液密封环冷技术的应用

李 琦（天津天铁冶金集团炼铁厂，河北涉县056404）

0 引言

天铁集团炼铁厂新一烧车间建于2013年12月18日，于2014年12月24日投产，主要设备是一台400 m2烧结机，年产烧结矿400万t。随着钢铁企业的发展，节能环保意识逐步增强，对烧结系统设备环冷机的节能环保效果要求越来越高。经过充分的考察和论证，天铁集团炼铁厂新一烧车间环冷机决定采用液密封的环冷机，设计能力为460 m2液密封环冷机，经过一年多的运行，性能指标达到了设计要求，取得了良好的节能效果。

1 环冷技术原理

烧结机卸下的烧结饼经单辊破碎后，进入给矿漏斗，由给矿漏斗连续均布在环冷台车篦板上，回转框架由传动装置的摩擦轮驱动，通过铰链拖动双层台车体在水平轨道上作匀速圆周运动。同时，环冷鼓风机将冷空气经风管送入环形风道，环形风道上有与各个双层台车体一一对应的支管，将冷风分别送入双层台车体内腔。环形风道的密封槽装置中密封的介质采用水，杜绝了漏风，这样冷风就会在正压力作用下，穿过双层台车的上层篦板和连接梁的上层篦条进入热烧结矿料层，并与之进行热交换。热风不断从料面排出，直接排入大气（或余热利用），热烧结矿逐渐得到冷却，从篦板间隙落下的散料和粉料就集成在双层台车腔体内的下层平板上。当台车回转至卸料区时，热烧结矿逐渐冷却至理想温度120℃。这时，双层台车体的车轮开始沿曲轨下降，台车体绕固定球铰转动而缓慢倾斜，将篦板上已冷却的烧结矿和下层平板上的散料一同卸至卸矿漏斗，并由卸矿漏斗下的板式给矿机将其送至成品皮带运输机上。双层台车体卸料后，车轮又沿曲轨上升至复位。至此，环冷机完成了热烧结矿冷却的全部过程。液密封环冷机工作原理见图1。

2 改进内容及措施

液密封环冷机与普通环冷机主要存在以下区别：

2.1 双层结构台车

台车篦板层与下层平板之间用支承立板相联接，支承立板沿台车运行方向布置，前后端敞开，板面开有通风口，面对进风口方向。在台车上、下层之间，由内、外侧的下侧密封板和前后置连接梁围成了一个四周封闭的空间，工作时，固定密封区的密封橡胶被压紧，从台车内侧密封板进风口进来的冷却风在正压力作用下从箱型封闭区上方穿过篦板进入烧结矿料层，并与之进行热交换。

图1 液密封环冷机工作原理图

在装料和冷却过程中，部分粉料和小颗粒散料从篦板的篦条缝隙落到台车下层平板上。随着台车运行至卸料区，台车卸料时，粉料和烧结矿料一同卸到卸矿漏斗内。

采用双层结构的台车，无需配置风箱、双层卸灰阀及输灰系统，设备简化、重量轻，减少了故障点，提高了设备作业率，节约了维护检修费用和人工费。

2.2 环形密封槽装置、端部密封

环形密封槽装置是回转体与环形混凝土风道之结合部装置，即运动体与非运动体相互嵌入组成的环形密封装置。它由以下几个部分组成：一部分是固定在机架上的环形密封槽，另一部分则是与环形密封槽相倒置、断面呈门型的移动风道装置。门型密封槽的上部密封板开孔与台车进风口相通，实行软联接。门型密封槽悬挂式安装在连接梁上，其吊装构件充分考虑到了回转框架安装的椭圆变形以及非标准圆度运转在径向方向上对门型密封槽的影响。

根据余热回收将冷却区和非冷却区相分隔的要求，在环冷机的高温区和低温区的环形密封槽间，以及密封槽的头、尾处均设有端部密封装置。用以防止高、低温冷却区间，以及冷却区和非冷却区间相互窜风。密封的介质采用水，运动阻力小，消耗量少，且回转台车运行平稳，驱动功率小，节约了能源。

2.3 环冷鼓风机的节能控制

环冷风机采用节能设计，最后一台采用变频节电技术。共设置5台环冷鼓风机，4台工频运行，1台变频运行。检测仪表有高温烟气温度、烧结矿冷却后温度、每台风机的鼓风量。根据烧结矿产量，烧结矿冷却后的温度要求，计算出所需要的鼓风量，来确定多少台电机工频运行，及第5台风机的运行频率。再根据烧结冷矿却后的温度对第5台风机的运行频率进行微调。本控制方法通过获取物料的放热量、冷却风吸热量等数据，监测冷却风与物料的热交换情况，据此控制风机的运行，将粗狂的风量控制变为精确的风量控制，使用最恰当的风量，达到烧结矿的冷却效果，减少电量消耗，实现鼓风机的节能运行。

2.4 水槽水位自动控制

实现环冷水槽水位全自动控制，达到进出水流量平衡，避免溢水和缺水，低水位主控室自动报警。环冷水槽水位使用雷达料位计测量，非接触式水位测量，通过发射-反射-接收电磁波方式测量水位，测量不受气层、蒸汽、压力、温度变化的影响。水位信号传入控制室后，根据测量的实际水位、环冷机的运行状态控制电磁阀自动加水，达到进出水流量平衡，既减少了用水量，又保证了水槽的密封效果，避免溢水和缺水，实现了低水位、高水位主控室自动报警。

2.5 水温控制

实现环冷水温检测控制，当水温低时加蒸汽，并在主控室报警。为了防止冬季结冰，使用热电阻对水槽水位实时检测，当温度低于警戒值时，自动通入蒸汽给水加热。

2.6 打滑检测

设置一台环冷台车打滑检测器，采用非接触式测速检测器，实现环冷台车打滑检测。采用新型接触式打滑检测设备，防止环冷机严重打滑造成事故，采用ARM单片机技术，嵌入式控制原理，工作稳定可靠，功能强大。打滑检测设备输出模拟4～20 mA电流信号对环冷的速度实时检测，并和环冷机的设定速比较，及时发现环冷打滑，提前处理，避免事故扩大。

3 技术的创新性

采用液密封环冷机，是节能环保生产的重要技术创新。

采用双层结构的台车解决了散料收集的问题；无需配置风箱、双层卸灰阀及输灰系统，设备简化、重量轻，减少了故障点，提高了设备作业率，节约了维护检修费用和人工费。

采用新型的环形密封槽装置、端部密封解决了漏风严重的问题，密封的介质采用水，运动阻力小，消耗量少，且回转台车运行平稳，驱动功率小，节约了能源，改善了环境。

液密封环冷风机采用节能设计，最末端一台采用变频节电技术，节约了能源。

实现了环冷水槽水位全自动控制，达到进出水流量平衡，避免溢水和缺水，低水位主控室自动报警。

实现了环冷水温检测控制，当水温低时加蒸汽，并在主控室报警。

设置一台环冷台车打滑检测器，采用非接触式测速检测器，实现环冷台车打滑检测。

4 结束语

经过一年多的运行，设备能够连续可靠运行，作业率保证≥99.50%；密封性能好，漏风率≤10%；比普通环冷节电10%，性能指标达到了设计要求，取得了良好的效果，同时改善了烧结环境，优化了职工工作环境和烧结设备的运行环境，有利于职工身心健康，同时降低了检修工人的劳动强度。