彭 丹
（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司，新疆 烏魯木齊 830022）
摘 要：文章針對(duì)八鋼燒結(jié)環(huán)冷機(jī)密封不嚴(yán)存在的問(wèn)題，分析傳統(tǒng)密封裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造商存在的缺陷。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新型機(jī)械密封裝置的改造實(shí)踐，解決傳統(tǒng)密封裝置的諸多毛病，使用后提高密封效果和冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量的利用率，節(jié)電效果明顯。
關(guān) 鍵 詞：環(huán)冷機(jī)；機(jī)械密封；改造；節(jié)電
A# 環(huán)冷機(jī)于2006 年12月建成投產(chǎn)，有效冷卻面積為280m2。臺(tái)車(chē)與風(fēng)箱之間密封是用橡膠板固定在風(fēng)箱頂部與臺(tái)車(chē)底部平面摩擦密封，臺(tái)車(chē)體與三角梁之間也是采用橡膠密封，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中存在橡膠密封板被撕裂或磨損嚴(yán)重從而導(dǎo)致密封失效問(wèn)題。并且在環(huán)冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中更換密封膠板難度很大。熱風(fēng)罩與臺(tái)車(chē)之間采用鋼絲刷密封，密封效果也不好，大量冷風(fēng)漏入熱風(fēng)罩內(nèi)，影響回收熱廢氣溫度。存在維護(hù)工作量大與維護(hù)成本高、電耗高、余熱發(fā)電量低、現(xiàn)場(chǎng)粉塵大等問(wèn)題。在2016 年上半年考察了并借鑒了國(guó)內(nèi)環(huán)冷機(jī)密封改造的先進(jìn)做法，采用機(jī)械密封裝置對(duì)全部密封部件進(jìn)行了改造。
1 改造前環(huán)冷機(jī)密封情況
環(huán)冷機(jī)存在漏風(fēng)的位置：①固定的煙罩與活動(dòng)的臺(tái)車(chē)欄板之間；②固定風(fēng)箱與轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)車(chē)的下動(dòng)密封板之間；③臺(tái)車(chē)輪與三角梁之間的密封；④環(huán)形風(fēng)箱上料、卸料處的橫向端部密封（見(jiàn)圖1）。這些環(huán)冷機(jī)原密封基本都是采用使用周期較短的橡膠材質(zhì)作為密封材料，不適合在環(huán)冷機(jī)持續(xù)高溫、低溫轉(zhuǎn)化的工礦環(huán)境下采用，存在一定的設(shè)計(jì)缺陷，造成了能源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問(wèn)題，而新型密封系統(tǒng)整體都是在充分考慮現(xiàn)場(chǎng)工礦條件下進(jìn)行的升級(jí)改造，具備低漏風(fēng)、長(zhǎng)期使用、維護(hù)量小、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。
2 環(huán)冷機(jī)的密封改造
2.1 風(fēng)箱的動(dòng)靜密封改造
該柔性密封裝置利用彈簧將密封滑板彈起與臺(tái)車(chē)底面外沿的平面滑板相接觸形成平面摩擦環(huán)式密封。密封滑板通過(guò)彈簧、擋塊、限位拉桿密封固定在風(fēng)箱上沿上。若干個(gè)密封滑板沿臺(tái)車(chē)底部?jī)?nèi)環(huán)和外環(huán)分別與臺(tái)車(chē)內(nèi)環(huán)底部滑板與外環(huán)底部滑板相接觸，形成良好的密封（見(jiàn)圖2）。在三角梁復(fù)位不好的情況下，為了提高彈性滑道與欄板下滑板的貼合度，需要盡可能地縮短改造滑道長(zhǎng)度，因此設(shè)計(jì)為780mm?？紤]到環(huán)冷機(jī)工作時(shí)跑偏，三角梁復(fù)位有時(shí)不到位，環(huán)冷機(jī)滑道設(shè)計(jì)左右允許擺動(dòng)±50mm，上下移動(dòng)40mm?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)掉臺(tái)車(chē)輪，為保證在臺(tái)車(chē)輪掉下時(shí)，不會(huì)損壞滑道，所有的滑道都做前后成相關(guān)連的，即單個(gè)滑道可以自由上下活動(dòng)10mm。壓下量超過(guò)10mm，相鄰滑道自動(dòng)跟隨向下移。這種相鄰滑道連動(dòng)機(jī)構(gòu)既保證了滑道的自由彈起，又保證了極端情況下，下沉的三角梁不會(huì)將風(fēng)箱上的滑道沖壞。
滑道摩擦面采用潤(rùn)滑脂智能潤(rùn)滑，采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑摩擦系數(shù)是石墨潤(rùn)滑的十幾分之一。環(huán)冷機(jī)滑道采用的潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑可以有效地減少滑道磨損，提高滑道使用壽命，同時(shí)減少滑道摩擦阻力，減少傳動(dòng)摩擦輪打滑。內(nèi)外環(huán)滑道使用一個(gè)供油站向所有潤(rùn)滑點(diǎn)供潤(rùn)滑脂，內(nèi)設(shè)2 臺(tái)供油泵，一用一備。采用智能給油控制系統(tǒng)，控制每個(gè)給油點(diǎn)的給油量，使其既保證滑道面潤(rùn)滑同時(shí)又沒(méi)有多余的油外溢。
2.2 臺(tái)車(chē)體與三角梁之間的密封
軸端三角梁部分采用具有補(bǔ)償功能的機(jī)械式金屬密封，通過(guò)彈性機(jī)構(gòu)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)該處的密封。由于采用金屬結(jié)構(gòu)，不會(huì)存在橡膠的破損現(xiàn)象，從而降低漏風(fēng)，提高了使用壽命。由于臺(tái)車(chē)體與三角梁之間沒(méi)有相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)只是接觸，采用可伸縮的三塊金屬板（兩側(cè)各一塊，上部一塊），有效的堵住臺(tái)車(chē)體與三角梁之間漏風(fēng)（見(jiàn)圖3）。
2.3 環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)與熱風(fēng)罩之間密封
采用機(jī)械鱗片密封，在環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)欄板上沿安裝斜坡型摩擦滑道，在熱風(fēng)罩下部安裝耐熱彈簧鱗片，該耐熱彈簧鱗片耐熱450℃。每個(gè)鱗片寬度約200mm，長(zhǎng)350mm，下端壓在臺(tái)車(chē)欄板上沿安裝的斜坡型摩擦滑道上。燒結(jié)機(jī)工作時(shí)彈簧鱗片在滑道上滑動(dòng)，形成摩擦密封，防止了冷風(fēng)進(jìn)入吸塵罩，提高了余熱廢氣溫度40～60℃（見(jiàn)圖4、圖5）。
2.4 頭尾密封
環(huán)冷機(jī)風(fēng)箱端頭采用全金屬密封。用環(huán)冷機(jī)專(zhuān)用風(fēng)箱端頭柔性密封裝置取代現(xiàn)有環(huán)冷風(fēng)箱端頭固定密封箱體。該柔性密封裝置利用寬度很小的板條相互拼接構(gòu)成密封蓋板，每個(gè)板條都關(guān)聯(lián)地浮動(dòng)設(shè)置在機(jī)架上。整個(gè)密封蓋板中的各個(gè)板條可以各自與臺(tái)車(chē)底梁相貼合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)密封蓋板與臺(tái)車(chē)底梁全長(zhǎng)范圍的良好貼合。密封蓋板中的板條沿板條寬度方向設(shè)置的鋼絲繩被串連成一結(jié)構(gòu)上相互關(guān)聯(lián)的“鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)”，通過(guò)所形成的“鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)”，使所有板條在進(jìn)行上下浮動(dòng)時(shí)相互聯(lián)動(dòng)。
密封蓋板中兩兩相臨的板條之間通過(guò)弧形接口結(jié)構(gòu)相接，其中一個(gè)板條的側(cè)邊的斷面形狀為外凸的圓弧形，另一個(gè)板條的側(cè)邊的斷面形狀為內(nèi)凹的圓弧形槽。兩板條相臨側(cè)邊相互嵌套形成所述的弧形接口結(jié)構(gòu)，相臨兩板條可繞其弧形接口相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能上下串動(dòng)。采用弧形接口的好處是相鄰板條接觸更緊密，減少接口縫隙處夾料。當(dāng)密封蓋板上下浮動(dòng)時(shí)，板條之間的活動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了板條被卡住浮不起來(lái)的現(xiàn)象發(fā)生。
該柔性密封裝置上下活動(dòng)量100mm，兩端有較大的引導(dǎo)斜坡，保證在臺(tái)車(chē)車(chē)輪掉下等極端情況下，能將三角梁引導(dǎo)到風(fēng)箱端部密封的密封面上，不被掉車(chē)輪的臺(tái)車(chē)沖壞。將臺(tái)車(chē)底梁下，現(xiàn)有的密封橡膠板去掉，換成可更換的金屬密封橫梁，該密封橫梁運(yùn)行到環(huán)冷機(jī)頭部或尾部時(shí)與風(fēng)箱端部柔性密封蓋板接觸，形成接觸滑動(dòng)密封。該密封裝置可以很好地密封住環(huán)冷機(jī)風(fēng)箱兩個(gè)端頭部分。該頭尾密封裝置不僅可以消除風(fēng)箱端部漏風(fēng)，同時(shí)也可以消除環(huán)冷機(jī)卸料料斗處 揚(yáng)塵。該密封裝置可以長(zhǎng)期使用，事故率低，臺(tái)車(chē)下密封橫梁的磨損部位做成可更換形式，磨損后可以在檢修時(shí)更換。
2.5 軌道校正、欄板修補(bǔ)漏、軸承修復(fù)
現(xiàn)有環(huán)冷機(jī)與軌道已經(jīng)變形，臺(tái)車(chē)跑偏。環(huán)冷機(jī)的機(jī)架經(jīng)過(guò)幾年的高溫使用有局部變形，環(huán)冷機(jī)機(jī)架已經(jīng)不圓了，進(jìn)行了校正。利用專(zhuān)用的工具及測(cè)量?jī)x器，在4天內(nèi)將環(huán)冷機(jī)機(jī)架校圓，達(dá)到不圓度小于±10mm 的要求。環(huán)冷機(jī)軌道現(xiàn)在是不規(guī)則的變形，高低不平，調(diào)整后的軌道誤差在：橢圓度小于±5mm，高度誤差小于±2mm。環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)攔板現(xiàn)在已經(jīng)變形漏風(fēng)，開(kāi)裂部分進(jìn)行了補(bǔ)焊，對(duì)于由于欄板變形引起的連接縫隙需要用鋼板條將縫隙蓋上，并滿焊?，F(xiàn)在環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)關(guān)節(jié)軸承有一些已經(jīng)損壞，建議利用這次停機(jī)處理了臺(tái)車(chē)關(guān)節(jié)軸承的變形問(wèn)題。
3 機(jī)械密封裝置的應(yīng)用效果
通過(guò)實(shí)施以上的改造項(xiàng)目，2016 年5～6月環(huán)冷機(jī)的環(huán)境揚(yáng)塵得到大大降低，鼓風(fēng)機(jī)節(jié)電0.85元/t，余熱的蒸汽產(chǎn)生量提高30.43kg/t，兩項(xiàng)合計(jì)年降低成本468萬(wàn)元（見(jiàn)表1）。
4 結(jié)束語(yǔ)
2016 年4 月對(duì)八鋼280m2 環(huán)冷機(jī)的4 大密封系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，從5～6月的節(jié)電數(shù)據(jù)顯示，改造非常成功。這種新型密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、更換方便，設(shè)計(jì)合理，密封不受臺(tái)車(chē)跑偏的影響，解決了鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)傳統(tǒng)密封存在的一系列問(wèn)題。新型密封裝置的應(yīng)用大大提高了環(huán)冷機(jī)的冷卻效果，降低了鼓風(fēng)機(jī)用電和提高了余熱發(fā)電量，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。