鼓风式环冷机节能技术的改造实践

张旭敏

摘 要：为减少鼓风式环冷机的能耗，提高环冷余热的发电效率，促进环冷机设备更好运行和发挥作用，通过对环冷机节能技术进行针对性的研究，提出相应的改进和优化，实现良好的社会效益和经济效益。

关键词：鼓风式环冷机；密封；優化；余热发电；节能

中图分类号：TF321 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0014-02

1 引言

唐钢炼铁部北区现有1-4#共4台环冷机，均采用的是强制鼓风冷却的方式对烧结矿进行冷却，刚刚进入环冷机的烧结矿温度通常在700-800℃作业，随环冷机中运转一周，完成对烧结矿的冷却后，烧结矿温度通常可下降到120℃以下。目前较老式的环冷机普遍采用动静橡胶密封板的密封方式，能耗损失大。炼铁部北区1#、2#和3#机环冷在线运转18年以上，设备整体老化严重，除了能耗损失大之外，还存在其他的主要问题：（1）原密封结构使用寿命短，维护成本高。（2）高温段入口处上部密封极易损坏。（3）下部风箱两侧端部密封容易散料，冒灰。（4）高温段密封罩容易变形，焊口开焊。

2 总体思路

通过观察分析环冷机的运行情况，参考同行业对同类型环冷机所采取的各项节能措施，经分析研究，并与相关厂家进行交流及实地考察，决定对1-3#烧结环冷机设备进行优化改进，旨在通过设备技术改造来实现烧结能耗的降低，同时改善现场作业环境，减轻工人的劳动强度，节约设备维护费用。主要思路是：将原有动静橡胶密封改为包容式机械密封；调整加固高温段密封罩，同时对环冷机受料槽出口除尘管道布局重新调整；在两侧端部密封设计安装新型钢丝密封装置；优化环冷台车篦子的结构，改善风箱内部的鼓风效果[1]。

3 主要技术方案

3.1 动静橡胶密封的优化改进

鼓风式环冷机原设计的密封结构为动静橡胶密封，实际在运行过程中，环冷机动静密封橡胶板极易被小支架挤住刮断或刮掉，导致密封效果差，散料外溢；而加装余热发电设备之后，余热回风管道送入大量热风（不高于150℃），更加速了动静密封橡胶板的碳化和硬化，往往使用寿命不足一年，维护更换麻烦，费用居高不下，能耗损失很大。通过与相关厂家的交流及实地考察，决定将动静橡胶密封改造为包容式机械密封，其结构特点如下：采用水平板与摩擦板之间的摩擦密封，来实现环冷机的密封；下部水平板设计有摇摆跟踪系统，使得浮动摩擦板能够消除由于环冷机跑偏带来的密封不严的问题；水平密封板采用合金材质，比传统的铸钢件更加耐磨损，使用寿命长久；摩擦力可调整，通过调整弹簧压紧螺栓可调整水平板与摩擦板之间的摩擦力，实现高密封效果与低运行阻力的目标。

3.2 高温段密封罩的优化改进

环冷高温段密封罩由于承受着高温热气，因此变形老化较严重，高温段密封罩的热涨效应较明显，尤其是长时间停机后起车生产，容易造成密封罩两侧挡板开裂；同时高温段密封罩顶部容易堆积大量的粉尘，需要岗位人员经常性清理。否密封罩容易开裂下沉，严重的甚至挤住环冷台车上栏板，导致设备事故发生。为此，我们制定了如下的优化方案：（1）利用环冷内外环的框架梁做密封罩的顶部拉筋，采用长螺杆固定可调，防止高温段密封罩下沉。（2）将密封罩两侧挡板用120mm槽钢焊接在环冷内外环的框架梁上，防止密封罩的整体下沉或挡板变形外闪，防止自然风串入高温段，确保高温段烟气的温度，保证余热的发电效果。

3.3 环冷受料点除尘管道的优化改进

环冷受料点处原设计的除尘管道布局不太合理，原管道布置在环冷受料槽与高温段密封罩中间的位置，而且还安装了喇叭口，除尘管道不仅吸走了因烧结机尾落下的烧结矿而产生的热粉尘，还吸走了靠近高温段密封罩的热废气。通过我们的仔细研究论证，我们在高温段密封罩与环冷受料槽下料点间设置一个过渡段，中间安装挡气栏板，减少相互之间的串气。同时我们把除尘管道往环冷受料槽的部位前移了约1米，只保留了靠近环冷受料槽一侧的喇叭口，除尘管道不再垂直布置，而且人为的倾斜，管道开口冲向环冷受料槽的下料点，这样一来，随落下的烧结矿而产生的热粉尘更容易被除尘管道吸走，同时被吸走的高温段密封罩内的热废气也大为降低，余热发电所需的热废气利用率更高。

3.4 曲轨两侧端部密封的改进

曲轨两侧的端部密封是环冷机内部风箱的两个盲点，也是环冷机漏风的一个难点问题，原设计的端部密封是依靠台车本体下部安装的四块橡胶密封板来实现与端部密封之间的一个动态密封，但由于台车本体下部密封老化变形，破损缺失的相当多，更换不易，费用也较高，受制于检修人力安排及备件费用，往往较难全面更换损坏的下部密封。基于这一现状，我们研究了一种新的端部密封装置，即解决了台车下部密封更换不及时的问题，也降低了端部密封的串风，提升了环冷机的冷却效率[2]。

这种新型的端部密封装置的思路：（1）取消并拆除台车下部密封。（2）在端部密封的两侧安装钢丝式密封刷；该密封刷是由一排排的钢丝组成，彼此独立存在，互不干扰，由于钢丝有一定的韧性，环冷机运行过程中，台车下部底梁下表面从钢丝刷上经过起到密封作用，防止冷风串出端部密封，即浪费了冷却风，又容易恶化现场环境。同时，钢丝刷能阻止小粒级烧结矿被冷风吹出端部密封，造成生产现场的粉尘超标。上述端部密封装置我们已经在申请专利中。

3.5 环冷台车篦子的优化改进

环冷台车上烧结矿的冷却主要是依靠鼓风机强制从下部给风，通过台车篦子，自然风与烧结矿形成热交换带走热量，台车篦子的通透性就变得相当主要了，如果篦子开孔太小，则对冷却风的阻碍就较大，冷却效果自然就不好；如果篦子开孔太大，则台车上的散料容易从篦子中掉到风箱，且容易堵塞篦子孔，进而也影响冷却效果。我们通过认真分析研究，设计了一种新的台车篦子结构，如图1所示，篦子下部的开孔大，有利于冷却风进入，而上部的开孔稍小，形成了“憋压”的效果，既有利于冷却风的正常进入，又防止了开孔过大散料进入风箱的可能，同时还在局部形成了“高压风”，冷却风与烧结矿的热交换效果更好。此项改造我们也正在申请专利。

4 实施效果

实施上述改造后的包容式机械密封使用寿命可以达到2-3年，只需要根据磨损情况逐步更换，简单，方便，设备维护成本大幅度降低，除此之外，通过对环冷各关键部分的设备改进，解决了多年来存在的设备隐患，同时还减少了高温段密封罩的检查、维护工作量，减少了现场粉尘的产生，减轻了岗位人员清理积料的工作量，降低了上部密封的漏风率，提高有效余热废气量，提升了余热废气温度，提高了能源利用率，余热发电效率提升明显，经过计算，年创效684.7619万元。

5 结语

鼓风式环冷机在钢铁冶金行业中目前还是普遍使用的设备，由于其设计理念较旧，因此对能耗损失考虑的不够，通过我们对环冷机节能技术的研究和实际改造，实现了现场作业环境的大为改善并给企业创造了实实在在的经济效益，值得在同行业同类型环冷机中推广。

参考文献

[1]庞玉柱.烧结系统环冷机漏风治理[J].冶金设备管理与维修，2015，（4）：36-38.

[2]王峰.一种烧结环冷机烟气余热梯级利用系统[J].矿业工程，2013，（6）：63-65.endprint