汪偉，王清虎，李桐斌，陳學(xué)勇

用中材裝備第四代篦冷機(jī)篦床改造舊篦冷機(jī)

汪偉1，王清虎2，李桐斌1，陳學(xué)勇1

1　前言

篦冷機(jī)是水泥廠熟料燒成系統(tǒng)的重要主機(jī)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(jī)存在的主要問(wèn)題，是制約生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)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(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高效能、運(yùn)行可靠的熟料篦冷機(jī)成為確保系統(tǒng)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)篦冷機(jī)的高性能，篦床的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，篦床是整個(gè)篦冷機(jī)的核“芯”，因此針對(duì)某些現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況考慮，可以保留篦冷機(jī)外部設(shè)備，用中材裝備集團(tuán)設(shè)計(jì)研發(fā)的Sinowalk第四代篦冷機(jī)篦床更換舊篦床，快速換“芯”，完美實(shí)現(xiàn)改造需求。

2　項(xiàng)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(yáng)石集團(tuán)）采用的是國(guó)內(nèi)某廠步進(jìn)式篦冷機(jī)，該篦冷機(jī)主要存在以下問(wèn)題：

（1）篦床段節(jié)梁經(jīng)常斷開(kāi)，液壓缸底座開(kāi)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(zhǎng)期大量地訂購(gòu)備件進(jìn)行維護(hù)。

表1　改造方案

（3）潤(rùn)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(rùn)滑點(diǎn)偏多，很多潤(rùn)滑點(diǎn)不能順利出油進(jìn)行潤(rùn)滑。

（4）控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的程序達(dá)不到自動(dòng)智能控制，甚至在生產(chǎn)過(guò)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(jī)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(chǎng)冷卻機(jī)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(jí)。

3　改造方案

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查和測(cè)繪，考慮采用中材裝備集團(tuán)的Sinowalk400系列第四代步進(jìn)式篦冷機(jī)進(jìn)行改造。由于Sinowalk400系列步進(jìn)式篦冷機(jī)主機(jī)設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)和安裝，單列寬度為400mm，單個(gè)段節(jié)梁為2 000mm，因此可以針對(duì)不同產(chǎn)量或面積進(jìn)行靈活組合，非常方便。中材裝備集團(tuán)針對(duì)該生產(chǎn)線篦冷機(jī)存在的問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)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(jī)內(nèi)部篦床更換為Sinowalk 400-9×11第四代步進(jìn)式篦冷機(jī)，同時(shí)保留原上、下殼體和破碎機(jī)，對(duì)液壓、潤(rùn)滑、控制進(jìn)行部分改造和升級(jí)（見(jiàn)表1）。

4　改造實(shí)施

4.1篦床主機(jī)快速安裝

Sinowalk400篦冷機(jī)的活動(dòng)篦床結(jié)構(gòu)為一段水平式。在拆除原有篦冷機(jī)以后，從篦冷機(jī)后部的破碎機(jī)端面將新篦床運(yùn)送進(jìn)篦冷機(jī)殼體內(nèi)（如圖1）。由于中材裝備集團(tuán)的Sinowalk400系列步進(jìn)式篦冷機(jī)采用整體模塊化設(shè)計(jì)和安裝，因此發(fā)貨時(shí)將篦床一分為二，在現(xiàn)場(chǎng)只需要對(duì)兩段篦床進(jìn)行吊裝和對(duì)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(duì)其進(jìn)行緊固加強(qiáng)，確保機(jī)械主機(jī)的運(yùn)行可靠。

圖1　篦床從破碎機(jī)端送進(jìn)殼體內(nèi)部

圖2　兩段篦床對(duì)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(jī)運(yùn)行的動(dòng)力來(lái)源，運(yùn)行可靠極為重要，如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率將難以保證。原液壓系統(tǒng)采用的4臺(tái)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中未出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)也無(wú)問(wèn)題，經(jīng)綜合考慮，仍采用原4臺(tái)舊電機(jī)，保留動(dòng)力系統(tǒng)不變；現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)原有油箱，加熱、冷卻、過(guò)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(duì)于原液壓系統(tǒng)能夠節(jié)能47%。改造時(shí)液壓站整體發(fā)貨至現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)軟管與原有系統(tǒng)連接，保證了安裝的快速和高效。同時(shí)整個(gè)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(shí)現(xiàn)了液壓系統(tǒng)零泄露（如圖3）。

4.3潤(rùn)滑系統(tǒng)化繁就簡(jiǎn)

圖3　利舊改造后的液壓站臺(tái)

圖4　新程序中設(shè)計(jì)的油缸運(yùn)動(dòng)速度曲線

表2　改造前后參數(shù)對(duì)比

原有潤(rùn)滑系統(tǒng)采用雙線集中潤(rùn)滑，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，原有加油泵和潤(rùn)滑泵完全可以使用，因此保留現(xiàn)有的加油泵和潤(rùn)滑泵，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的潤(rùn)滑管路進(jìn)行部分整改，以滿足新篦床的潤(rùn)滑。原設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)達(dá)到上千個(gè)，而且潤(rùn)滑管采用8mm膠管，尤其在篦冷機(jī)風(fēng)室內(nèi)溫度偏高的情況下老化速度非常快，很多潤(rùn)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(rùn)滑的充分和可靠，同時(shí)降低潤(rùn)滑點(diǎn)40%。

4.4控制系統(tǒng)人工智能

原篦冷機(jī)的控制程序功能比較簡(jiǎn)單，不能實(shí)現(xiàn)油缸平穩(wěn)運(yùn)行，也沒(méi)有故障識(shí)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(jì)了加、減速斜坡（如圖4），這樣油缸在啟停時(shí)不會(huì)因?yàn)殚y口的突然開(kāi)關(guān)而造成巨大的沖擊，確保了油缸運(yùn)動(dòng)過(guò)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(cuò)模式，在確保系統(tǒng)順利平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，出現(xiàn)故障模式時(shí)能夠自行處理故障，也可以單獨(dú)屏蔽某一列，而不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

4.5工藝性能完全達(dá)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(jī)也一樣，作為燒成系統(tǒng)中的關(guān)鍵主機(jī)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(tái)好的篦冷機(jī)，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(wú)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(shí)，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(dá)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(shí)現(xiàn)了篦冷機(jī)的冷卻和輸送功能。

5　結(jié)語(yǔ)

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

（1）改造后的篦冷機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)過(guò)因篦冷機(jī)造成燒成系統(tǒng)停窯停機(jī)的情況，極大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。液壓系統(tǒng)“零泄露”，運(yùn)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(jìn)式篦冷機(jī)采用死料層操作模式，由一層低溫的固定料層保護(hù)篦板，篦板基本無(wú)磨損，也沒(méi)有更換過(guò)篦板，備件費(fèi)用極大降低。

（3）采用獨(dú)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(gè)篦床在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)任何漏料現(xiàn)象，無(wú)需類(lèi)似于三代機(jī)的拉鏈機(jī)，從而降低了業(yè)主對(duì)拉鏈機(jī)的維護(hù)、備件以及熟料拉鏈機(jī)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(tuán)進(jìn)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(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(tuán)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