陳永華，胡友文，王保剛，周海峰，邢曉勇
( 河鋼集團(tuán)承鋼公司煉鐵事業(yè)部，河北 承德 067002)
摘 要: 介紹了河鋼承鋼公司415 m2 燒結(jié)環(huán)式冷機(jī)存在的余熱回收溫度低、環(huán)冷效果差、密封板漏風(fēng)嚴(yán)重等問(wèn)題并分析了原因。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察分析，對(duì)環(huán)冷機(jī)密封簾及臺(tái)車底部密封進(jìn)行了改造。改造后，余熱發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量增加18 萬(wàn)～ 20 萬(wàn)kW·h，風(fēng)機(jī)年節(jié)約電費(fèi)550 多萬(wàn)元，維護(hù)費(fèi)用年節(jié)約50 萬(wàn)元左右，密封使用壽命由6 個(gè)月延長(zhǎng)至1 年。
關(guān) 鍵 詞: 環(huán)冷機(jī); 密封; 改造
0 引言
環(huán)冷機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設(shè)備之一。隨著環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)的推廣，環(huán)冷機(jī)既要保證對(duì)燒結(jié)礦具有良好的冷卻效果，又要能高效收集余熱，并且要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、維護(hù)方便。本次研究的環(huán)冷機(jī)為415 m2 的中、大型冷卻設(shè)備，共設(shè)有72 塊環(huán)冷臺(tái)車，環(huán)冷臺(tái)車使用膠條對(duì)臺(tái)車下部進(jìn)行密封，使用密封簾對(duì)臺(tái)車上部與密封罩進(jìn)行密封; 設(shè)有5 臺(tái)環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)為其提供冷卻風(fēng)能，風(fēng)機(jī)流量為453000 m3 /h，全壓為4 kPa，環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)為24 h 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn); 臺(tái)車運(yùn)轉(zhuǎn)1 圈需要45～134 min，最大冷卻能力950 t /h，一般情況下環(huán)冷機(jī)入料溫度在400～800 ℃，排料溫度＜150 ℃。每臺(tái)環(huán)冷機(jī)都配備1 套余熱發(fā)電系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用，由于環(huán)冷密封的使用效果不是很理想，所以余熱發(fā)電的能力一直沒(méi)有達(dá)到最大化。
1 環(huán)冷機(jī)存在的問(wèn)題
鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)是能源消耗大戶，如何優(yōu)化鋼鐵企業(yè)的用能，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，走節(jié)約化的發(fā)展道路，已成為現(xiàn)代鋼企重要的研究課題。而在燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中，環(huán)冷機(jī)的節(jié)能也是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。
1． 1 環(huán)冷機(jī)存在的實(shí)際問(wèn)題
現(xiàn)有的鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)底部密封采用橡膠密封，橡膠板采用耐磨橡膠，具有一定的硬度與彈性由于鼓風(fēng)式冷卻機(jī)長(zhǎng)期在高溫( 增加余熱發(fā)電系統(tǒng)后，熱輻射增大) 、高溫粉塵的環(huán)境下運(yùn)行，密封板漏風(fēng)比較嚴(yán)重［1］。主要原因有:
(1) 溫度過(guò)高燒毀或輻射時(shí)間長(zhǎng)就會(huì)造成橡膠老化，使用周期縮短。
(2) 由于橡膠有一定的硬度，臺(tái)車梁底部或燒結(jié)礦碰撞就會(huì)導(dǎo)致橡膠板變形，失去密封效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成設(shè)備刮卡停機(jī)等設(shè)備事故。
(3) 卸料后及平時(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，臺(tái)車輪上的橫梁與密封膠板接觸不良，造成漏風(fēng)嚴(yán)重。環(huán)冷機(jī)原密封形式如圖1 所示。
1． 2 環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)對(duì)節(jié)能效果的影響
為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，余熱發(fā)電系統(tǒng)投用后，日發(fā)電量約為29 萬(wàn)kW·h，為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，余熱發(fā)電系統(tǒng)的能力未達(dá)到最大化，主要原因?yàn)?
(1) 環(huán)冷機(jī)密封效果差，漏風(fēng)嚴(yán)重，降低了燒結(jié)礦的冷卻效果。
(2) 由于漏風(fēng)嚴(yán)重，增加了風(fēng)機(jī)的耗電量。
(3) 漏風(fēng)處竄出的粉塵氣體污染周邊環(huán)境。
(4) 臺(tái)車底部漏風(fēng)嚴(yán)重影響到鍋爐進(jìn)口煙氣溫度，降低發(fā)電量。
(5) 煙罩處漏風(fēng)降低了煙氣溫度和發(fā)電量。
2 環(huán)冷機(jī)密封改造
根據(jù)415 m2 環(huán)冷機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)的影響，本著節(jié)能降耗的原則，對(duì)密封進(jìn)行了改造。對(duì)余熱發(fā)電造成影響的密封主要包括密封簾( 環(huán)冷臺(tái)車上部與密封罩間的密封) 和動(dòng)靜密封( 環(huán)冷臺(tái)車下部與風(fēng)箱的密封) 。
2． 1 環(huán)冷密封簾的改造要求
對(duì)環(huán)冷機(jī)密封簾的改造要遵循以下原則:
(1) 采購(gòu)的環(huán)冷機(jī)密封軟膠簾必須滿足環(huán)冷機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用要求; 密封軟膠簾安裝后必須考慮備件的可更換性、密封性，在環(huán)冷機(jī)運(yùn)行時(shí)防止刮卡、擠壓等因素。
(2) 密封軟膠簾要具有抗腐蝕和抗變形能力，其余柔性材料應(yīng)采用耐高溫抗老化的材料，要求耐高溫大于450 ℃。
(3) 單件密封軟膠簾基本尺寸2 000 mm × 350mm，安裝時(shí)兩件軟膠簾搭接50 ～ 100 mm，密封軟膠簾附帶備件齊全。
如圖2 所示，密封簾由兩部分組成，一部分與密封罩連接而成，另一部分與臺(tái)車焊接而成。與密封罩連接部分由連接板通過(guò)螺栓固定在密封罩上，柔性耐高溫橡膠和耐磨鋼板與其相連接，耐磨鋼板也通過(guò)螺栓與柔性耐高溫橡膠連接，并起到保護(hù)柔性耐高溫橡膠的作用，與臺(tái)車焊接部分直接由鋼板與耐磨鋼筋焊接而成，起到密封作用。
2． 2 環(huán)冷密封裝置的改造
技術(shù)人員通過(guò)解構(gòu)、考察、參閱大量文獻(xiàn)［2］，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)影響因素，引進(jìn)了一種新型的密封裝置來(lái)解決環(huán)冷機(jī)臺(tái)車與風(fēng)箱密封的問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
由圖3 可以看出，在風(fēng)箱欄板處有1 道帶布的條形鋼絲刷與風(fēng)箱斜面密封板構(gòu)成第一套密封。活動(dòng)密封鋼絲刷與靜密封板構(gòu)成第二道密封。
第一道密封中的鋼絲刷為兩排刷子間夾一層耐高溫耐老化的特制布料，由鼓風(fēng)機(jī)吹來(lái)的風(fēng)經(jīng)過(guò)該道密封時(shí)部分會(huì)被擋住。第二道密封的刷子為兩邊各兩排刷子，中間隔一層耐高溫耐老化的特制布料，第一道密封未阻擋住的風(fēng)經(jīng)過(guò)這道密封會(huì)進(jìn)一步的減弱。由于采用的材料為鋼絲刷和耐高溫耐老化的特制布料，使用壽命很長(zhǎng)。
條形鋼絲刷可以理解為柔性材料，在靜密封板上滑動(dòng)可以很好的接觸。當(dāng)臺(tái)車運(yùn)行形成不定心橢圓時(shí)，刷子在靜密封板上滑動(dòng)也不會(huì)離開(kāi)密封板板，使密封效果良好。所以很好解決了臺(tái)車運(yùn)行不規(guī)則的問(wèn)題。
車輪處密封采用搭接形式，車輪處刷子與欄板處刷子采用迷宮式結(jié)構(gòu)( 車輪刷子嵌入欄板處刷子) ，如圖4 所示，車輪處刷子低于欄板處刷子，臺(tái)車經(jīng)過(guò)曲軌卸料時(shí)避免卡碰的同時(shí)，還保證了漏風(fēng)率的大幅減少。
3 節(jié)能效果
環(huán)冷機(jī)的密封優(yōu)化后，不但從余熱發(fā)電方面取得了經(jīng)濟(jì)效益，而且在降耗方面也取得了顯著效果。改進(jìn)密封后，環(huán)冷機(jī)周圍的環(huán)境得到了明顯的改善。以該車間2#燒結(jié)機(jī)為例，對(duì)環(huán)冷機(jī)完成密封改造前后效果進(jìn)行對(duì)比［3］。
(1) 余熱發(fā)電節(jié)能效益: 環(huán)冷Ⅰ段煙氣溫度提升60 ～ 90 ℃不等。日均多產(chǎn)中壓蒸汽260 ～ 390 t，燒結(jié)機(jī)合計(jì)多發(fā)電18 萬(wàn)～ 20 萬(wàn)kW·h /d 以上。按電價(jià)0． 50 元/kW·h 計(jì)，多回收電費(fèi)9 萬(wàn)～ 10 萬(wàn)元/天。
(2) 環(huán)冷風(fēng)機(jī)節(jié)能效益: 環(huán)冷密封改造后，按照當(dāng)?shù)叵那锛竟?jié)( 每年5 月中旬至10 月中旬) 溫度較高，節(jié)省1 臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行費(fèi)用。節(jié)電效益= 800kW·h × 24 h × 153 天× 95% × 0． 5 元/kW·h =139． 536 萬(wàn)元/年。冬春季( 10 月中旬至次年5 月中旬) 溫度較低節(jié)省運(yùn)行2 臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)電效益= 800 kW·h ×24 h × 212 天× 95% × 0． 5 元/kW·h × 2 = 386． 688萬(wàn)元/年。
(3) 改進(jìn)密封前的電耗為: 800 kW·h × 24 h ×365 天×95% ×0． 5 元/kW·h ×5 臺(tái)=1 665 萬(wàn)元/年根據(jù)以上數(shù)據(jù)，環(huán)冷風(fēng)機(jī)年節(jié)約電費(fèi)526． 224 萬(wàn)元。維護(hù)費(fèi)用則由每年的96 萬(wàn)元降到50 萬(wàn)元，使用周期由6 個(gè)月延長(zhǎng)到1 年。總體來(lái)說(shuō)，改進(jìn)后的密封在一定程度上取得了良好的節(jié)能效果，目前已被推廣到其他環(huán)冷機(jī)上，為承鋼的節(jié)能降耗工作做出了重要貢獻(xiàn)。
參 考 文 獻(xiàn)
［1］楊玉猛，卜必明，胡凱． 梅鋼4 號(hào)燒結(jié)機(jī)余熱鍋爐的運(yùn)行實(shí)踐［J］．燒結(jié)球團(tuán)， 2011，(02) : 55 ～ 58．
［2］宋宇，呂寶增，夏小芳． 燒結(jié)環(huán)冷機(jī)密封改造實(shí)踐［J］． 礦業(yè)工程，2015，( 02) : 41 ～ 42．
［3］徐啟明，蘭軍鵬，石偉麗，等． 環(huán)冷機(jī)密封對(duì)燒結(jié)余熱回收效率影響的研究［J］． 冶金設(shè)備， 2014，213( 4) : 65 ～ 69．