转炉回收渣钢在烧结炼铁的应用

液密封环冷机台车密封单元串风问题的改进与探讨

罗 可  汤清铭

(中冶长天国际工程有限责任公司)

摘  要  针对济钢等用户反映新型液密封环冷机生产中出现台车密封单元串风的问题，从理论上分析了串风的成因及不利影响，探讨并提出了解决方案。改进后生产效果良好。

关键词  液密封环冷机  台车密封单元  串风  挡风隔板

1 前  言

随着能源资源的枯竭和过度排放而导致的环境恶化，中国政府对钢铁冶金等高能耗高排放的行业提出了可持续发展的新要求，加上原材料和燃料价格的持续飞涨，寻求开发新型的节能减排生产工艺和设备已成为钢铁企业未来技改课题的重中之重。烧结生产作为钢铁冶金生产中仅次于炼铁的第二大高能耗环节，其节能降耗工作任重而道远。一种由中冶长天国际工程有限责任公司研究开发、设计制造的新型液密封环冷机兼具烧结冷却工艺设备和环保设备的双重作用，其出色的密封性能，对于降低能耗和提高烟气余热回收利用率非常有效。目前，于2009年8月16日和2009年9月12日运行投产的济(南)钢420 m²新型液密封环冷机和涟钢420 m²新型液密封环冷机均受到用户好评，产生了可观的经济效益。

传统的鼓风式环冷机其台车等回转部分与静止固定的风箱之间的动密封装置存在严重的漏风(漏风率达30％～40％)，且一直以来没有好的办法解决，导致风机工作效率低，浪费电能。新型液密封环冷机的动密封部分采用水密封装置，使漏风损失减小至老式环冷机的1／3以下，自投产以来运行平稳。其中，涟钢在2009年11～12月份的冬季生产时，甚至只运行2台鼓风机(共配置5台)即可满足生产，日产量达2万t，完全达到了设计要求。

虽然新型液密封环冷机密封效果大大改善，但在生产中还是发现，由于异形梁屋顶部分结构的缺陷使得相邻台车密封单元之间存在串风问题，从而产生一部分不必要的漏风，并导致水密封系统受到矿灰污染，以至于影响水密封效果。为此，中冶长天的相关设计及技术人员通过现场勘查，详细论证，提出了新的有效的改进及实施方案，以期进一步提高液密封环冷机的密封效果和设备的使用性能。

2  台车静密封单元的串风问题

传统的老式环冷机在卸矿区以外的部分，其台车下部即为一个连通的环形风箱。整个风箱中的冷空气透过各个台车的篦板吹入篦板上的烧结矿层，使之冷却。环形风箱及其上方的所有台车构成一个整体的冷却区域。而新型液密封环冷机(如图l所示)取消了台车篦板直连通环形风箱的结构，将台车设计成上层篦板2和下层平板3的双层结构，并且双层台车的前后紧邻异形梁体8，左右装有台车密封板，密封板以及异形梁体下端与台车平板层之间装有静密封橡胶条7。这样，台车的双层板之间在上述部件的包围下形成了一个四方的封闭空间，即为一个台车密封单元。进风管从台车内侧密封板进风口5处将冷风引入密封单元，风再吹向上方篦板上的矿料1。原先环冷机整体的冷却密封空间被分解成一个个独立的台车密封单元。

如图1所示，液密封环冷机的异形梁屋顶面4亦为篦板结构，密封单元中的空气可以通过异形梁屋顶底板6上的孔洞进入异形梁的屋顶区域并透过屋顶面上的篦板4吹进烧结矿层，这样就大大增加了烧结矿的冷却面积，使冷却更加均匀。由此可见，异形梁屋顶内部空间将各个台车的密封单元连通了。

在生产作业中，环冷机的风机往往不会也不需要全部运行，加上风机在整圈圆周上分布并非均匀，这样会使环冷机环形风管中的风压在环向各个区段不同，致使从每个台车进风管进入到静密封单元的风压会不同，产生风压差。生产时，由于烧结矿料层的阻碍作用，这种风压差会导致气流沿着异形梁屋顶内区域流动形成串风，即从一个台车密封单元流到相邻密封单元，如图1中箭头所示。

在环冷机给料溜槽至连接余热回收系统的环冷机烟囱之间的区段，为了保证其密封罩内较好的负压状况，以利于余热回收系统运行，该区段的环冷鼓风机往往作备用风机，很少运行，该段内的冷却风由其他区段鼓人的风流过来补偿，风压往往较低。特别是在给料溜槽附近，由于烧结矿卸到环冷台车上产生巨大冲击，使得处在该段的台车密封单元内气流紊乱复杂，相邻两个台车甚至多个台车之间，空气通过异形梁屋顶内串风形成局部回路，即风压相对大的台车密封单元内的空气串到另一个风压小的台车密封单元内，并随着台车进风管进入水密封系统，再重新吹人之前的台车密封单元。

这种因为异形梁屋顶区域形成的整圈台车密封单元的小连通，不但会导致环冷机在卸矿区域端部产生局部漏风，还会因为串风循环气流将台车密封单元内的矿灰带入水密封系统，使水槽内受到污染。长此以往，将使水槽内积淤，阻碍设备运行。经过现场回访，实地勘察，证实了水密封系统内有不同程度的矿灰污染，且在给料溜槽附近区段的水密封系统内积灰最严重。由此带来水密封系统维护困难，需定期停机清淤。

3异形梁结构的改进方案

经过仔细论证，得出的改进方案如图2所示。即在异形梁屋顶区域内增设挡风隔板9，将其焊死在固定位置。这样，屋顶内区域被分割成相邻的两个台车密封单元。在挡风隔板9的作用以及烧结矿料层l的阻碍下，每个台车密封单元实现真正的相对独立，气流流向如图2中箭头所示。一旦有气流从台车进风管吹入台车密封单元之后，无论其风压大小，气流的唯一出路只可能吹向篦板上的烧结矿，而无法因压差串到相邻密封单元或者通过进风管反流，从而实现完全的单向风路，不会串风漏风，也不会将台车密封单元内的散料矿灰带回水密封系统中；同时保证了异形梁屋顶面参与冷却，确保了冷却面积。

4  结  语

2009年11～12月，济钢和涟钢在中冶长天技术人员的指导下，已按该方案进行改进，加焊了异形梁内挡风隔板。实践证明：经此改进后，水密封系统内矿灰大大减少，几乎没有增加，漏风进一步减少，真正确保了新型液密封环冷机的密封效果。方案行之有效。

总之，液密封环冷机代表了节能环保的大趋势，作为新型设备，其结构尚需进一步改进与完善。但瑕不掩瑜，其优点显著。在各客户单位的积极配合下，中冶长天公司将不断完善液密封环冷机的结构，将其节能环保的特性发挥到极致，与客户携手共同营造钢铁事业的绿色生产之未来。