篦冷機風量與篦床速度的控制

蔣忠民劉登強劉艾明孫振紅

中材建設有限公司（100176）

篦冷機風量與篦床速度的控制

蔣忠民劉登強劉艾明孫振紅

中材建設有限公司（100176）

篦冷機是水泥燒成系統中非常重要的設備，其主要功能是對水泥熟料進行冷卻、輸送及熱風余熱的回收利用，關系著生產的電耗與熱耗。各大篦冷機制造商，都在篦冷機的環保、節能及安裝操作方面給予大量的研發投入，推出了各自的第四代篦冷機。在總結我公司第三、第四代篦冷機的應用和生產操作總結的基礎上，論述水泥行業現行的風量及篦床速度控制方式。

篦冷機；過程控制；水泥生產；風量；測量；PID

0 引言

在水泥工業中,篦冷機的主要作用是冷卻、輸送熟料和回收利用余熱。第三、四代篦冷機的優點在于應用高阻尼篦板和充氣梁技術使得供風風機壓力上升，高壓風呈水平方向穿射冷卻熟料，供風總量減少，提高了二次風溫，并在生產上利于厚料層操作。

與第三代篦冷機相比較，第四代篦冷機的篦板全部固定不動，熟料前行采用推桿推動。冷卻風采用風機送風至裝有自動調節閥的篦板，再穿透熟料層，將熟料急冷和進一步冷卻，通過高溫段的冷卻風作為二次風和三次風入窯和分解爐。篦下自動調節閥調節風量，克服篦床料層厚度不均勻導致通風不均的缺陷。

因此，第三、四代篦冷機的供風風機風量控制和篦床速度控制對于發揮其優點和效率至關重要。

1 篦冷機風機風量控制

出于環保節能和電耗指標考慮，篦冷機風機風量控制的執行單元宜采用變頻器。筆者通過大量生產實踐統計，若采用閥門作為執行單元，風機將消耗10%～15%的能耗。

調節風量篦冷機風機風量控制策略，首先根據窯喂料量的工藝和生產需要制定窯喂料量對應冷卻風量表，然后根據實時喂料量采用插值運算的方式查表來確定每臺風機風量設定值，最后將風量設定值通過PID控制執行單元，如變頻器、閥門等。風量控制策略流程如圖1所示。

圖1 風量控制策略流程圖

制定窯喂料量對應冷卻風量表，需要考慮操作員增加或減少窯喂料量的遞進過程，如每一次增加30 t/h或40 t/h等。我公司某項目的制定窯喂料量對應冷卻風量表如圖2所示。

圖2 窯喂料量對應冷卻風量表

根據窯的實際喂料量，通過規則或插值運算在窯喂料量對應冷卻風量（圖2）中查找出每臺風機風量的設定值。

如可根據實際篦冷機的工況制定這樣的查表規則：當實際的窯喂料量值f位于某一區間之內（a，b）,如果f≤(a+b)/2選取最靠近的區間界值f=a,如果f＞(a+b)/2選取最靠近的區間界值f=b。如實際喂料量為130 t/h，根據此規則，風量的設定值為圖2中的“L02：120 t/h”所對應的風量。同樣也可以指定一些線性插值運算來查表。

2 篦床速度控制

篦冷機篦床速度的控制是為了穩定料層厚度，以配合對應冷卻風量高效、均勻換熱。由于直接測量高溫工況下的料層厚度比較困難且性價比不高，目前，主要通過熟料高溫過渡段篦床下的供風壓力來間接反映料層厚度。根據篦冷機制造商提供的篦床最大、最小及正常工況下的恒定篦速，結合帶料調試過程的篦床下的供風壓力的記錄，合理地找出正常工況恒定篦速下，篦床下的供風壓力的波動區間。篦床速度的控制策略如圖3所示。

圖3 篦床速度的控制策略

確定好壓力波動區間,需要考慮窯的喂料，同時建立好窯喂料量和壓力波動的關系表。我公司某項目的窯喂料量對應壓力波動區間的關系表如圖4所示,表中A，B為插值曲線的斜率，PA/PB對應圖3中的Pa和Pb。篦床速度的確定也由查表所得。

圖4 窯喂料量對應壓力波動區間關系表

3 總結

以上論述了近些年我公司應用于第三、四代篦冷機的風量和篦床速度控制。這種基于查表的控制方式，有效地穩定了篦冷機工況，充分發揮了第三、四代篦冷機的優勢。傳統的閉環控制與PID調節已不能很好地滿足水泥用戶對自動化生產的進一步需求。為此我們還需了解用戶對篦冷機的控制、操作、運行維護的需求，力爭在風量和篦床速度控制上精益求精，為后續設備在線診斷和遠程維護系統的開發提供良好的基礎。