楊金胡　秦全錄青海水泥股份有限公司，青?！∥鲗帯?10021

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NC42356型篦冷機(jī)的改造方法與效果分析

楊金胡秦全錄
青海水泥股份有限公司，青海西寧810021

摘要5 000 t/d篦冷機(jī)風(fēng)量與風(fēng)壓偏離正常的工況點(diǎn)，出篦冷機(jī)熟料溫度高，急冷效果差，二次風(fēng)溫偏低，熟料層經(jīng)常板結(jié)，甚至堆“雪人”。應(yīng)用圣達(dá)瀚篦冷機(jī)技術(shù)改造后，窯系統(tǒng)工藝狀況改善，運(yùn)行指標(biāo)向好，熟料臺時(shí)提高9.89%，熟料實(shí)物煤耗降低5.93%，熱耗降低8.63%，熟料28 d抗壓強(qiáng)度提高2.2 MPa。

關(guān)鍵詞篦冷機(jī)優(yōu)化改造提產(chǎn)節(jié)能

0　引言

青海水泥股份有限公司甘河公司4 600 t/d預(yù)分解窯水泥熟料生產(chǎn)線于2011年6月建成投產(chǎn)，但因篦冷機(jī)的冷卻效果不理想，制約了該生產(chǎn)線的提產(chǎn)與降耗。經(jīng)多方考察，咨詢以及外聘專家論證，選擇了廣州圣嘉機(jī)電設(shè)備有限公司應(yīng)用圣達(dá)瀚篦冷機(jī)技術(shù)的改造方案。通過技術(shù)改造，窯系統(tǒng)工藝狀況改善，運(yùn)行指標(biāo)向好，熟料臺時(shí)提高9.89%，熟料實(shí)物煤耗降低5.93%，熱耗降低8.63%，熟料28 d抗壓強(qiáng)度提高2.2 MPa。達(dá)到提產(chǎn)降耗改善環(huán)境的理想效果。本文就該篦冷機(jī)改造前存在的問題、改造方法及效果進(jìn)行分析。

1　存在問題與分析

位于海拔2 550 m的甘河公司熟料生產(chǎn)線所使用的篦冷機(jī)規(guī)格為NC42356 4.2 m×35.6 m，設(shè)計(jì)能力5 000 t/d，因風(fēng)量與風(fēng)壓偏離正常工況點(diǎn)，出篦冷機(jī)熟料溫度高，更達(dá)不到急冷效果，二次風(fēng)溫偏低（1 050 ℃以下），同時(shí)篦冷機(jī)固定充氣梁上吹不透熟料層經(jīng)常引起熟料板結(jié)，甚至堆“雪人”。具體表現(xiàn)如下：

（1）固定床上無法實(shí)現(xiàn)厚料層控制，篦床上反而經(jīng)常形成“雪人”，崗位工的工作強(qiáng)度大且危險(xiǎn)，給正常生產(chǎn)帶來很大的難度。

（2）由于熟料急冷效果不好，箆床上經(jīng)常出現(xiàn)“紅河”，高溫段箆板經(jīng)常被燒壞且磨損嚴(yán)重。

（3）二、三次風(fēng)溫偏低，出篦冷機(jī)熟料溫度高：二次風(fēng)溫度一般低于1 050 ℃，三次風(fēng)也只是維持在900 ℃左右，不利于窯系統(tǒng)的煅燒和節(jié)煤。出篦冷機(jī)熟料溫度居高不下，平均在170 ℃以上。

（4）出篦冷機(jī)的熟料溫度高，造成熟料輥式破碎機(jī)軸承溫度高，必須經(jīng)常用冷風(fēng)或冷水冷卻，不但影響輥破的使用壽命，還增加資源包括能源的消耗。

（5）充氣梁一邊采用一臺風(fēng)機(jī)供風(fēng)，供風(fēng)范圍較大，容易同時(shí)出現(xiàn)吹穿和吹不透的情況，不能根據(jù)料層的情況進(jìn)行調(diào)整，容易造成風(fēng)量的分配不均勻，熟料急冷效果差。另外篦板的結(jié)構(gòu)不合理，與梁的配套設(shè)計(jì)上存在缺陷，使得充氣梁在運(yùn)行后不久就被積灰填滿，堵死冷卻風(fēng)通道，失去了冷卻作用，梁長期承受著高溫，容易變形，變形又促使梁與篦板配合間隙增大，從而加劇漏灰、積灰，如此惡性循環(huán)。所以生產(chǎn)過程中必須定期停窯清理。

（6）漏風(fēng)、竄風(fēng)問題。擋風(fēng)墻縱梁密封箱處漏風(fēng)嚴(yán)重，該處窗口面積較大，易使密封件——石棉板損壞，相鄰兩室甚至多室之間不同風(fēng)壓的平衡關(guān)系被打亂，甚至出現(xiàn)中壓風(fēng)機(jī)返風(fēng)現(xiàn)象。另外，電動弧形閥鎖風(fēng)效果不理想，在灰斗里的料放空時(shí)，風(fēng)容易泄漏，不但造成室下風(fēng)壓降低影響冷卻效果，同時(shí)還造成現(xiàn)場粉塵大，污染環(huán)境。

（7）配風(fēng)不合理。篦冷機(jī)的配風(fēng)是影響篦冷機(jī)熱回收和熟料冷卻的關(guān)鍵，尤其是在高溫段?，F(xiàn)有高溫段的風(fēng)機(jī)，風(fēng)量及風(fēng)壓配置上存在較大缺陷，風(fēng)量偏小，風(fēng)壓偏低，所以只能加快篦床速度，減薄料層來平衡低壓風(fēng)，實(shí)現(xiàn)不了厚料層操作控制。至少有七臺風(fēng)機(jī)不能正常出力（電流上不去），特別是固定床和充氣梁風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度超過50%，風(fēng)機(jī)振動非常嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)軸承溫度偏高，為安全運(yùn)行，風(fēng)機(jī)閥門開度一直不大，所以正常供風(fēng)得不到保證。

以上問題，導(dǎo)致篦冷機(jī)冷卻效果與熱回收效果差，使之成為整個(gè)生產(chǎn)線提產(chǎn)降耗節(jié)能的制約因素與瓶頸，無法滿足窯系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮和提高熟料質(zhì)量的要求。

2　改造方案與實(shí)施

針對以上問題，我們選用了廣州圣嘉機(jī)電設(shè)備有限公司應(yīng)用圣達(dá)瀚篦冷機(jī)技術(shù)的改造方案。圣達(dá)瀚篦冷機(jī)技術(shù)的核心是急冷床，其急冷床是根據(jù)料流的特點(diǎn)，以縱向分風(fēng)為主，而不是采用橫向分風(fēng)，相對而言分風(fēng)原理更科學(xué)，更適應(yīng)于熟料在床體上的顆粒分布特性與流動特點(diǎn)，所以急冷效果更好。該急冷床具有不漏料冷卻機(jī)（所謂的第四代）技術(shù)的特點(diǎn)，專門為國產(chǎn)第三代充氣梁技術(shù)進(jìn)行升級改造設(shè)計(jì)，它是一個(gè)模塊化的床體，不是充氣梁，設(shè)計(jì)獨(dú)特，無漏灰滲灰，也不漏風(fēng)竄風(fēng)，能確保高壓風(fēng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)與實(shí)際需要去供風(fēng)，冷卻效率高，急冷效果好，機(jī)械可靠性高，五、六年之內(nèi)根本不需要維護(hù)，五、六年之后只需按要求更換篦板，床體不會有損傷。它兼顧了第四代篦冷機(jī)精確供風(fēng)、模塊化的優(yōu)點(diǎn)，但又適合傳統(tǒng)篦冷機(jī)的改造，不用改變第二、三代篦冷機(jī)的主體結(jié)構(gòu)。

本次改造具體措施如下：

（1）進(jìn)料高溫段固定床改造：拆除篦冷機(jī)入口處原有的5排固定床和第一段第一室的三排篦板梁，安裝圣達(dá)瀚急冷床。急冷床由兩段組成，分15個(gè)小供風(fēng)區(qū)，新配三臺高壓風(fēng)機(jī)。新配兩個(gè)高壓風(fēng)箱、15套電動蝶閥及各冷卻單元進(jìn)風(fēng)管。

（2）將第一段前部分充氣梁拆除，在第一段活動床增設(shè)阻流篦板，更換所有擋風(fēng)墻的風(fēng)室密封，篦床下所有下料斗的卸料閥更換成雙重氣動鎖風(fēng)閥（共14臺）。密封材料來自法國，可以最大限度地保證兩風(fēng)室之間不竄風(fēng)，保證各風(fēng)室獨(dú)立的風(fēng)壓；同時(shí)為防止風(fēng)室與拉鏈機(jī)之間竄風(fēng)，選用了圣嘉公司的專利產(chǎn)品氣動雙重鎖風(fēng)閥。

（3）更換原有的10臺風(fēng)機(jī)，增加5臺下料口清堵空氣炮。

本次改造用風(fēng)方案依據(jù)熱工標(biāo)定結(jié)果：原有高壓風(fēng)機(jī)普遍存在性能不能滿足要求（包括效率低下出力不夠、工藝參數(shù)難以確定、和機(jī)械性能不可靠等）。方案中將所有充氣梁風(fēng)機(jī)和第一、二室的風(fēng)機(jī)全部廢除，而中低溫段則盡量保留原有的結(jié)構(gòu)和風(fēng)機(jī)。改造后的配風(fēng)與改造前參數(shù)的相比：風(fēng)機(jī)數(shù)量不變（總數(shù)20臺），功率增加88 kW，風(fēng)量增加約3萬m3/h。

改造前后參數(shù)的對比見表1。

表1　篦冷機(jī)技改前后技術(shù)參數(shù)

3　改造效果評價(jià)

該技改項(xiàng)目自2015年3月25日完成，改造后，二、三次風(fēng)溫均有大幅提升，窯尾溫度明顯降低，出篦冷機(jī)熟料溫度大幅降低，篦冷機(jī)內(nèi)的“紅河”消失，熟料結(jié)粒均明顯改善，熟料產(chǎn)、質(zhì)量明顯提高，煤耗明顯降低。篦冷機(jī)技改前后操作參數(shù)見表2。

表2　篦冷機(jī)技改前后操作參數(shù)

（1）產(chǎn)、質(zhì)量明顯提高。技改前熟料臺時(shí)在210～218.6 t/h，平均215.3 t/h（5 167 t/d），技改后熟料臺時(shí)穩(wěn)定在231.4～241.8 t/h之間，平均236.6 t/h （5 678 t/d）。從表3可以看出，熟料臺時(shí)增加21.3 t/h，增幅9.89%。

技改前水泥窯生產(chǎn)的熟料含有大量的夾心料，熟料質(zhì)量波動大，熟料結(jié)粒不均，存在大量飛砂料，技改后因二次風(fēng)溫提高，提高了煤粉燃燒速度，減少了CO量，還原氣氛造成的夾心熟料基本消失，熟料結(jié)粒、外觀顏色均有很大改善。熟料游離鈣區(qū)間（1.8%

（2）節(jié)煤、節(jié)電效果明顯。由于改造后入窯二次風(fēng)溫大幅提升，窯尾煙室溫度明顯降低，說明煤粉在窯內(nèi)燃燒更加充分，使窯況更加穩(wěn)定，熟料熱耗將有大幅度下降，根據(jù)技改前后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算（詳見表3），熟料實(shí)物煤耗降低8 kg/t，降低比例5.93%，熟料熱耗降低8.63%，節(jié)能降耗十分顯著。

表3　技改前后效果數(shù)據(jù)對照

改造后熟料急冷效果好，易磨性好，粉磨電耗降低，產(chǎn)量提高。雖然篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)總裝機(jī)功率增加了88 kW，但是熟料臺時(shí)提高9.89%后，單位熟料電耗反而降低5.1%。

（3）基本消除了堆“雪人”和“紅河”現(xiàn)象。

（4）設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率和完好率有了明顯的提高。平時(shí)困擾著窯系統(tǒng)的篦冷機(jī)機(jī)械故障徹底消除，運(yùn)轉(zhuǎn)率會大幅度提高，各機(jī)械部件使用壽命將延長，改造完后幾個(gè)月系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率都保持在96%以上。

中圖分類號：TQ172.622.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-0473(2016)01-0036-03DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.01.008

收稿日期：（2015- 10- 20）