王國民 陶瑛 史可心

中材建設(shè)有限公司（100176）

淺談第四代篦冷機(jī)的特點(diǎn)

王國民 陶瑛 史可心

中材建設(shè)有限公司（100176）

介紹了篦冷機(jī)的發(fā)展過程，闡述了第四代篦冷機(jī)和第三代篦冷機(jī)的區(qū)別。說明了第四代篦冷機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及優(yōu)先選用原因。

篦冷機(jī)；輥式破碎機(jī)；焊接結(jié)構(gòu)篦板

在水泥生產(chǎn)過程中如何降低能源消耗，提高熱量的回收利用率，是國內(nèi)外水泥工業(yè)目前需要解決的核心問題。熟料冷卻機(jī)（下文簡稱篦冷機(jī)）在水泥生產(chǎn)中承擔(dān)熱量回收、熟料運(yùn)輸和冷卻任務(wù)，因此對篦冷機(jī)進(jìn)行改進(jìn)是必要的。熟料冷卻效果的好壞關(guān)系到后面粉磨功耗的高低。在篦冷機(jī)中，冷卻風(fēng)通過篦板后，與高溫熟料進(jìn)行熱量交換，二次風(fēng)供回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒使用，三次風(fēng)供分解爐內(nèi)預(yù)分解使用，剩余的熱量以余熱形式供發(fā)電方面的使用。現(xiàn)在對篦冷機(jī)的要求是“三高一低”，即高冷卻效率、高熱回收率、高運(yùn)轉(zhuǎn)率和低投入成本。

1 篦冷機(jī)的發(fā)展

篦冷機(jī)是20世紀(jì)40年代美國FULLER公司研制開發(fā)的。20世紀(jì)80年代，我國從美國FULLER公司引進(jìn)了篦冷機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，從此我國的大中型水泥企業(yè)開始大范圍使用篦冷機(jī)。在過去30多年里，人們對篦冷機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)進(jìn)行不斷的探索，優(yōu)化篦冷機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)，改善性能，增大產(chǎn)量，提高效率。20世紀(jì)90年代開發(fā)了第三代篦冷機(jī)，第三代篦冷機(jī)的誕生，使篦冷機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破。

在第三代篦冷機(jī)已經(jīng)被人們接受，在大范圍使用過程中，丹麥?zhǔn)访芩构居珠_發(fā)出了第四代篦冷機(jī)。第四代篦冷機(jī)在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了翻天覆地的變化，將冷卻機(jī)技術(shù)推向了頂峰。

2 第四代篦冷機(jī)的特點(diǎn)

從國外進(jìn)口第四代篦冷機(jī)價(jià)格較高，為降低成本國內(nèi)也相繼開發(fā)了幾種第四代篦冷機(jī)。目前，第四代篦冷機(jī)的技術(shù)也逐漸成熟起來。為了節(jié)能減排、降低篦冷機(jī)運(yùn)行成本，水泥廠在建廠時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用第四代篦冷機(jī)。

從回轉(zhuǎn)窯里出來的1 400℃的水泥熟料，進(jìn)入第四代篦冷機(jī)里冷卻后，出篦冷機(jī)的水泥熟料溫度在90℃左右，廢棄溫度在100～200℃，出篦冷機(jī)的水泥熟料溫度可以穩(wěn)定控制在90℃以下,熱回收效率達(dá)到78%。

2.1 第四代篦冷機(jī)和第三代篦冷機(jī)主要結(jié)構(gòu)

第四代篦冷機(jī)將篦床分成通風(fēng)單元和熟料輸送單元，第三代篦冷機(jī)是隔排篦板往復(fù)運(yùn)動(dòng)以推動(dòng)熟料運(yùn)動(dòng)。

第四代篦冷機(jī)做了較大的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，如圖1所示。

圖1 第四代篦冷機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2 第四代篦冷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）余熱發(fā)電裝置的增加：第四代篦冷機(jī)普遍和窯頭窯尾余熱發(fā)電裝置配合使用。不安裝余熱發(fā)電時(shí)，篦冷機(jī)的三次風(fēng)可部分用于預(yù)熱器及煤磨的烘干,其余混入冷風(fēng)降溫到一定溫度后經(jīng)收塵器排掉，廢氣溫度也比較高。安裝余熱發(fā)電裝置后，在篦冷機(jī)中部取風(fēng)用于余熱發(fā)電，尾部廢氣溫度有所降低，所發(fā)電能還能自用，節(jié)約了煤粉。

2）輥式破碎機(jī)：第四代篦冷機(jī)將尾部錘式破碎機(jī)移到篦床中部，改成輥式破碎機(jī)，如圖2所示。在篦冷機(jī)中部就將較大的熟料塊破碎到25mm以下，有利于將料塊內(nèi)部的熱量回收，降低了篦冷機(jī)尾部廢氣溫度，也降低了尾部廢氣粉塵的濃度。輥式破碎機(jī)的破碎環(huán)壽命在1年以上，滿足了回轉(zhuǎn)窯的檢修周期的要求，不用在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)期間檢修篦冷機(jī)的破碎機(jī)，而第三代篦冷機(jī)尾部的錘式破碎機(jī)至少要半年換一次錘頭。

圖2 焊接結(jié)構(gòu)篦板外形圖

3）篦板結(jié)構(gòu)改進(jìn)：第三代篦冷機(jī)用鑄造的低漏料高阻力篦板組成，第四代篦冷機(jī)用焊接結(jié)構(gòu)的固定篦板，如圖2所示。

篦板質(zhì)量的好壞即篦縫的大小對熟料冷卻效果有較大的影響，優(yōu)質(zhì)篦板有利于風(fēng)量在篦床上均勻分布,避免“紅河”現(xiàn)象的產(chǎn)生。這就對鑄造技術(shù)提出了較高的要求,但受目前鑄造技術(shù)和成本的影響，采購的鑄造篦板質(zhì)量不太穩(wěn)定,很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第四代篦冷機(jī)的焊接篦板較好地解決了這個(gè)問題，用耐磨鋼板折成U型后焊接成篦縫為豎向凹槽式，篦縫風(fēng)道為迷宮式結(jié)構(gòu)，橫向隔板由激光切割的耐磨板篦板組成,用隔板精確地控制篦縫的大小，篦板上表面鋪一層耐熱復(fù)合鋼板，篦板底部還能安裝空氣流量調(diào)節(jié)閥，以達(dá)到更理想的風(fēng)量均布狀態(tài)。焊接結(jié)構(gòu)的篦板的篦縫由激光切割機(jī)床保證，篦板質(zhì)量穩(wěn)定。

第三代篦冷機(jī)的高溫段篦板使用期不足一年，低溫段篦板使用期兩年，而第四代篦冷機(jī)的篦板是固定不動(dòng)的，篦縫風(fēng)速適中，配合上部專門設(shè)計(jì)的輸送單元，整個(gè)篦床壽命在10年以上。

4）配風(fēng)指標(biāo)的變化：

第四代篦冷機(jī)配風(fēng)指標(biāo)：

1.7～1.9 Nm3/kg·Cl（運(yùn)行）；2.0～2.2 Nm3/kg·Cl（裝機(jī)）。

第三代篦冷機(jī)配風(fēng)指標(biāo)：

1.9～2.2 Nm3/kg·Cl（運(yùn)行）；2.1～2.4 Nm3/kg·Cl（裝機(jī)）。

第四代篦冷機(jī)內(nèi)部的澆筑料也進(jìn)行了改進(jìn)，過去隔行篦板運(yùn)動(dòng)以推動(dòng)熟料運(yùn)到篦床，改為“固定篦板的通風(fēng)單元+推動(dòng)棒結(jié)構(gòu)的輸送單元”。

3 結(jié)論

以上的改進(jìn)保證了熟料運(yùn)輸?shù)襟骼錂C(jī)的出口處時(shí)，溫度降低到65℃，熱回收效率78%，實(shí)現(xiàn)了高運(yùn)轉(zhuǎn)率和低維護(hù)費(fèi)用。

因此,無論是新建水泥廠還是篦冷機(jī)改造項(xiàng)目，應(yīng)優(yōu)先考慮第四代篦冷機(jī)。