淺談第四代篦冷機的特點

王國民 陶瑛 史可心

中材建設有限公司（100176）

淺談第四代篦冷機的特點

王國民 陶瑛 史可心

中材建設有限公司（100176）

介紹了篦冷機的發展過程，闡述了第四代篦冷機和第三代篦冷機的區別。說明了第四代篦冷機的優點及優先選用原因。

篦冷機；輥式破碎機；焊接結構篦板

在水泥生產過程中如何降低能源消耗，提高熱量的回收利用率，是國內外水泥工業目前需要解決的核心問題。熟料冷卻機（下文簡稱篦冷機）在水泥生產中承擔熱量回收、熟料運輸和冷卻任務，因此對篦冷機進行改進是必要的。熟料冷卻效果的好壞關系到后面粉磨功耗的高低。在篦冷機中，冷卻風通過篦板后，與高溫熟料進行熱量交換，二次風供回轉窯內煅燒使用，三次風供分解爐內預分解使用，剩余的熱量以余熱形式供發電方面的使用。現在對篦冷機的要求是“三高一低”，即高冷卻效率、高熱回收率、高運轉率和低投入成本。

1 篦冷機的發展

篦冷機是20世紀40年代美國FULLER公司研制開發的。20世紀80年代，我國從美國FULLER公司引進了篦冷機設計和制造技術，從此我國的大中型水泥企業開始大范圍使用篦冷機。在過去30多年里，人們對篦冷機的設計和制造技術進行不斷的探索，優化篦冷機設備結構，改善性能，增大產量，提高效率。20世紀90年代開發了第三代篦冷機，第三代篦冷機的誕生，使篦冷機技術實現了重大突破。

在第三代篦冷機已經被人們接受，在大范圍使用過程中，丹麥史密斯公司又開發出了第四代篦冷機。第四代篦冷機在結構上發生了翻天覆地的變化，將冷卻機技術推向了頂峰。

2 第四代篦冷機的特點

從國外進口第四代篦冷機價格較高，為降低成本國內也相繼開發了幾種第四代篦冷機。目前，第四代篦冷機的技術也逐漸成熟起來。為了節能減排、降低篦冷機運行成本，水泥廠在建廠時應優先選用第四代篦冷機。

從回轉窯里出來的1 400℃的水泥熟料，進入第四代篦冷機里冷卻后，出篦冷機的水泥熟料溫度在90℃左右，廢棄溫度在100～200℃，出篦冷機的水泥熟料溫度可以穩定控制在90℃以下,熱回收效率達到78%。

2.1 第四代篦冷機和第三代篦冷機主要結構

第四代篦冷機將篦床分成通風單元和熟料輸送單元，第三代篦冷機是隔排篦板往復運動以推動熟料運動。

第四代篦冷機做了較大的結構改進，如圖1所示。

圖1 第四代篦冷機結構

2.2 第四代篦冷機的結構特點

1）余熱發電裝置的增加：第四代篦冷機普遍和窯頭窯尾余熱發電裝置配合使用。不安裝余熱發電時，篦冷機的三次風可部分用于預熱器及煤磨的烘干,其余混入冷風降溫到一定溫度后經收塵器排掉，廢氣溫度也比較高。安裝余熱發電裝置后，在篦冷機中部取風用于余熱發電，尾部廢氣溫度有所降低，所發電能還能自用，節約了煤粉。

2）輥式破碎機：第四代篦冷機將尾部錘式破碎機移到篦床中部，改成輥式破碎機，如圖2所示。在篦冷機中部就將較大的熟料塊破碎到25mm以下，有利于將料塊內部的熱量回收，降低了篦冷機尾部廢氣溫度，也降低了尾部廢氣粉塵的濃度。輥式破碎機的破碎環壽命在1年以上，滿足了回轉窯的檢修周期的要求，不用在回轉窯運轉期間檢修篦冷機的破碎機，而第三代篦冷機尾部的錘式破碎機至少要半年換一次錘頭。

圖2 焊接結構篦板外形圖

3）篦板結構改進：第三代篦冷機用鑄造的低漏料高阻力篦板組成，第四代篦冷機用焊接結構的固定篦板，如圖2所示。

篦板質量的好壞即篦縫的大小對熟料冷卻效果有較大的影響，優質篦板有利于風量在篦床上均勻分布,避免“紅河”現象的產生。這就對鑄造技術提出了較高的要求,但受目前鑄造技術和成本的影響，采購的鑄造篦板質量不太穩定,很難達到設計要求。第四代篦冷機的焊接篦板較好地解決了這個問題，用耐磨鋼板折成U型后焊接成篦縫為豎向凹槽式，篦縫風道為迷宮式結構，橫向隔板由激光切割的耐磨板篦板組成,用隔板精確地控制篦縫的大小，篦板上表面鋪一層耐熱復合鋼板，篦板底部還能安裝空氣流量調節閥，以達到更理想的風量均布狀態。焊接結構的篦板的篦縫由激光切割機床保證，篦板質量穩定。

第三代篦冷機的高溫段篦板使用期不足一年，低溫段篦板使用期兩年，而第四代篦冷機的篦板是固定不動的，篦縫風速適中，配合上部專門設計的輸送單元，整個篦床壽命在10年以上。

4）配風指標的變化：

第四代篦冷機配風指標：

1.7～1.9 Nm3/kg·Cl（運行）；2.0～2.2 Nm3/kg·Cl（裝機）。

第三代篦冷機配風指標：

1.9～2.2 Nm3/kg·Cl（運行）；2.1～2.4 Nm3/kg·Cl（裝機）。

第四代篦冷機內部的澆筑料也進行了改進，過去隔行篦板運動以推動熟料運到篦床，改為“固定篦板的通風單元+推動棒結構的輸送單元”。

3 結論

以上的改進保證了熟料運輸到篦冷機的出口處時，溫度降低到65℃，熱回收效率78%，實現了高運轉率和低維護費用。

因此,無論是新建水泥廠還是篦冷機改造項目，應優先考慮第四代篦冷機。