王二林　張愛東　曾輝

（北京首鋼股份有限公司（sī），河北（běi）　064400）

摘　要：大型燒結機燒結礦鼓風冷卻常采用環冷工藝,傳統環（huán）冷機的原設（shè）計多采用橡膠密封，而（ér）橡（xiàng）膠密封件在受熱、老化後易破損和漏風（fēng）。近幾年，燒結（jié）環冷機上出（chū）現了機械密封技術，與傳統（tǒng）的橡膠密（mì）封和改進的基（jī）於橡（xiàng）膠密封的（de）機械密封相比，該技（jì）術具有密封效果好、餘熱利用率高、設備運行更穩定的優點。因機械密封結構與（yǔ）傳統（tǒng）密封結構差異較大，將原有環冷機橡膠密（mì）封改（gǎi）為機（jī）械密封施工難度大，令大多數燒結企業望而卻步。本（běn）文重點對北京首鋼股份有限公司煉鐵作（zuò）業部415m²環冷（lěng）機械密封改造實踐進行（háng）了闡述，並對改造後的效益進行了評估，為國內同行業類似改造提供了參考。

關鍵（jiàn）詞：燒結（jié）機；環冷機（jī）；漏風率；橡膠密封；機械密封

0　引（yǐn）言

2008年（nián）首鋼總（zǒng）公司搬遷停產，北京首鋼（gāng）股份有限公司在遷安市（shì）新建了3號高爐，為了保證燒（shāo）結礦的配套供應，在遷安市新建了一台360m²燒結機及配（pèi）套的415m²環冷機，新（xīn）建的415m²環冷機（jī）采用了傳統的耐磨橡膠（jiāo）的密封方式。耐（nài）磨橡膠板雖然具有韌性，但由於其工作環境長期處在高溫（wēn）、高粉塵和（hé）高腐蝕性條件下,密封板容易發生老化、變脆,從而失去了彈性。另（lìng）外橡膠板在高溫下運行極易造成刮蹭,一旦（dàn）密封板出現了刮蹭，就有可能造成環冷機高強度和大麵積的漏風,且由於漏風處的作（zuò）業環境溫度高,在不停（tíng）產的特殊情況下難以（yǐ）正常處理。

為了（le）徹底解決415m²環冷機老式密封裝置在生產運行中漏風嚴重的問（wèn）題，本文對新建415m²環冷機漏風原因進行了分析，結合（hé）燒結環冷機新（xīn）型機械密封技術，根據現場（chǎng）調研情況，具體提出了不同漏風部位的改造措施，並對改（gǎi）造後的效益、效果進行了評估。

1　415m²環冷機漏風情況（kuàng）分析

經過415m²環冷（lěng）機漏（lòu）風情況的（de）現場（chǎng）調研，發（fā）現目前該（gāi）設備漏風主要有以下三個點位：

1.1動、靜密封處的漏風（fēng）

傳統的環冷機密封主要是靠（kào）環冷機台車與風箱之間安裝的固定式橡膠板。台車下部安裝有分體式（shì）水平托板，該（gāi）托板與環（huán）冷機台車（chē）同步運轉。固（gù）定式橡（xiàng）膠板與台車下部（bù）分體式水平托板進行緊密貼合實現密封。

傳（chuán）統動靜密封主要結構如圖1所示。這種貼合式靜密封的方式存在橡膠板受熱老化後，撕刮的問題，橡膠板一旦出現撕刮就會出現大麵積漏風，而且（qiě）由於工作（zuò）環境溫度較高，在不停產的情況下難以及時（shí）處理，從而影（yǐng）響環冷機效率發揮（huī）及餘熱回收效率（lǜ）。

1.2三角梁下軸端處的漏風

環冷機在曲軌（guǐ）卸料點翻車時，台（tái）車體單側下沉與三角（jiǎo）梁（liáng）脫（tuō）開，在卸料完成（chéng）後（hòu）台車恢複原位。為了保證台車回位（wèi）後的密封，在每塊台車（chē）與（yǔ）三角梁位（wèi）置均（jun1）設（shè）計有密封條。

由於環冷台車（chē）在回位過程中受環冷機跑偏（piān）、框架變形（xíng）、鉸支點軸承老化等因素影響，環冷機卸料前（qián）台車與三角梁的位置關係（xì）與卸（xiè）料後的位置（zhì）關（guān）係會存在（zài）細微差（chà）別（bié）[1]。如果三角梁處密封條與台車體間隙設計過小就會存在環冷機台（tái）車回（huí）位過程中出現擠蹭，進而發生刮（guā）壞密封條的現象。

1.3煙罩（zhào）處漏風

環冷機上部煙罩部分（fèn）在環（huán）冷機運行過程中是保持不（bú）動的。上部固（gù）定煙罩與下部（bù）台車體之間為了保證在運行過（guò）程中（zhōng）不出現刮蹭的問題，需要在二者之間（jiān）預留一部分間隙。但（dàn）是在餘熱在進行回收過程中，也會從該位置吸進部分冷空氣，冷空氣與（yǔ）回（huí）收的環冷機（jī）高溫煙氣發生（shēng）混合（hé），從而降低了（le）回（huí）收煙氣的溫度，影響了餘熱回收效率。

2　環冷機密封改造方案

綜上所述，確定415m²環冷機主要漏風（fēng）部位在風箱與台車之間、三角梁（liáng）處（chù），台車與上部煙罩之間（jiān）。

針對環冷機漏風問題，製定如下改造方案：

2.1針對（duì）原有動、靜橡膠密封處漏風

目前環冷機密封有一種新型機械密封係統，該係統具有漏風（fēng）低、維護簡單等優點。其密封方案的結構為：在環冷機台車下部密封鐵板上焊接新式動密封板，在（zài）安裝過程中要盡量保證該密封板的水平偏差；在環冷機台車下部的靜（jìng）止部分安裝機械補償式（shì）彈性靜密封裝置，靜密封裝置由石墨塊（kuài）自潤滑密封板、用（yòng）於（yú）側密封的不鏽鋼板、限位裝置、彈性支（zhī）撐機構等部分組成，該裝置可以保（bǎo）證通過彈簧使下部靜密封裝置盡量（liàng）與上部運轉的動密封板緊（jǐn）密配合，從而保證其（qí）密封（fēng）效果；同時在側麵安裝（zhuāng）的側密封板，保證其密封效果。該（gāi）裝置結構見圖2所示。由於該裝置采用金屬材質，從而杜絕了原有橡膠密封存在（zài）的高溫工況下的老（lǎo）化、變（biàn）形問題（tí），並且（qiě）可（kě）以通過提（tí）高安裝精度保證在動、靜（jìng）部分不發生（shēng）刮蹭的情（qíng）況下，盡可能減小二（èr）者之間的（de）間隙，從而減少了係統漏風。

2.2針對三角梁處（chù）的漏風

該點位的漏風主要是由於環冷（lěng）機台車卸料與（yǔ）回位過程中與三角梁處密封條發（fā）生擠蹭，進而（ér）造（zào）成密封條破損（sǔn）造成的漏風。針對該問（wèn）題，可采（cǎi）用金屬材質並具有（yǒu）彈性補償功能的密封形（xíng）式。金屬材（cái）質可以保證（zhèng）該裝置結構穩（wěn）定，不隨溫（wēn）度變化發生形變（biàn），既保證了使用壽命，又方便安裝和維護（hù）；采用彈性補償的結構，可保證卸料靈活以及回位後的密封效（xiào）果。使用（yòng）該方案可解決三角梁處的（de）漏風。

2.3針對煙罩與台車之間的漏風

對（duì）於煙罩與台車之（zhī）間的漏風，設計了一種帶有韌性和彈性的魚（yú）鱗式密封板，密（mì）封板選用（yòng）有彈性的鋼壓板。壓板按照環冷（lěng）機（jī）運行方向，采（cǎi）用一層壓一層的結構進行密封，防止冷風的竄入。

3　改（gǎi）造質量控製要點

由於此次密封（fēng）改造為在原有設備（bèi）上進行，存在（zài）工期緊張和原有設備存在變（biàn）形等問題，因而（ér）在改造過程中需對存在的（de）困難進行充分論證，才能保證密封改（gǎi）造工程的順利推進以及改造後的密封效果。該密封（fēng）改造過程中，應重點控製新型機械（xiè）密封係統的安（ān）裝，即圖2中新式動密封板與（yǔ）機（jī）械補償（cháng）式靜密封（fēng）的安（ān）裝。

3.1新式動密封板安裝質量（liàng）控製

按前文所述，新式動密封板與機械補償式靜密封板安裝過程中應保證盡量緊密貼合，從而達到較好的密封效果。因此在密封改造（zào）過程中（zhōng）要應盡量保證新式動密封板（bǎn）的（de）水平度，保（bǎo）證其高度誤差能夠控製在±1mm以內。

由於環（huán）冷機（jī）經長期使用，台車下（xià）部原有（yǒu）動密封板存在高低不平的（de）問題（tí），如果直接拆除舊密封板、安裝新式動密封板（bǎn）就會存在高度誤（wù）差（chà）超差的問（wèn）題。考慮到縮短改造工期，減小改造工程（chéng）量，因此需（xū）要在（zài）施工前先對原有密封板進行測量，並對測量結果進行對比分析，從而找出測量數據相對較好並在總體數據中占比較多的舊密（mì）封（fēng）板作為基（jī）準，對其餘偏差較大的點位進（jìn）行調整，從而減少（shǎo）改造的工程量，達到縮短工期的目的。

在安裝新式動密封板的過（guò）程中，一（yī）方麵要保證新式（shì）動密封板的水平度在±1mm以內，同（tóng）時要保證（zhèng）接頭（tóu）位置偏差＜0.5mm，並按（àn）照環冷機運行方向對新式動密封板的端頭進（jìn）行輕微打磨形（xíng）成倒角，避免在運行過程中進行（háng）卡阻。

3.2機械補償式靜密封安裝質（zhì）量控（kòng）製（zhì）

當新式動密封板的標高確定後，機械補償式靜（jìng）密（mì）封的標高也就確（què）定了。在施工過程中（zhōng），應保證其高度誤差在±1mm即可，同樣其接頭位置偏差應＜0.5mm，並注意按照環冷機運行方向其端頭位置不能形成錯台。

4　改造實（shí）踐與效（xiào）果評價

煉鐵作業部結合5月25～6月5日360m2燒結機大修，安排了415m2環冷機密封改造工程，改造費用為包幹價90萬元。改（gǎi）造後（hòu）我們對密封改造效果進（jìn）行了跟（gēn）蹤：

4.1改造前數據

對改造前5月份環冷機餘（yú）熱（rè）鍋爐小時蒸汽產（chǎn）量進行統計（jì），並取平均值。考慮停（tíng）機因素（扣除（chú）小時（shí）流量為0時段的數據），共計統計486小時，5月餘熱鍋爐小時平均蒸汽產（chǎn）量約為24t/h。（數據來源（yuán）崗位記錄）。其中當月燒結礦（kuàng）累計產量237252t，作業率77.76%，利用係（xì）數1.14t/m²·h。

4.2改造後數據

對改造後6月份環冷機餘熱鍋爐小時蒸汽產量進行統計，並取平均值。6月餘熱鍋爐小時平均蒸汽（qì）產量約為31.90t/h（數據來源崗位記（jì）錄）。其中截止到6月26日燒結（jié）礦累計產量177818t，作（zuò）業率78.22%，利用係數1.02t/m²·h。

4.3數據（jù）對比

改造前後（hòu）5、6月份燒結生產數據對（duì）比如（rú）表（biǎo）1所示。由表1可以看出，6月份截止到27日，小（xiǎo）時蒸（zhēng）汽產量比改造前（qián）的5月份提高了7.9t/h，提高了32.92%。

4.4效益（yì）測算

4.4.1餘熱蒸（zhēng）汽發電效益

415m²環冷機密封改造後，環冷餘熱鍋爐小時蒸汽（qì）產量提升7.9t/h，按每噸蒸汽發電150kWh，電單價0.533kWh/元計算，由於本項目處於我國北方，在取暖期生產和生活蒸汽量增加，餘熱蒸汽不（bú）能（néng）用於發電，故餘熱鍋爐發電期按照全年270天測算，則增加餘熱（rè）蒸汽發電效益如下：

7.9×24×150×0.533×270÷10000=409.28萬元

4.4.2環冷鼓風機節電效益

原（yuán）有（yǒu）5台環冷鼓風機日常運（yùn）轉2、4、5號（hào）。環冷鼓風機密封改造（zào）後漏風減（jiǎn）少，冷卻效果提升，相（xiàng）應（yīng）的環冷鼓風機運行（háng）負荷也會減少。改造前（qián）2、4、5號環冷鼓風機（jī）小時平均電量（查詢小時電量曆（lì）史數據並扣除檢修停機時間，即電量總（zǒng）和為0的時間段）為880kWh/h，改造後降到438kWh/h，下降率（lǜ）50.22%。按照（zhào）電費0.533kWh/元計算（suàn），年節電效益203.5萬元。

綜上所（suǒ）述，則該項目總效益為409.28+203.5=612.78萬元。

5　結語

目前鋼鐵行業降本增效壓力較大（dà），燒結行業對於餘熱回收利用需求也較為迫切，環冷機餘熱回收利用已成為了燒結行業降本增效的一項（xiàng）重要（yào）內容。本文所述的首鋼遷安415m2環冷機的密封改造方案，雖然?密封效果（guǒ）上（shàng）與新型的機械（xiè）密封環冷機還存在差距（jù），但是與原橡膠密（mì）封效果比，其餘熱回（huí）收效果增加明顯，小時（shí）蒸汽產量提高了32.92%，環冷鼓風機電耗下降率50.22%，全年（nián）可創造效益612.78萬元（yuán）。

此次415m²環冷機的密封改（gǎi）造工程，具有改（gǎi）造成本低、工期短、見效快的優點，達（dá）到了預期效果，也給同行在選擇改造方案時提供了更多的選擇。

參考（kǎo）文獻

[1]王二林,張愛東（dōng）,劉建剛.燒結廠環冷機調偏方（fāng）法[J].河北（běi）冶金,2013(4):59

[2]機械設備安裝工程手冊[M].冶金工業出版社,2004:746-P782

[3]機械設備安裝工程施工及驗收通用規範[M].中華（huá）人（rén）民共和（hé）國住房和城鄉建設（shè）部,2009:68

（來源：冶金（jīn）裝備智能創新聯盟）