周同利，董 璟

（青島堿業(yè)股份有限公司，山東 青島 266043）

1 φ4400石灰窯窯頂系統(tǒng)結構介紹

石灰窯是利用白煤燃燒放出的熱量來煅燒石灰石，使石灰石分解生成生石灰和窯氣（C＋O2→CO2，CaCO3→CaO＋CO2），供純堿生產系統(tǒng)使用，石灰窯使用時需配備適量的風，以利于白煤的燃燒。

由吊石斗運來的石灰石和白煤混合物料投入固定料斗內，然后，窯頂傳動部分設備（滾輪、轉動料斗、撒石器等）開始一塊轉動，下鐘帽打開，物料由撒石器均勻地撒落到石灰窯內，物料撒放完畢，下鐘帽關閉，然后進入下一次循環(huán)。

窯頂部分設備改造前簡圖如圖1所示。

2 存在的主要問題

石灰窯在生產過程中，要保持一定的壓力，屬微正壓操作，當鐘帽打開放料時，因微正壓原因，窯氣和部分粉塵會泄漏到大氣中，造成大氣污染，石灰窯窯頂窯氣和粉塵泄漏，不僅影響周圍的環(huán)境，還帶來嚴重環(huán)保問題。

窯氣和粉塵主要泄漏點有：

泄漏點1：鐘帽位置，鐘帽打開時泄漏，該處是最主要的泄漏點；

泄漏點2：水密封位置，因缺水或者因磨損缺陷造成水流失導致泄漏；

圖1 窯頂部分設備改造前簡圖

泄漏點3：油密封槽位置，因窯頂壓力變化導致油溢出或者吸入窯內，因缺少密封油而造成泄漏；

泄漏點4：投料口位置，該處泄漏很輕微，并且是因為泄漏點1處泄漏而帶來的附屬泄漏點。

窯頂傳動部分設備運行有時會跑偏，產生晃動，其運動軌跡成近似橢圓，嚴重影響設備運行狀況和產生振動，降低設備使用壽命。

3 石灰窯窯頂系統(tǒng)結構改進設計

φ4400石灰窯系統(tǒng)經過多年的運行，存在窯氣和粉塵泄漏及跑偏等問題，借設備大修之機，對石灰窯窯頂系統(tǒng)結構進行設計改進，在公司7＃、6＃石灰窯已經成功實施，其中7＃石灰窯已經于2012年3月開始投料使用，6＃石灰窯于2013年3月開始投料使用，取得良好效果，通過對窯頂密封的改造，基本解決了窯氣和粉塵泄漏及跑偏等問題，創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益、社會效益和經濟效益。

窯頂部分設備改造后簡圖如圖2。

圖2 窯頂部分設備改造后簡圖

3.1 油密封槽加深

7＃石灰窯在使用過程中會造成窯內氣體壓力變化，石灰窯頂部設有密封槽，窯內氣體壓力變小時會將小部分密封油吸入窯內，窯內氣體壓力變大時會將小部分密封油吹出石灰窯外，造成密封用油量減少，當累計到一定程度時，就需要操作工人及時補充密封油量。

石灰窯頂高37.4m，且密封槽在內側，外側還有轉動料斗和轉動滾輪等設備，操作極為不便，且存在一定的安全隱患。

將7＃石灰窯油密封槽深度在原有基礎上加深300mm，使油密封槽深度達到535mm，并且在油密封槽加沙子增加重量，加深油密封槽深度后，當石灰窯內氣體微小壓力變化時，由于油密封槽較深，不會將密封油吸入石灰窯內或者吹出石灰窯外，保持油密封槽內正常的密封油用量，確保設備正常使用，操作安全方便。

3.2 油密封槽安裝方式優(yōu)化

油密封槽在安裝過程中出現(xiàn)一些問題，需要改進：

1）油密封槽最大外圓尺寸為φ1 524，而此時窯頂軌道需找正已經提前安裝上，窯頂軌道上側位置的內徑尺寸為φ1 520，導致油密封槽安裝不下，將油密封槽最大外圓尺寸改加工為φ1 518，小于頂軌道的內徑尺寸為φ1 520，既不影響零件結構性能，又保證安裝方便；

2）油密封槽直落在平臺上，導致安裝時油密封槽無法吊裝，沒有吊裝位置，于是，設計吊裝孔，將對角4個孔改為M20螺紋孔，吊裝時裝上吊環(huán)即可使用；

3）油密封槽法蘭孔為56－φ18孔，而下方裝配平臺板孔為56－M16孔，由于兩零件是分別加工，孔的位置偏差較大，導致螺栓裝不上，將油密封槽其它法蘭孔改為為52－φ20孔，間隙調整量加大，保證安裝要求。示意如圖3。

圖3 油密封槽安裝方式優(yōu)化簡圖

3.3 水密封結構取消

因缺水或者因磨損缺陷造成水流失導致泄漏，水密封運行一段時間后，因磨損造成水密封槽損壞，水直接流失了，根本沒有密封作用，運行時該處直接向外冒氣，水密封基本失效。

于是，將泄漏點2水密封位置取消，將固定料斗直接安裝到轉動料斗上，因取消了該處密封，當然也就沒有了泄漏問題，該處的安裝結構則重新設計，確保改進后的結構合理。

3.4 雙鐘帽結構優(yōu)化設計

將現(xiàn)在使用的單鐘帽結構改成雙鐘帽結構，如圖2窯頂部分設備改造后簡圖所示。

由吊石斗運來的物料投入上層料斗內，然后，窯頂部分設備（滾輪、轉動料斗、上層料斗、撒石器等）開始一塊轉動，下鐘帽打開，同時上鐘帽封閉，物料由撒石器均勻地撒落到石灰窯內，物料撒放完畢，下鐘帽關閉，同時上鐘帽打開，然后進入下一次循環(huán)。

由于是雙鐘帽結構，在任何時間，總有一個鐘帽成封閉狀態(tài)，所以粉塵無法排出，鐘帽位置的泄漏問題完全解決，最主要的泄漏點的泄漏問題沒有了，同時將上、下鐘帽運行協(xié)調進行優(yōu)化，保證運行狀態(tài)良好，無相互干涉現(xiàn)象。

3.5 增加抗偏裝置，保障運行不跑偏

增加一套抗偏裝置，減少轉動料斗運行時的晃動，保證轉動料斗運動軌跡，保證轉動料斗均勻轉動，避免設備因晃動而帶來的破壞力等不利影響，保證設備正常運行，同時，避免了因轉動料斗在運行中晃動而產生位移，避免油密封槽內的密封油因轉動料斗位移而造成間隙過大被風壓頂出的缺陷，保證了油密封槽的密封效果。

3.6 相互干涉部件處理

7＃石灰窯大修時窯頂設備重新設計，取消了水密封結構，增加了抗偏裝置，使窯頂?shù)纳蠈恿隙钒惭b在轉動料斗上，運轉時上層料斗隨轉動料斗一起轉動，上層料斗重1.8噸，原來的上層料斗有專門支架支撐，取消了水密封結構后，上層料斗同轉動料斗重量一同壓在窯頂導軌上，增加傳動重量，對傳動系統(tǒng)產生影響，是否滿足傳動設計要求呢？還有，上層料斗上有一個突出的人孔結構，該突出的人孔結構轉動時突出較大，回轉一周會與窯頂拔氣筒位置相碰，相互干涉，無法調試運轉設備；抗偏裝置六個支腿安裝位置與原來的窯頂支架支腿位置相互干涉，無法安裝；抗偏裝置突出一側外圓與窯頂拔氣筒位置相互干涉，無法安裝。

將7＃石灰窯窯頂設備相互干涉部件進行了處理：

1）聯(lián)系設計院對傳動系統(tǒng)重新校核設計，核算結果滿足傳動要求；

2）將人孔上的突出把手割下不用，減少突出尺寸，調試設備時，將人孔的法蘭蓋局部與拔氣筒相碰位置割去，確保正常運行，調試合格，又要保證改動量盡可能小，符合設備設計使用要求，以后設備制造時將人孔突出尺寸減少，省去現(xiàn)場調整時間；

3）將抗偏裝置六個支腿安裝位置旋轉一定角度，確保六個支腿不與窯頂其它部件相碰；

4）將拔氣筒相碰位置凹下一定尺寸，確保安裝順利。

3.7 潤滑形式改造

窯頂設備增加了抗偏裝置后，在安裝過程中發(fā)現(xiàn)抗偏裝置擋住滾輪油杯位置，無法加油，于是，將滾輪油杯位置增加加長油杯桿約350mm，將潤滑油杯加油點引出到外側，方便加油。

4 經濟效益分析

石灰窯內氣溫度130℃，窯頂壓力300Pa，CO2含量40%，石灰窯頂外側平均氣溫30℃。

窯氣泄漏口簡圖如圖4。

圖4 窯氣泄漏口簡圖

按照7＃石灰窯為例計算，按每小時上料22t，每次1t，也就是每小時上料22次，于是，計算每小時節(jié)約窯氣泄漏量為11.9×22＝261.8m3，在石灰窯正常煤石配比的生產狀態(tài)下，生產261.8m3／h窯氣，需分解CaCO30.253t，消耗白煤0.021t。全年消耗石灰石（按照每天24h，每年360天計算）

0.253t×24×360＝2185.92t，價值15.2萬元。

全年消耗白煤

0.021t×24×360＝181.44t，價值18.5萬元。

合計全年可節(jié)約33.7萬元。

另外，還可節(jié)省密封油用量，其環(huán)境效益和社會效益也將是非常大。

5 結 語

7＃石灰窯自投用以來，環(huán)保和節(jié)能效果均相當顯著，解決了因窯氣泄漏帶出粉塵而造成的環(huán)境污染問題，改善了員工的工作環(huán)境，利于員工的身心健康，有著極大的環(huán)境效益和社會效益，在創(chuàng)造環(huán)境效益和社會效益的同時，也給公司帶來了經濟效益，既解決了揚塵，又節(jié)省了窯氣，當然節(jié)約了生產窯氣所消耗的石灰石和白煤，節(jié)能減排，符合國家倡導的節(jié)能減排要求。