朱向國，劉勁松

2 500t/d熟料生產(chǎn)線篦冷機(jī)的改造

朱向國，劉勁松

1　前言

眾所周知，中國的水泥行業(yè)從2000年開始進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)代，在這個(gè)時(shí)期建設(shè)了一批2 500t/d水泥熟料生產(chǎn)線。由于受當(dāng)時(shí)的水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備水平的限制，這些生產(chǎn)線采用的均是第三代推動(dòng)式篦冷機(jī)。該型式篦冷機(jī)的有效篦床面積一般為61～66m2，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為38～41t/ d/m2，設(shè)計(jì)單位冷卻風(fēng)量約2.2m3（標(biāo)）/kg熟料，兩段篦床，機(jī)械傳動(dòng)，尾端配套錘式破碎機(jī)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，絕大部分生產(chǎn)線都有不同程度的超產(chǎn)，有些生產(chǎn)線甚至超產(chǎn)25%以上，再加上設(shè)備本身的一些性能缺陷，使得該系列篦冷機(jī)在實(shí)際使用中普遍存在如下問題：

（1）熱回收效率不高，影響燒成系統(tǒng)熱耗。

（2）窯產(chǎn)量偏高時(shí)篦床面積偏小，冷卻效率不高，出篦冷機(jī)熟料溫度偏高。

（3）機(jī)械傳動(dòng)故障率較高。

（4）篦板更換頻繁，備品備件費(fèi)用高。

（5）熟料破碎機(jī)錘頭磨損較快。

（6）篦冷機(jī)系統(tǒng)電耗較高。

對(duì)于熟料燒成系統(tǒng)而言，篦冷機(jī)性能直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，使用第三代甚至更老機(jī)型篦冷機(jī)的水泥企業(yè)應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)技術(shù)及裝備對(duì)其進(jìn)行改造。本文簡要介紹篦冷機(jī)的各種改造方案，供廣大水泥生產(chǎn)企業(yè)參考。

2　篦冷機(jī)改造目的

對(duì)篦冷機(jī)進(jìn)行改造，目的是為了提高熱回收效率，降低燒成系統(tǒng)熱耗，改善冷卻效果，降低熟料溫度，降低備件更換頻率和費(fèi)用，消除設(shè)備故障隱患，提高篦冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與穩(wěn)定性。

3　篦冷機(jī)改造方案

根據(jù)需求和投資的不同，一般篦冷機(jī)的改造可分為局部優(yōu)化、更換破碎機(jī)和全面升級(jí)改造。局部優(yōu)化主要是在現(xiàn)有篦冷機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行改造，提升性能。例如增加篦床面積、固定篦床分區(qū)供風(fēng)等。全面升級(jí)改造是將現(xiàn)有的篦冷機(jī)全部拆除或僅保留殼體，然后整體更換為第四代篦冷機(jī)。下面分別詳細(xì)介紹各種改造方案。

3.1局部優(yōu)化

（1）更換高溫區(qū)的盲板和調(diào)整澆注料矮墻的寬度，或是對(duì)上、下殼體整體外擴(kuò)，增加篦床的面積。

（2）在中、高溫區(qū)增加充氣梁的數(shù)量。充氣梁有強(qiáng)制供風(fēng)的效果，能加速熟料的冷卻。

（3）對(duì)固定篦床進(jìn)行分區(qū)供風(fēng)改造，或整體更換為性能更好的急冷模塊，強(qiáng)化急冷效果，提高熱回收效率。

（4）在高溫區(qū)細(xì)料側(cè)使用充氣盲板或阻流篦板，以應(yīng)對(duì)“紅河”，保護(hù)邊上的篦板，減少熱磨損。

（5）根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)工況，重新調(diào)整配風(fēng)，原則上盡量利用現(xiàn)有風(fēng)機(jī)，減少風(fēng)機(jī)更換數(shù)量，降低改造成本。

（6）更換新結(jié)構(gòu)的隔室密封裝置，減少風(fēng)室間的竄風(fēng)現(xiàn)象。

（7）對(duì)現(xiàn)有設(shè)備其他部件進(jìn)行檢查，修復(fù)已經(jīng)損壞的部件，特別是夾塊軸密封及漏料鎖風(fēng)裝置，盡可能減少漏風(fēng)。

通過上述措施，改造后的篦冷機(jī)可以滿足燒成系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并能適當(dāng)降低熟料溫度，提高熱回收效率。

3.2更換熟料破碎機(jī)

將錘式破碎機(jī)更換為輥式破碎機(jī)，相較有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）破碎后熟料的粒度均勻。錘式破碎機(jī)在錘頭磨損后，破碎效率降低，粒度不均勻，大塊料較多；而輥式破碎機(jī)破碎后的物料粒度基本能保證≤25mm，對(duì)水泥粉磨有好處。

（2）運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，檢修方便。

（3）可降低備品備件的費(fèi)用及電耗。一般錘頭的更換周期為6～9個(gè)月，而輥式破碎機(jī)輥圈的更換周期約4年，大大減少了備件量和更換所產(chǎn)生的人工成本。另外，采用輥式破碎機(jī)后電耗平均減少0.11kWh/t熟料，每年可節(jié)電約90 000kWh。

3.3全面升級(jí)改造

將現(xiàn)有的篦冷機(jī)拆除或僅保留上、下殼體，然后整體更換為第四代步進(jìn)式篦冷機(jī)。破碎機(jī)布置在中部還是尾部主要根據(jù)現(xiàn)有廠房高度而定，從使用效果上來講布置在中部較好，這是因?yàn)椋?jīng)過中部輥式破碎機(jī)破碎后的物料顆粒均勻，極大地提升了二段篦床的冷卻效果，又從根本上避免了大塊物料在尾端破碎后出現(xiàn)的紅心料因來不及再次冷卻而進(jìn)入熟料拉鏈機(jī)的問題。但就改造項(xiàng)目而言，往往受現(xiàn)有廠房高度及改造工期的限制，一般會(huì)選擇布置在尾端。

圖1　原篦冷機(jī)

圖2　新篦冷機(jī)

圖3　新篦冷機(jī)剖面示意圖

3.3.1舊的篦冷機(jī)升級(jí)改造具體內(nèi)容

（1）拆除原篦冷機(jī)的上下殼體、篦床、熟料破碎機(jī)、傳動(dòng)裝置、潤滑裝置等，僅保留原下殼體的底座，見圖1（綠色部分保留，灰色部分拆除）。安裝新的第四代篦冷機(jī)，見圖2（藍(lán)色部分）。由于原有篦冷機(jī)一、二段之間有高差，需要制作部分鋼結(jié)構(gòu)以便連接原有底框架，見圖2（紫色部分）。

（2）如圖3所示，新的第四代篦冷機(jī)（藍(lán)色部分）放置于原篦冷機(jī)底框架上（黃色部分），但是兩邊橫梁有可能會(huì)懸臂出來一部分，這部分需要在現(xiàn)場進(jìn)行加固處理。原熟料破碎機(jī)的下料口需要在現(xiàn)場進(jìn)行改造以適應(yīng)新的輥式破碎機(jī)下料。

（3）改造后篦床只有一段，全部位于+0.0m平面以上，采用鋼框架支撐。

（4）熟料錘式破碎機(jī)改為輥式破碎機(jī)。

（5）原篦冷機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置全部拆除，采用新的液壓傳動(dòng)。

（6）重新進(jìn)行配風(fēng)，由于第四代篦冷機(jī)采用風(fēng)室加流量閥的供風(fēng)模式，與第三代篦冷機(jī)不同，所以能利用的舊風(fēng)機(jī)不多，大部分風(fēng)機(jī)需要新購置。

表1　方案對(duì)比表

（7）窯門罩、煤磨烘干、余熱發(fā)電、余風(fēng)等風(fēng)口保持不變，新篦冷機(jī)與其做好銜接。

3.3.2第四代行進(jìn)式篦冷機(jī)的優(yōu)勢

（1）設(shè)備可靠性高。除了正常的停窯檢修外，基本不會(huì)因?yàn)轶骼錂C(jī)的故障導(dǎo)致停窯。即使出現(xiàn)意外情況，其特有的容錯(cuò)和在線檢修功能，也能保證在不停窯的情況下進(jìn)行常規(guī)維修。

（2）由于采用模塊化設(shè)計(jì)，備件種類大大減少。同時(shí)由于其特殊的工作原理，采用“料磨料”的物料輸送方式解決了篦板與物料間的磨損問題，從而大幅提高了篦板的使用壽命。隨著新材料的應(yīng)用以及制造工藝和金屬熱處理方面的進(jìn)步，輥式破碎機(jī)的輥圈和篦床列間密封等易損件的使用壽命也都提高到3年以上。

（3）特殊迷宮設(shè)計(jì)的密封，確保篦床無漏料，省去了對(duì)灰斗和弧形閥的維護(hù)。

（4）固定斜坡篦板基于Coanda效應(yīng)設(shè)計(jì)，急冷效果好，熱回收效率高。

（5）熟料冷卻效果好，減少了對(duì)下道工序設(shè)備的熱侵蝕，延長了如熟料拉鏈機(jī)、熟料庫皮帶的使用壽命。另外，熟料冷卻效果好有利于提升熟料品質(zhì)，提高水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，降低電耗等。

3.4改造方案對(duì)比

結(jié)合上述方案，從投資、工期、改造難易程度等方面對(duì)比（表1）可以看出，要想達(dá)到理想的熱回收效率及設(shè)備運(yùn)行可靠性，整體更換為第四代篦冷機(jī)是最佳方案，缺點(diǎn)是一次投資較多。在投資預(yù)算有限的情況下，采用在現(xiàn)有篦冷機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行局部優(yōu)化改造也是一個(gè)較好的方案。水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的資金情況選擇合適的改造方案。

4　結(jié)語

文中所述的各種篦冷機(jī)的改造方案，我公司都有成功應(yīng)用的案例，在實(shí)際生產(chǎn)中顯著提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)電耗、備品備件及檢修維護(hù)費(fèi)用，提高了熱回收效率，并最終降低了系統(tǒng)熱耗，為水泥生產(chǎn)企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)了水泥企業(yè)的市場競爭力。

The Renovation of 2 500t/d Clinker Production Line＇s Grate Cooler

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2016-08-03；編輯：呂光