回转窑是负压操作的热工设备,在进、出料端与静止装置(烟室或窑头罩)连接处,难免要吸入冷空气,为此必须装设密封装置,以减少漏风。如果密封效果不佳,在热端将降低燃烧温度,增加热耗;在冷端将影响窑内正常通风,加大主排风机负荷。因此,密封性能的好坏,对窑系统的运转和生产指标如产、质量和能耗等,具有重要意义。
窑的密封主要有非接触和接触式两大类型。前者包括迷宫式与气封式两种,后者则有端面摩擦和径向摩擦两种型式。
鉴于筒体弯曲、制造安装误差引起的端面和径向偏摆,以及筒体的热胀冷缩和轴向窜动,在迷宫式设计中对迷宫间隙大小的确定,不论是径向还是轴向,都必须留有足够的裕度,因此密封效果不可能令人满意,除了在老式小窑上曾被应用外,迷宫密封基本已被淘汰。河南科帆只对当前采用较多、技术比较先进的气封式和摩擦式密封作一综述。
1、气封式密封
本密封的特点是运动件与静止件完全脱离接触,全靠气体密封,即在密封处形成正压或负压氛围。过去苏联曾采用过负压密封,但因抽出的气体含有尘粒,须经净化才能排入大气,不仅增加设备投资,而且系统复杂,故没有得到推广应用。
这种密封的 大优点是没有磨损件,维修量小,结构简单。不足之处是不可避免地漏入部分较低温度的二次空气,对窑系统热效率产生一定的负面影响。
2、端面摩擦式
(1)气缸式 这种密封主要靠两个大直径的摩擦环(一动一静)端面保持接触来实现。为了使静止密封环能作微小的浮动,以适应筒体的轴向位移,还用缠绕一周的石棉绳进行填料函式密封。事实上这种密封就其工作原理而言,早在半个世纪以前就已广泛用于窑尾,只是结构上有所改进,日益完善而已。
由于这种密封是经过多年应用和改进而成,技术成熟,效果良好。缺点是气动装置系统比较复杂,而且往往需要安装专用的小型空压机,单独供气,故造价较高,维护工作量大。
(2)弹簧杠杆式 端面摩擦密封主要由烟室上的固定环和一周若干块随窑回转的活动扇形板来实现。后者由铰链支承于窑筒体末端延伸的部分,藉助于拉力弹簧和杠杆机构,把扇形板压向烟室的固定环上,保持紧密接触。其优点是运动件比较轻巧灵活,便于调整,密封效果不错。但零件必须加工准确,安装调整要细致,方能奏效。
3、径向摩擦式
(1)石墨块密封 这种密封主要由一周多块石墨板围绕窑筒体组装而成,石墨块的大小及数量根据窑直径和石墨货源规格而定,一般断面尺寸约为 25mm×150mm 左右。石墨块插入钢板支架上用楔铁分隔开的空间内,通过弹簧压向筒体,使两者保持接触,石墨块既紧贴筒体外圆,又能随窑的偏摆作径向浮动,还能允许筒体的轴向窜动。弹簧的拉紧度是可调的,密封接触面的压力不必过大,保持接触即可。
(2)薄片式密封 一周均布许多窄长的耐热薄弹簧钢板,一端固定在支架上,自由端则利用弯曲变形所产生的反弹力,压在筒体上。薄片之间象鳞片式交叠于一侧,以消除间隙。
综上所述,回转窑的密封有多种多样,型式各异,各具特点,虽然本文介绍的几种都是目前国内外成熟、先进的可供采用的型式,但是正确的选择取决于多种因素,如窑型和规格、制造维修水平、预期效果和经济性等,不可能用单一的型式满足各种不同的情况,只有通过设计者或用户根据实际需要和相应条件才能选定 合理的方案,收到佳效果。
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