Уплотнение загрузочной и выходной головки вращающейся печи

Если честно, до сих пор встречаю проекты, где к уплотнениям на вращающихся печах относятся как к второстепенной арматуре. Ладно, загрузочная голова — там температуры поменьше, но на выходной... Я как-то на цементном заводе под Красноярском видел, как из-за дешёвого лабиринтного уплотнения теряли до 8% тепла. Причём инженеры сначала грешили на горелки, пока не замерили термографом утечки.

Конструктивные особенности головок

Загрузочный узел — это ведь не просто труба в отверстии. У нас на печи 4.5×75 метра зазор плавает от 40 до 65 мм в зависимости от перекоса опор. Раньше ставили асбестовые шнуры, но после запрета перешли на керамоволоконные композиты. Хотя... если брать уплотнение Шуанцзуань от Ланфанг Лецзя — там интересно решён вопрос с компенсацией биения.

На выходной головке сложнее: термические расширения съедают до 15% первоначального прижима за сезон. Как-то в 2020 году на заводе в Ступино пришлось экстренно останавливать линию — сальниковое уплотнение выгорело за 3 месяца. Оказалось, поставщик сэкономил на инконелевой проволоке в гофре.

Сейчас склоняюсь к гибким чешуйчатым системам. Недавно тестировали на пробном прогоне в Липецке — при рабочем зазоре 120 мм удалось держать утечки в пределах 2-3% от объёма дымовых газов. Но тут важно соблюдать углы наклона чешуи, иначе начинает работать как обратный клапан.

Проблемы монтажа

Запомнился случай на реконструкции печи в Новотроицке. Привезли немецкое уплотнение — все по паспорту идеально. А при монтаже выяснилось, что посадочные места отфрезерованы с отклонением в 1.5 градуса. Пришлось на месте переделывать весь комплект креплений.

По опыту скажу: даже с качественными комплектующими от того же ООО Ланфанг Лецзя Механические Запчасти нужно минимум два дня на обмеры перед установкой. Особенно критичен замер радиального биения цапф — у нас как-то разница в 4 мм привела к выкрашиванию направляющих через полгода.

И ещё по монтажу — никогда не соглашайтесь на сварку элементов уплотнения к кожуху без терморасчётов. Видел, как на алюминиевом заводе в Каменске-Уральском из-за остаточных напряжений повело весь узел загрузки. Пришлось резать и ставить компенсаторы.

Эксплуатационные нюансы

Температурные режимы — отдельная история. На газовых печах до 800°С ещё терпят графитовые шнуры, но если работаете с пылеугольным топливом — нужно сразу закладывать керамические варианты. Кстати, в уплотнениях Шуанцзуань удачно сочетают металлические демпферы с керамическими вставками.

Регулировка в процессе работы — часто недооценивают. Наши технологи как-то пытались экономить на техобслуживании, пропустили плановую подтяжку. В итоге пришлось менять весь комплект, включая прижимные пластины. Теперь раз в квартал обязательно проверяем зазоры щупами.

Абразивный износ — бич цементных производств. Помню, на предприятии в Вольске ставили экспериментальное уплотнение с карбидкремниевыми наплавками. Выдержало втрое дольше стандартного, но возникли проблемы с точечным прогаром при температурных скачках.

Материаловедческие аспекты

С металлическими компонентами интересная ситуация: инконель 625 держит температуры, но плохо переносит циклические нагрузки. Ферритные стали типа 309S — дешевле, но при длительном нагреве выше 950°С начинается обезуглероживание.

В последнее время присматриваюсь к композитным решениям. На том же сайте lejiajx.ru видел варианты с металлокерамическими уплотнителями — заявленный срок службы 5 лет, но пока осторожничаю, нет статистики по нашим условиям.

Важный момент — совместимость материалов. Был печальный опыт, когда поставили медно-графитовые элементы в паре с нержавеющим кожухом. Через четыре месяца получили гальваническую коррозию с выкрашиванием контактных поверхностей.

Ремонтные ситуации

Экстренный ремонт уплотнения выходной головки — это всегда аврал. В прошлом году в Череповце пришлось за 12 часов менять секции без полной остановки печи. Работали в сменах по 15 минут в теплоотражающих костюмах — температура на кожухе была под 280°С.

Для аварийного ремонта теперь всегда держу комплект быстромонтируемых чешуйчатых элементов. Взял на вооружение практику ООО Ланфанг Лецзя — у них в поставку включают ремонтный набор с регулировочными пластинами разной толщины.

После ремонта обязательна проверка на герметичность дымовым тестом. Раньше использовали парафиновые свечи, но сейчас перешли на тепловизоры. Хотя... старый метод иногда точнее показывает динамику утечек.

Перспективные разработки

Присматриваюсь к системам с принудительным охлаждением контактных зон. На экспериментальной печи в Магнитогорске пробовали подавать воздух по периметру уплотнения — КПД вырос на 1.7%, но возросла сложность обслуживания.

Интересное решение видел в последней модификации Шуанцзуань — пружинные компенсаторы с керамическими вставками. Производитель заявляет до 8 лет службы, но пока не проверял — только осенью планируем испытания на печи помола.

Из новшеств — начинают внедрять системы мониторинга с датчиками давления в полости уплотнения. Пока дороговато, но на крупных печах уже экономически оправдано. Особенно если считать потери от простоев.

Выводы и рекомендации

За 15 лет работы пришёл к выводу: экономия на уплотнениях всегда выходит боком. Лучше сразу закладывать качественные комплектующие — те же разработки Ланфанг Лецзя хоть и не дешёвые, но за счёт срока службы окупаются.

При выборе всегда смотрите на возможность регулировки в процессе эксплуатации. Печь — живой организм, геометрия меняется постоянно. Жёсткие системы без компенсаторов — прошлый век.

И главное — не забывайте про обучение персонала. Часто вижу, как слесари при монтаже перетягивают прижимные болты, деформируя направляющие. Приходится проводить ликбезы прямо на объектах.