汪偉，王清虎，李桐斌，陳學(xué)勇

用中材裝備第四代篦冷機篦床改造舊篦冷機

汪偉1，王清虎2，李桐斌1，陳學(xué)勇1

1　前言

篦冷機是水泥廠熟料燒成系統(tǒng)的重要主機設(shè)備，其主要功能是冷卻、輸送水泥熟料，為回轉(zhuǎn)窯及分解爐等提供熱空氣?！凹t河”、“堆雪人”、燒篦板、斷螺栓、掉篦板和熟料冷卻不均勻是篦冷機存在的主要問題，是制約生產(chǎn)線連續(xù)運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備的迅速發(fā)展，以及水泥熟料篦冷機技術(shù)的不斷進步，高效能、運行可靠的熟料篦冷機成為確保系統(tǒng)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。為實現(xiàn)篦冷機的高性能，篦床的設(shè)計是關(guān)鍵，篦床是整個篦冷機的核“芯”，因此針對某些現(xiàn)場的實際情況考慮，可以保留篦冷機外部設(shè)備，用中材裝備集團設(shè)計研發(fā)的Sinowalk第四代篦冷機篦床更換舊篦床，快速換“芯”，完美實現(xiàn)改造需求。

2　項目概況

新鄉(xiāng)市振新水泥有限公司（原新鄉(xiāng)市振新水泥廠，現(xiàn)隸屬于河南省太陽石集團）采用的是國內(nèi)某廠步進式篦冷機，該篦冷機主要存在以下問題：

（1）篦床段節(jié)梁經(jīng)常斷開，液壓缸底座開裂，凹凸密封撕裂，銅套磨損極快，需要頻繁更換備件。

（2）液壓系統(tǒng)可靠性差，漏油滲油嚴(yán)重，業(yè)主需要長期大量地訂購備件進行維護。

表1　改造方案

（3）潤滑系統(tǒng)老化，由于工況的特殊，選用的分配管路形式不合適，導(dǎo)致使用壽命均偏短，而且整體潤滑點偏多，很多潤滑點不能順利出油進行潤滑。

（4）控制系統(tǒng)簡單，設(shè)計的程序達不到自動智能控制，甚至在生產(chǎn)過程中，控制系統(tǒng)發(fā)生紊亂后，重啟復(fù)位也很難奏效，業(yè)主只能人工操作液壓系統(tǒng)。

（5）篦冷機工藝參數(shù)設(shè)置不合理，系統(tǒng)的熱回收效率、二次風(fēng)溫低，出料溫度高，不能滿足工藝生產(chǎn)的需要。

總之，目前現(xiàn)場冷卻機已經(jīng)完全不能滿足生產(chǎn)所需要的可靠性和穩(wěn)定性，工藝性能也不能滿足燒成系統(tǒng)的需求，需要改造升級。

3　改造方案

通過現(xiàn)場勘查和測繪，考慮采用中材裝備集團的Sinowalk400系列第四代步進式篦冷機進行改造。由于Sinowalk400系列步進式篦冷機主機設(shè)備采用模塊化設(shè)計和安裝，單列寬度為400mm，單個段節(jié)梁為2 000mm，因此可以針對不同產(chǎn)量或面積進行靈活組合，非常方便。中材裝備集團針對該生產(chǎn)線篦冷機存在的問題，并結(jié)合實際情況，在仍能利舊的情況下，保留原有設(shè)備，將此次改造方案定為換“芯”改造，將原有篦冷機內(nèi)部篦床更換為Sinowalk 400-9×11第四代步進式篦冷機，同時保留原上、下殼體和破碎機，對液壓、潤滑、控制進行部分改造和升級（見表1）。

4　改造實施

4.1篦床主機快速安裝

Sinowalk400篦冷機的活動篦床結(jié)構(gòu)為一段水平式。在拆除原有篦冷機以后，從篦冷機后部的破碎機端面將新篦床運送進篦冷機殼體內(nèi)（如圖1）。由于中材裝備集團的Sinowalk400系列步進式篦冷機采用整體模塊化設(shè)計和安裝，因此發(fā)貨時將篦床一分為二，在現(xiàn)場只需要對兩段篦床進行吊裝和對接（如圖2）即可完成80%的篦床安裝工作，安裝工期非常短，安裝難度很低。篦床安裝完后，對其進行緊固加強，確保機械主機的運行可靠。

圖1　篦床從破碎機端送進殼體內(nèi)部

圖2　兩段篦床對接安裝完成

4.2液壓系統(tǒng)精益求精

液壓系統(tǒng)是篦冷機運行的動力來源，運行可靠極為重要，如果驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率將難以保證。原液壓系統(tǒng)采用的4臺電機在運行過程中未出現(xiàn)故障，現(xiàn)場檢測也無問題，經(jīng)綜合考慮，仍采用原4臺舊電機，保留動力系統(tǒng)不變；現(xiàn)場勘測原有油箱，加熱、冷卻、過濾系統(tǒng)均完好，保留使用。此次改造采用新型負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)，相對于原液壓系統(tǒng)能夠節(jié)能47%。改造時液壓站整體發(fā)貨至現(xiàn)場，通過軟管與原有系統(tǒng)連接，保證了安裝的快速和高效。同時整個液壓系統(tǒng)采用最優(yōu)化的密封形式和高質(zhì)量密封圈，實現(xiàn)了液壓系統(tǒng)零泄露（如圖3）。

4.3潤滑系統(tǒng)化繁就簡

圖3　利舊改造后的液壓站臺

圖4　新程序中設(shè)計的油缸運動速度曲線

表2　改造前后參數(shù)對比

原有潤滑系統(tǒng)采用雙線集中潤滑，通過現(xiàn)場檢測，原有加油泵和潤滑泵完全可以使用，因此保留現(xiàn)有的加油泵和潤滑泵，同時對現(xiàn)有的潤滑管路進行部分整改，以滿足新篦床的潤滑。原設(shè)備潤滑點達到上千個，而且潤滑管采用8mm膠管，尤其在篦冷機風(fēng)室內(nèi)溫度偏高的情況下老化速度非?？?，很多潤滑管路都已經(jīng)不出油甚至斷裂。這次改造更換了新的分配器，更換了與新篦床匹配的接頭，并采用金屬網(wǎng)套的軟管形式，保證了潤滑的充分和可靠，同時降低潤滑點40%。

4.4控制系統(tǒng)人工智能

原篦冷機的控制程序功能比較簡單，不能實現(xiàn)油缸平穩(wěn)運行，也沒有故障識別等功能。由于原PLC及數(shù)字量和模擬量輸入與輸出模塊都可使用，因此只需在原有硬件設(shè)備基礎(chǔ)上添置很少部分的元器件，更換修改新的液壓站控制程序即可。

在考慮液壓系統(tǒng)的特性下，在程序中設(shè)計了加、減速斜坡（如圖4），這樣油缸在啟停時不會因為閥口的突然開關(guān)而造成巨大的沖擊，確保了油缸運動過程的平穩(wěn)和順暢，使得系統(tǒng)的可靠性有了極大提高。

新程序充分考慮了系統(tǒng)的容錯模式，在確保系統(tǒng)順利平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的前提下，出現(xiàn)故障模式時能夠自行處理故障，也可以單獨屏蔽某一列，而不影響整個系統(tǒng)的運行。

4.5工藝性能完全達標(biāo)

在水泥工藝生產(chǎn)線上，任何設(shè)備的最終目的都是服務(wù)于工藝要求，篦冷機也一樣，作為燒成系統(tǒng)中的關(guān)鍵主機設(shè)備，其最終目標(biāo)是滿足燒成工藝的要求，只有完全滿足了工藝燒成的需求，才是一臺好的篦冷機，如果不能充分滿足工藝燒成的需求，任何其他的技術(shù)保障和性能參數(shù)都毫無意義。

經(jīng)改造后，公司水泥產(chǎn)量逐漸增加，最終穩(wěn)定在4 000t/d，完全超出了業(yè)主改造預(yù)想的產(chǎn)量，同時，熱回收效率也有極大提高。二次風(fēng)溫穩(wěn)定在1 200℃以上，出料冷卻溫度在100℃左右，高溫段的熱回收效率達到了75%以上，完全滿足了窯內(nèi)煅燒的需求，節(jié)能高效地實現(xiàn)了篦冷機的冷卻和輸送功能。

5　結(jié)語

此次改造計劃安排非常緊湊合理，從停窯拆除到篦冷機安裝總共18d，本次篦冷機換“芯”改造，周期短，投入低，效果明顯。

（1）改造后的篦冷機運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)過因篦冷機造成燒成系統(tǒng)停窯停機的情況，極大地提高了系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率。液壓系統(tǒng)“零泄露”，運行平穩(wěn)，控制系統(tǒng)操作靈活方便，更智能化，控制手段不再單一。

（2）由于Sinowalk400系列步進式篦冷機采用死料層操作模式，由一層低溫的固定料層保護篦板，篦板基本無磨損，也沒有更換過篦板，備件費用極大降低。

（3）采用獨特的凹凸式迷宮密封，在凹凸密封間隙處產(chǎn)生高速氣流，確保了整個篦床在運動過程中無任何漏料現(xiàn)象，無需類似于三代機的拉鏈機，從而降低了業(yè)主對拉鏈機的維護、備件以及熟料拉鏈機的電耗。

（4）二次風(fēng)溫穩(wěn)定在1 200℃以上，結(jié)合同樣由中材裝備集團進行的部分窯尾技改，整體熟料煤耗在原有基礎(chǔ)上降低了7kg標(biāo)煤，每年節(jié)省標(biāo)煤10 080t，給業(yè)主帶來了極大的經(jīng)濟和社會效益。

The Retrofit of Old Grate Cooler with Sinomatec Fourth Generation Cooler

TQ172.622.4

A

1001-6171（2016）04-0086-02

通訊地址：1中材裝備集團有限公司，天津300400；2河南省新鄉(xiāng)市振新水泥有限公司，河南新鄉(xiāng)，453621

2015-11-06；編輯：呂光