丝绳脱落和保护石墨块的作用,它与楔铁、法兰构成了石墨块运动的固定槽。
回转窑密封装置的改进摘要密封装置是回转窑的关键部件,它位于旋转的筒体和静止不动的罩体之间,作用是使窑内环境与外界隔离,防止冷空气吸入窑内和窑内粉料漏出窑外,所以回转窑密封效果的好坏直接影响产量、热耗、电耗、污染和工艺等方面。
目前回转窑的密封形式有很多种,它们的特点各不相同。
针对鱼鳞片式密封装置中存在的漏风、漏料、成本过高等问题,对鱼鳞片式密封装置的结构和材料进行改进,以消除回转窑在运转中产生的轴向、径向间隙以及在加工装配时产生的间隙,增强保温、密封效果和延长使用寿命。
关键词回转窑密封装置鱼鳞片式The Improvement of Sealing Device in Rotary KilnZhao Chunbo(Mining Machinery Subsidiary Northern Heavy Industries)AbstractThe sealing device is a key component of rotary kiln, which is located between the rotating cylinder and motionless cover. The role of sealing device is to make the kiln inner completely cut off from the outside world, prevent cold air into the kiln and the powder in the kiln leak outside. The seal performance of the sealing device affects the yield, heat consumption, power consumption, pollution and technology directly. At present, there are many kinds of seal device of rotary kiln, and the characteristics of each are not identical. Aiming at some problems of powder leakage,air leakage and high costs,the fish scale type seal device was improved on sealing structure and materials,in order to eliminate the axial, radial clearance produced in rotary kiln operation and the processing assembly, enhance the heat preservation and the sealing efficiency and prolong the service life.Keywordsrotary kiln,sealing device,fish scale type回转窑是指旋转煅烧窑。
回转窑窑头窑尾密封的发展
由于回转窑的特殊工作原理及回转窑复杂的运动。
包含高温、径向轴向窜动、不通心。
导致刚性密封效果差。
经张椿琪多年工作经验,研制出最新柔性密封。
自带润滑柔性密封方式,彻底解决了窑尾漏风漏料问题。
在现有窑头窑尾柔性密封中,使用效果最好,寿命最长。
回转窑一代密封方式及优缺点:
1.气缸式端面密封
2.迷宫式窑密封
3.石墨块窑密封
4.挡板式窑密封
以上密封为刚性密封,为最早使用窑密封方式,结构复杂,维修率高,使用寿命短,密封效果差。
不适合回转窑的径向轴向窜动的密封。
现以基本淘汰,大多数改为二代柔性密封方式。
回转窑二代密封方式及优缺点:
1.单层鱼鳞片式密封
2.双柔式窑密封
3.双向滚动式密封
以上密封为现基本流行密封。
在单层鱼鳞片密封的方式改进,增加至三层密封至四层(挡风板),效果提高很多,漏风率在5%左右,
基本达到环保节能。
缺点是钢对钢的直接摩擦。
导致磨耗高,寿命缩短。
回转窑三代密封方式及优缺点:
1.自带润滑耐磨柔性密封
三代回转窑密封是在多位专家及一线工作人员。
共同钻研,多次反复试验,终于成功研制耐高温,能润滑,密封效果好,使用寿命长的柔性密封方式。
适合各类回转窑窑头窑尾密封。
漏风率小于1% 如有问题,可百度张椿琪。
Maintenance回转窑窑尾密封结构的改进山西某水泥厂于90年代建设一条Φ3×48m 回转窑生产线, 窑尾密封改造为鳞片式密封结构,见图 1。
这种密封结构密封效果较好。
但是经过长期的使用发现该设计存在不足之处,影响了密封效果。
图1 改进前窑尾密封结构示意图1.窑尾固定框架2.连接板3.连接螺栓4.鳞片5.窑筒体密封圈6.窑筒体1 存在问题(1)鳞片4是由耐热钢板制作,鳞片4与连接板2是由螺栓3进行连接,鳞片与窑筒体6上的密封圈5 接触进行密封,连接螺栓和螺母其中一件是在鳞片里侧,这种设计结构在窑进行整体安装时,操作人员可以进入里侧进行拧螺母,可是窑在工作时操作人员在外侧无法进行拆卸和安装,这样就导致个别鳞片出现损坏,而无法更换,任其漏风。
只能等到大修时彻底更换,严重影响了密封效果。
(2) 鳞片是由1mm 厚的耐热钢板制作,由于钢板太簿,强度和刚度都很差,在高温的影响下,过早发生“蠕变”现象,失去弹性,丧失密封作用。
由于密封板的密封作用差,窑尾处漏灰严重,大量冷风进入窑尾,影响窑的正常工作状态。
2 改进设计2009年,该厂利用大修时间对该回转窑窑尾密封结构进行改进,改进后结构见图2。
图2 改进后窑尾密封结构示意图1.窑尾固定框架2.连接板3.连接螺栓4.鳞片5.窑筒体密封圈6.窑筒体(1) 将原连接板2拆掉,换上新结构的连接板,新型连接板拧螺栓的位置安排在外侧,发现鳞片出现问题,短时间就可以更换完成,易操作。
(2)鳞片采用δ=2mm 厚的耐热钢板,增加了刚度和强度,耐热性也增强。
3 效 果窑尾密封结构经过改进,密封效果明显改善,损坏的鳞片可以得到及时更换。
钢板厚度的增加,鳞片的弹性增强,密封性能增强,漏风和漏灰现象减少,有利于稳定窑的正常工作状态。
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回转窑密封窑头窑尾密封方法回转窑就像是一个“巨大的烤箱”,在工业生产中可是大有用途的,它帮助我们处理各种原料,烧制成最终的产品。
可这回转窑一转起来,可就不是闹着玩的了,特别是窑头窑尾的密封问题,搞不好不仅浪费能源,还可能影响整个生产线的效率。
你想啊,窑头窑尾就像是回转窑的“嘴巴”,密封不严的话,热量和气体都会跑出来,那可就太浪费了。
所以今天咱们就来聊聊回转窑的密封问题,看看怎么解决这“嘴巴不紧”的麻烦。
回转窑密封可不是单单一个密封圈就能搞定的事儿。
你要知道,回转窑的窑头窑尾可是经常面对高温高压的工作环境,一点儿疏忽就可能导致窑内的物料溢出、气体泄漏,甚至可能影响窑体的安全。
所以啊,密封不仅要好,还得能适应这种恶劣的环境。
别小看了这密封,设计和施工可得小心翼翼,别让它成为一个“漏水的船”。
咱们先说说窑头的密封。
窑头位置在回转窑的最前端,负责将热空气、气体等“包裹”在窑内。
所以呢,这个地方的密封要求高得很,不能让一点儿气体跑出去。
一般来说,常用的密封方法就是“挡风圈”和“弹簧密封”这种组合,这两者搭配得当,能有效地将窑头与外界的空气隔离开,不让热气外泄。
挡风圈就像是给窑头穿上的“防风衣”,它能挡住一部分热气和气体。
而弹簧密封就像是“贴身衣”,能够随时根据回转窑的转动进行微调,确保密封效果。
就这样,窑头的气体可以“悄悄”待在窑内,不会“露个马脚”。
再说说窑尾的密封,窑尾这块儿稍微复杂点,因为它不仅要防止气体泄漏,还要避免进入过多的空气。
空气进多了,窑内的温度就容易失控,甚至可能导致物料烧制不均。
所以窑尾的密封设计,得考虑到气流的控制,不能太死板。
现在常见的密封方式是“软密封”和“弹性密封”。
这俩玩意儿合作起来,能够适应窑尾的动态变化,不会因为窑体的旋转而松懈。
你可以把软密封想象成一个“弹性十足的橡皮圈”,它能随时适应不同的状态,保持紧密的密封效果。
而弹性密封则更像是一个“活跃的伙伴”,能根据环境的变化,自动调整密封程度,不怕有任何松动。
回转窑密封设计一、引言回转窑是用于生产水泥和其他矿石的重要设备,其密封设计对于提高生产效率和保护环境都具有重要意义。
本文将探讨回转窑密封设计的相关问题,包括密封的作用、常见的密封方式以及密封设计的要点。
二、密封的作用回转窑的密封设计主要有两个方面的作用:一是防止物料和烟气泄漏,确保生产过程的稳定性和安全性;二是减少能源的损失和环境污染,提高生产效率和环保水平。
三、常见的密封方式1. 机械密封机械密封是回转窑常用的密封方式之一。
它采用密封装置将回转窑和外界隔离,防止物料和烟气泄漏。
机械密封的优点是密封效果好,可靠性高,适用于高温和高压环境。
然而,机械密封的安装和维护较为复杂,成本较高。
2. 碳环密封碳环密封是一种简单而有效的密封方式。
它通过在回转窑轴承处安装碳环,形成密封层,防止物料和烟气泄漏。
碳环密封的优点是结构简单,安装方便,成本较低。
然而,碳环密封的密封效果较差,容易受到磨损和腐蚀。
3. 气体静压密封气体静压密封是一种高效的密封方式。
它利用气体的压力将密封件与回转窑轴承接触面密封,防止物料和烟气泄漏。
气体静压密封的优点是密封效果好,摩擦力小,寿命长。
然而,气体静压密封的制造和维护成本较高。
四、密封设计的要点1. 材料选择密封件的材料选择应根据回转窑的工作条件来确定。
对于高温环境,应选择耐高温材料;对于腐蚀性气体,应选择耐腐蚀材料。
同时,密封件的硬度和弹性模量也需要考虑,以保证密封效果和使用寿命。
2. 密封结构密封结构的设计应考虑到密封件的接触面积和压力分布。
合理的密封结构可以提高密封效果和使用寿命。
此外,还需要注意密封结构的紧固方式,以便于安装和维护。
3. 密封性能测试密封设计完成后,应进行密封性能测试。
常用的测试方法包括压力测试、渗漏测试和耐腐蚀测试。
测试结果可以用于评估密封设计的合理性,并指导后续的改进工作。
五、结论回转窑密封设计是保证生产效率和环保水平的重要环节。
合理选择密封方式、优化密封结构、测试密封性能,可以提高回转窑的工作效率和安全性。
窑尾密封装置改进【摘要】回转窑窑尾的密封效果,对水泥生产有极为重要的作用。
当密封失效或不良时,窑尾吸入过量的冷空气,会增加窑尾分解炉的燃料损耗、窑尾结皮堵塞;并增大排风机的负荷电耗,同时溢出大量粉尘,严重恶化生产环境。
本文简单阐述我对窑尾密封装置进行的一次技术改造。
【关键词】水泥窑;回转窑;窑尾密封水泥生产中,几乎每一条新型干法窑生产线烧成系统中都存在着程度不等的漏风、漏灰、漏料现象。
上述现象的存在,对系统的热耗、电耗、产质量、生产稳定运行、生产环境等方面均会带来负面影响。
回转窑窑头密封装置及窑尾密封装置设计的不好会直接导致漏风、漏灰、漏料,从而对烧成系统的影响。
以煤粉为燃料的各种规模新型干法窑为例,煤粉燃烧后产生的理论烟气量约为0.8~1.2Nm3/kg.cl,而预热器出口的废气量约为1.5~1.9Nm3/kg.cl,这部分差值除过剩空气、盐类分解、自由水蒸发、高岭土脱水、空气带入湿含量以外,约有0.2~0.5Nm3/kg.cl的废气量来自于漏风,管理不善的企业甚至还远远超出此范围。
这部分的漏风会给系统生产带来较大影响,主要表现在如下方面:(1)能耗提高,产质量下降。
对于回转窑系统,冷风的漏入减少了由冷却机进入窑内的二次风量和回收入窑的总热量;对于三次风管和分解炉系统,冷风的漏入减少了经冷却机、窑头罩进入炉内的三次风量和回收入炉的总热量;对于预热分解系统,冷风的漏入还降低了系统的分离效率和换热效率,提高了热耗,并降低了烧成系统的有效通风能力,导致系统操作不稳定,降低了产量和质量;有效通风能力的降低,还直接导致了单位产品电耗的增加。
我们以某工厂实际的生产数据为计算依据,当窑头、窑尾采用传统形式的密封,总漏风系数达到15%时,热工计算的结果如下:a、窑尾温度降低57℃,不采取措施会影响热工制度、影响入窑分解率,降低窑的产量;b、若采取措施使尾温升高57℃,则需增加热耗109kJ/kg.cl,折标准煤3.73kg/t.cl,对日产2500t熟料生产线,年增加标准煤用量2890吨,以标准煤平均价格600元/t计,年增加采购燃煤的费用为173万元;c、漏风引起的产量降低:8.1%;d、漏风引起的高温风机电耗增加量0.49kWh/t.cl,对日产2500t熟料生产线,年增加电耗38.0万kwh,以工业用电平均价格0.5元/ kWh计,年增加外购电费用19万元;(2)漏风是预热分解系统粘结堵塞的重要原因,进而降低系统运转率,增加了运行成本,而人工处理时还会带来系统热耗的上升,增加劳动强度,带来环境污染。