摘要：分析炭素回转窑冷却机返料现象发生的原因，寻找根源并进行相应改进，使问题得以解决。
关键词：回转窑 冷却机 返料 密封 除尘器
中图分类号：TF351 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0078-01
石油焦在回转窑经过煅烧后，物料在冷却机筒体从高端加入，由于筒体倾斜安装，筒体回转时物料在沿周翻滚的同时沿轴向移动。喷入冷却水后将物料从1100°C左右冷却到65°左右。物料在移动过程中得到冷却，冷却的物料从低端排除，产生的蒸汽及粉尘通过旋风除尘器排入燃烧室焚烧。
1 回转窑冷却机返料现象
回转窑冷却机用于冷却炭素煅烧回转窑排除的物料，返料现象是指冷却机的部分物料从进料端返出落到地面的现象。我公司回转窑设计产能为24t/h台，2台回转窑于2010年10月投入运行，投产初期由于生阳极车间为系统调试阶段，回转窑产量为15t/h台，尽管产量并未达到最大设计产能，但回转窑冷却机窑尾处频繁出现返料现象，冷却机窑尾罩密封处大量漏料，严重的时候每天可达到2t以上，如果回转窑要达到满负荷生产，必须解决冷却机返料问题。
2 原因分析
在炭素冷却机的使用中，返料现象是一种普遍存在的问题，由于返出物料的温度较高，严重影响了生产环境的卫生与安全，并且严重影响正常生产，通过对我公司回转窑长期的运行情况，产生返料现象的原因主要有两方面。
2.1 冷却机窑尾密封性能差
回转窑冷却机设计之初窑尾罩密封以石棉密封，由于石棉密封密封气密性差，并且石棉长期在高温下容易引起脱落，导致窑尾密封性能下降，使冷却机窑尾密封处漏风严重，直接破坏了窑内负压，使冷却机窑内的负压不足而无法全部将粉尘和冷却时产生的蒸汽排出，粉料随蒸汽在在冷却机窑尾罩缝隙中大量漏料，当回转窑要达到满负荷生产时漏料现象更加严重，严重制约产量和造成环境污染，所以冷却机窑尾密封性能差是产生返料的原因之一。
2.2 冷却机除尘器风机风处理量不足
在实际生产中回转窑产量在20t/h台时，冷却机除尘风机风量调至最大为60000m3/h时，冷却机窑头（出料口）的负压仅为-50Pa，冷却机窑尾负压在0～30Pa，而回转窑窑头的负压一般在-20Pa左右，在回转窑正常生产时冷却机进料口的压差（冷却机窑尾负压与回转窑窑头处负压之差）≤0Pa时冷却机不会出现返料现象，但是在实际生产中冷却机进料口的压差经常处在正压差状态，使冷却机的蒸汽和粉尘在正压作用无法及时排出，由此可以分析得出由于除尘风处理量无法满足回转窑产量要求，是冷却机出现返料的主要原因。
3 解决办法
经过分析回转窑冷却机由于回转窑冷却机窑内负压不足导致大量返料，解决该问题就是要解决冷却机窑内负压不足的问题，主要应从以下两方面进行处理来提高冷却机窑内的负压。
3.1 提高冷却机窑尾密封性能
回转窑冷却机窑尾设计之初主要是以石棉来密封，但是石棉长期在高温下使用容易烧损，另外石棉绳的密闭性较差，使窑尾负压减小，返料现象就无法避免，为了解决窑尾密封性能差的问题，我公司设计更换了一套石墨密封装置，该装置为迷宫密封加石墨密封，其工作原理是流体经变曲的通道，产生流体阻力，是泄漏量减少，其结构简单，没有接触面，不存在磨损问题，不受筒体窜动的影响，然后又设计一套石墨密封，密封性能良好，对筒体的热膨胀及窜动有比较好的适应性，结构简单，容易更换和维修，使用周期长。
3.2 除尘器的设计
根据实际生产我公司回转窑冷却机除尘器风处理量至少为100000m3/h，所以冷却机除尘器的风处理量为60000m3/h时，是无法满足正常生产，导致冷却机大量返料，解决此问题需根据实际情况重新设计除尘器，加大除尘器的风处理量。
旋风除尘器的设计计算：
（1）尺寸比例。
①筒体直径D：D愈小，愈能分离细小颗粒，但过小易引起堵塞。为此，用作为限制指标。D：150-200mm～800-1100mm。
若处理气量大，可并联使用或采用多管式旋风器。
②入口尺寸（圆形和矩形）。
为减小颗粒的入射角，一般采用矩形（长H、宽B、面积A）。
类型系数k一般取0.07～0.3，蜗壳型入口的k较大，D较小，处理气量Q大，H/B为2～4。
③排气管：多为圆形，且与筒体同心，一般d=（0.4～0.6）D0。
深度h：切线式h小，则压损小，但效率降低。经验取h≈）De或稍低于入口管底部。
④筒体L1，锥体L2∶L1=（1.4～2.0）D
L2=（2.0～3.0）D；L1+ L2≤5D≈（3～4）D。
L1/L2≈1.5/2.5较宜。
⑤圆锥角α：一般取20°～30°
⑥排尘口直径Dc：Dc=（0.25-0.5）D0，一般Dc≥70mm。
（2）旋风除尘器的压力降。
旋风除尘器的压力损失与其结构型时，运行条件等因素有关。据实验，旋风器的压力降与进口速度的平方成正比。
ξ为旋风器的阻力系数。
ξ的求法：①Shepherd—Lapple式，
②Louis—Thodore式，
（3）风机、电机选择。
通风机的计算风量：Q0=Q×1.1= 100000×1.1=110000m3/h（注风机风量选择时考虑110%的余量）。
根据上述风量，在通风机样本上选择Y4-68型NO20B。
离心通风机：转数R=630r/min，风量Q=123113m3/h，全压P=2599Pa。
配套电动机功率：N=（Q×P）K/102×η1×3600×η2
=168kW
式中：Q、P、η1、η2分别为分行风机的流量、全压和空气效率0.7、风机的效率0.98。
K为电机容量储备系数，对引风机取1.3。
通过对冷却机除尘器重新设计、更换，冷却机返料现象得以解决，使回转窑设备达到设计产能，解决产量不足的问题。
4 结论
通过提高密封性能和加大除尘器风处理量，使回转窑冷却机返料的现象完全得意解决，使回转窑产能到达设计要求，满足了正常生产。
参考文献
[1]郝吉明，马广大.大气污染控制工程（2版）[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2]吴忠标.大气污染控制工程[M].杭州：浙江大学出版社，2001.
