ETA冷卻機的發(fā)展狀況

ETA冷卻機的發(fā)展狀況

2004年，德國C.P公司研制的第一臺ETA冷卻機在瑞士Holcim集團下屬的Siqgenthal水泥廠投產(chǎn)。10年來，已有47臺ETA冷卻機投產(chǎn)，遍布世界各地。2013年簽定合同為9臺，至今共有62臺銷售合同。

1 篦冷機存在的缺陷

長期以來，C.P公司向世界各國供應的冷卻機超過750臺。這些篦冷機存在的缺點主要有：因原燃料性能及工況差別，回轉(zhuǎn)窯煅燒的熟料顆粒大小差別較大，在回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)的過程中，熟料產(chǎn)生離析，細顆粒在外側(cè)，大顆粒在中間，下落至篦冷機進料部位的篦床上，也產(chǎn)生離析，即細顆粒落在一側(cè)，大顆粒在另一側(cè)（圖1）。由于不同顆粒料層在冷卻過程中阻力差別很大，以致于冷風集中透過阻力低的料層，而阻力大的料層得不到冷卻（圖2），為使冷風較為均勻地透過料層，篦冷機進料口的熟料層降至600mm以下。由于冷風透過料層的厚度低，且阻力不均勻，因而冷卻機的熱回收效率低。當熱回收空氣量為0.85m3（標）/kg熟料時，篦冷機熱回收效率為74%～75%。

篦床上熟料顆粒大小不均，為減少冷風透過時的阻力差別，不得不在熟料輸送過程中減少熟料層的厚度。即使減至300mm，冷風也難于均勻透過，以致于細料側(cè)的熟料得不到冷卻，表面仍然高溫呈紅色，嚴重時，從篦冷機進料口直至出料口（俗稱紅河）。高溫紅熱熟料對篦板側(cè)邊密封裝置、側(cè)邊耐火磚墻以及熟料破碎機等均造成嚴重磨蝕和高溫熱應力損壞。此外，為達到薄料層熟料的輸送量，必然提高輸送沖程次數(shù)，常規(guī)篦冷機的沖程次數(shù)為10～13次，易造成熱熟料對篦板的腐蝕。

2 ETA冷卻機的優(yōu)勢

為克服上述缺陷，C.P公司開發(fā)了全新概念的ETA冷卻機，該機由進料部位和由熟料輸送單元組成的輸送平臺構(gòu)成，完全改變了篦冷機熟料的輸送和通風方式。

ETA冷卻機進料部位采用可控氣流固定傾斜篦板，板面上存留一層冷熟料。采用通風面積較小的單排篦板來冷卻熟料，其優(yōu)點是冷卻熟料面積小，相對減緩了熟料顆粒大小不均造成的阻力差，冷風可以較為均勻地透過料層，使熟料得以冷卻，消除高溫熟料粘附在篦板上和進料口耐火磚上，形成堆積造成的“雪人”阻塞損壞篦板和耐火襯墻事故。由于通風較均勻，該部位料層厚度增加至800～1000mm，有利于提高入窯的二次空氣溫度。

高溫熟料在進料部位得到一定程度的冷卻后，進入由輸送通道單元料層組成的輸送平臺（working floor）上，輸送通道料層的熟料是不向下漏料的，在輸送過程中，料層阻力變化不大。輸送通道的數(shù)量按窯的熟料產(chǎn)量確定。其運行方式為，首先由所組合的全部熟料通道同時向熟料輸送方向移動（沖程向前），然后各單元單獨地或交替地進行反向移動（沖程向后）（圖3）。每條通道單元的移動速度可以調(diào)節(jié)，且單獨通冷風，保證了熟料得以冷卻，尤其是冷卻機一側(cè)料層的熟料顆粒細且阻力大的時候，此部位的通道單元可增加停留時間和風量，使熟料得以冷卻，消除了紅熱細熟料產(chǎn)生的“紅河”事故。此外在大塊熟料通道料層內(nèi)，可以較長時間通風使之冷卻（圖4）。

圖1 篦床進料口的熟料顆粒分布情況

圖2 熟料粒度變化引起的阻力變化與空氣通過速度的關系

圖3 輸送通道熟料運向圖

圖4 ETA冷卻機和篦式冷卻機料床熟料溫度分布

圖5 五通道ETA冷卻機的通風方案

表1 瑞士一臺2000t/d級冷卻機的設計和生產(chǎn)數(shù)據(jù)

各輸送通道單元采用迷宮式密封裝置密封，熟料不會從輸送通道面上漏下，因而在篦床下部冷卻機內(nèi)不需設置細顆粒熟料輸送裝置。

ETA冷卻機仍然采用分室通風原理，與厚料層篦式冷卻機不同之處在于：ETA冷卻機在熟料粒徑變化較大的橫向截面進行分室，其間隔很小，同時在粒徑變化不大的縱向僅作少量分室，其間隔較大。一般從室后側(cè)通風，在冷卻機兩側(cè)不易通風的部位增加室側(cè)通風，用足夠的冷風和冷卻時間來冷卻粉狀和大塊熟料，保障了此部位熟料冷卻，避免了“紅河”及大塊熟料的冷卻。此外，料床前端的料層厚度大于后端的料層厚度，可提高入窯的熱風溫度及降低風機電耗（圖5）。

此外，ETA冷卻機根據(jù)冷卻機規(guī)格配置輥式破碎機，每條輸送通道單元均用液壓傳動，配置了雷達水平測示和紅外線測溫裝置等一些先進技術(shù)的產(chǎn)品和附件，確保熟料得以冷卻。

總之，ETA冷卻機不僅工藝性能優(yōu)越，而且結(jié)構(gòu)緊湊，機內(nèi)無輸送部件，因而部件磨蝕量少，維護工作量少。熟料輸送無阻礙，其輸送效率保持穩(wěn)定，所有的冷卻部位通風均勻，確保熟料冷卻良好。

3 ETA冷卻機使用效果

ETA冷卻機在0.85m3（標）/kg熟料的熱回收空氣量時，熱回收效率為75%～78%，較篦冷機效率高約3%。以一條5000t/d生產(chǎn)線為例，當燃料價格為3歐元/GJ時，年節(jié)約燃料費450000歐元。由于熱回收效率高，則入窯二次空氣溫度高，燒成帶縮短，提高了熟料質(zhì)量，瑞士的一條2000t/d級生產(chǎn)線的熟料易磨性得以改善，粉磨電耗下降3kWh/t水泥。冷卻機的運行減緩，消除了“紅河”及“雪人”工況，減少了設備事故，相應減少了維修費用。冷卻機料床與高溫熱熟料接觸面積僅為7%，一臺冷卻機使用5年來，備件維修費僅為0.012歐元/t熟料。

表1為瑞士一臺2000t/d級冷卻機的設計和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

4 海螺冷卻機生產(chǎn)情況

海螺集團訂購了20臺ETA冷卻機，最大為12000t/d，該機進料室為13排固定篦板，12條熟料輸送通道，熱回收帶下分7室（配7臺風機），冷卻帶為5室（5臺風機），輥式破碎機寬度為6706mm，于2013年投產(chǎn)。

海螺集團2011年投產(chǎn)的5500t/ d ETA冷卻機投產(chǎn)后的實際產(chǎn)量為5919t/d，熟料出口保證溫度高于環(huán)溫65℃，實際為10℃，冷卻機的熱回收量0.87m3（標）/kg，熟料的熱回收效率78%。

陳友德編譯自

No.11/2013 World Cement