各种密封形式的特点比较.

＜水泥技术2000/增刊＞

密封对烧成系统的影响及解决方案

□高玉宗

在水泥生产过程中，窑头密封、窑尾密封和单冷机密封对烧成系统的影响大致体现在对产量、热耗、电耗、污染和工艺的稳定操作等方面。究竟有多大影响？如何解决这一问题？我们在理论研究及实验室实验的基础上，通过一百多家的各种回转窑、单冷机和烘干机上实际应用证明：这一问题不仅能解决，而且能解决得很好。

1.烧成系统对密封的要求

密封，不论是窑头密封、窑尾密封还是单冷机密封，在烧成系统中都起着连接上下级设备，即连接固定部件和回转部件之间的密封作用。

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，窑尾端部同时存在回转、摆动、轴向窜动等综合复杂运动，而且筒体存在椭圆、弯曲等变形，回转部件与固定部件间存在不断变化的径向、轴向和环向三维间隙。因此，在这种极其复杂的工艺条件下要求密封应具有如下特点：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、免维护使用和低的综合使用成本。

2.漏风和漏灰问题

当两个部件尤其是有相对运动（如窜动、转动、摆动）的两个部件之间存在间隙、内外存在压差和温差时必然要漏风。漏风的多少与间隙、压差和温差大小成正比关系。窑尾处风与料是逆向运动，风中必定含有大量粉尘，窑尾处可达300g/m3 （标）。当风从间隙漏出时必然携带出相应的粉尘，即为漏灰。

当外部压力大于内部压力时会有冷风漏入，漏入的冷风与高温热风混合被加热后迅速膨胀使内部压力增大，产生瞬间正压加剧了漏风和漏灰，产生恶性循环。

压力的不稳定影响了系统正常稳定操作。

复杂运动、间隙、温差和压差导致了漏风。

漏风导致了漏灰。漏风又导致了增加热耗。

漏灰导致了污染环境。

当有冷风漏入后加大了废气量，减少了合理条件下的有用烟气通过量，漏风、漏灰和工艺操作的不稳定导致了产量减少和质量的下降。

要解决漏灰必须解决漏风，必须解决间隙和压差的变化。

表1 抄自某厂工艺参数

3.漏料问题

漏料、漏风和漏灰是完全不同的两回事。还以窑尾为例说明漏料的原理（图1）：

（1）当窑尾预热器下料不均匀时，尤其是堵料或锁风阀失灵时物料会从入料舌头两侧冲出掉入密封内，漏到设备外部。事实上窑尾下料始终是不均匀的，因此入料舌头的设计比较关键，必须正确设计。

（2）料从入料舌头溜入回转窑内时局部呈堆积突起状，当入料舌头与筒体缩口之间的动态间隙不合理（较大或不均匀）时，在随筒体回转过程中必然有一部分料从间隙漏入回料勺。

（3）漏入回料勺的料随窑的回转以一定的速度和角度抛出后落到入料舌头内，并且尽量落入舌头中心。这一过程与回料勺直径、转速、物料性质有关，与回料勺内隔板倾角、性状及大小有关；还与回料勺的回料能力有关。当回料能力小于从窑内漏出的物料时也同样漏料。并不是每个设计者都认真研究该抛物曲线，而是照抄照搬其它设计导致了设计的不合理，使得勺内的物料抛出后落到舌头外边。物料从舌头和回料勺漏到设备外部的过程叫漏料。

要解决漏料必须设计好入料舌头、回料勺及窑尾缩口，处理好三者之间的关系。 4.密封效果对烧成系统影响的简单演示推算（仅供参考） （1）推算假设条件（抄自某厂工艺参数见表1）： （2）当漏入冷风后窑尾烟气温度将降低：△T=57.1℃

表2 水泥厂实际使用举例

（3）假设冷风漏入后要确保窑尾烟气温度不变时将增加热耗：△q=108.9 kJ/Kg熟料

（4）假设工艺设备理论烟气通过量不变且与产量成正比，正常产量为：G，漏风引起的产量降低△G=0.0805G或△G/G=8.05%

（5）假设产量不变，废气增加量：△Q=0.6462 m3/Kg熟料，高温风机增加电耗：△N=0.16kWh/Kg熟料

（6）假设正压时间占20%，漏风系数不变，漏出的粉尘占含尘的70%，则漏出的粉尘量：△g=3‰。

5.解决漏风的专利技术-复合式密封

（1）原理：采用一种特殊的耐高温、抗磨损的半柔性新材料，复合成半柔性密闭的可以随窑的运动而变形的密封整体，它能很好地适应窑端部的椭圆变形及回转、摆动和窜动等形成的复杂运动。它一端固定在窑头罩或窑尾烟室上，另一端无间隙地张紧在回转筒体上，实现无间隙密封，确保了不漏风和不漏灰。

合理设计的回料勺确保了不漏料。

（2）实验室性能试验：

耐磨性：将该耐磨材料张紧在直径0.8m、以960r/min旋转的钢轮上连续运转了45天，磨损量最大处为1.6mm。按Φ4m分解窑折算其磨损寿命大于4年。

耐温：将该核心材料分若干组放在电炉里加热，最高可耐1350℃。

（3）水泥厂实际使用举例（见表2）。

6.几种常用的密封形式特点（见表3）

表3 几种常用的密封形式特点

7.结论

（1）漏风的结果将导致窑尾烟气温度降低、产量降低、热耗增大、高温风机电耗增高、污染环境和工艺的不稳定操作。

（2）复合密封能很好地解决漏风引起的各种问题，而且寿命长，无需维修，运转可靠，密封效果好。载于《第六届全国新型干法水泥生产技术交流会论文集》

密闭锁风对新型干法窑生产的影响及技术改进措施

高玉宗，陈晓东

（北京四方联科技有限责任公司，北京100039）

摘要：本文分析了漏风、漏灰、漏料形成的机理，用计算结果说明了对烧成系统产量、热耗、电耗和环境带来的不利影响，并从工艺设计、装备技术、安装和砌筑、生产操作等方面提出了技术改进措施。

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。

烧成系统中易漏风、漏灰和漏料的部位有：窑头、窑尾和冷却机的密封，烧成系统的各种锁风卸料阀，检修门和各种设备开孔，设备或非标件之间的连接，焊缝等。因此应采用先进、可靠、有效的设备和技术措施来提高烧成系统的密闭锁风效果。

1 漏风、漏灰、漏料现象形成的机理

1.1 漏风和漏灰问题

当两个部件尤其是有相对运动（如窜动、转动、摆动）的两个部件之间存在间隙、内外存在压差和温差时必然要漏入新鲜空气或漏出热烟气（简称“漏风”）。漏风的多少与间隙、压差和温差大小成正比关系。以窑尾为例，该处烟气与料是逆向运动，故烟气中必定含有大量粉尘，窑尾处含尘浓度可达300g/Nm3。当烟气从间隙漏出时必然携带出粉尘，即出现漏灰现象。当外部压力大于内部压力时会有冷风漏入，漏入的冷风与高温热烟气混合加热后迅速膨胀使内部压力增大，产生瞬间正压加剧了漏风和漏灰，产生恶性循环。

2.2 漏料问题

漏料和漏风、漏灰是完全不同的现象，还以窑尾为例说明漏料的机理。

（1）当窑尾预热器下料不均匀时，尤其是堵料或锁风阀失灵时物料会从喂料舌头两侧冲出掉入密封内，漏到设备外部。事实上窑尾下料始终是不均匀的，因此喂料舌头的合理设计很关键；

（2）物料从喂料舌头溜入回转窑内时局部呈堆积突起状，当喂料舌头与筒体缩口之间的动态间隙不合理（较大或不均匀）时，物料在随筒体回转过程中必然有一部分料从间隙挤出漏入回料勺；

（3）漏入回料勺的料随窑的回转，以一定的速度和角度从勺内抛出后落到喂料舌头内，并且尽量落入舌头中心。这一过程与回料勺直径、转速、物料性质有关，与回料勺内隔板倾角、形状及大小有关，还与回料勺的回料能力有关，当回料能力小于从窑内漏出的物料时也同样漏料。并不是每个设计者都认真研究该抛物曲线，尤其是对回料勺内隔板倾角的研究和设计不够重视，而是照抄照搬其它不同规格、不同转速、不同产量的窑型的设计（即不做计算、套用图纸），导致了结构参数的不合理，使得勺内的物料抛出后落到舌头外边而漏出。物料从舌头和回料勺漏出到设备外部的过程叫漏料。

2 漏风、漏灰、漏料对烧成系统的影响