水泥篦冷機冷卻效率的研究

大同煤礦集團建材有限責任公司 姜 澤

引言

篦冷機全稱為熟料蓖式冷卻機，是水泥生產系統中的核心生產設備，其主要作用是對水泥熟料進行輸送，并在輸送的過程中熱冷卻，進一步對余熱回收利用[1]。篦冷機篦床可以通過反饋信號自動調整篦床推動速度，使其傳動裝置能夠適應復雜的工作情況，從而控制料層厚度，與此同時，通過風量反饋系統調節冷風機風量，從而達到水泥生產工藝要求。

篦冷機工作中最重要的技術指標就是其冷卻效率，這對最終生產的水泥品質有極大的影響。為了保證水泥產品的質量，篦冷機應盡可能均勻的對水泥熟料進行冷卻，且應保持高冷卻效率，高回收率，高運轉率，從而實現高效、高產。

1 篦冷機工作原理

篦冷機篦床由動蓖板和定蓖板組成，定蓖板均固定于機架之上，而所有的動蓖板由連桿機構連接在一起，且與定蓖板相互間隔，在往復驅動系統的驅動下，動蓖板相對于定蓖板做往復滑動[2]。定蓖板與動蓖板上均有通風孔，水泥熟料經回轉窯煅燒，從窯口下落到篦冷機頭部的篦床上，在篦床上動蓖板的驅動下，水泥熟料不斷向前推進，與此同時，篦床下的冷風系統經由冷風機打入壓縮空氣，在高壓作用下，冷風通過蓖板上的氣孔，且在進入氣孔后擴散，從而對水泥熟料進行迅速冷卻。在動蓖板的推動下，水泥借由其自重以及風力的作用，在篦床上逐漸推進冷卻，到達篦冷機末端時，熟料溫度達到環境溫度，從而進入下一步工序。

2 篦床機械驅動系統

篦冷機篦床的機械傳動系統由電機、減速機、小鏈輪鏈條、大鏈輪鏈條、滑塊、同步軸等組成，其結構如圖1所示。

該機械系統中設置了較為復雜的多級減速機構，其傳動路線為：電機—減速機—鏈輪鏈條—大鏈輪連桿、滑塊。減速機帶動小鏈輪轉動，經由鏈條帶動大鏈輪轉動，偏心軸固定于大鏈輪上，起到曲柄連桿機構的作用，將鏈輪的轉動變成滑塊的往復運動，同步軸將動力傳遞到篦床兩端，從而推動篦床做往復運動。

圖1 篦床傳動系統

為保證熟料的冷卻效率，工藝上對熟料的厚度有一定的要求，額定工況下，要求熟料厚度應保持到600mm左右，此時熟料的冷卻效率高，均勻性較好[3]。物料層過薄會產生漏風，浪費冷風量，此時應降低篦床推動速度；反之，當物料層過厚時，應提高篦床推動速度，使物料厚度達到合理范圍內。一般情況下，篦床的推動速度為4～12次/min。因此，為提高篦冷機的冷卻效率，應做到多方位配合協調。

3 提高篦冷機冷卻效率的方案

3.1 料層和風量的匹配

在實際操作過程中，應注重料層厚度與風量的匹配。實際生產經驗可知，料層越厚，其冷卻過程中需要的風量越大，此時，應增加低溫段的風量，同時窯頭引風機的風量也需要提高。當料層較厚時，一室蓖下壓力上升，此時，應加快蓖速，開大高壓風機風門。此種工況下會造成窯頭排風機入口溫度上升，篦冷機傳送系統負荷增大，但蓖下壓力短時間內會有所下降。因此物料層較厚時，提高篦床速度，當一室蓖下壓力有下降趨勢時，即可降低篦床推動速度，從而降低窯頭排風機入口溫度和熟料傳送系統的負荷，有效提高篦冷機冷卻效率。

3.2 冷卻風量的平衡

在篦冷機內，冷卻風量應與二、三次風量、窯頭風機抽風量、煤磨用熱風量達到平衡狀態，從而保證窯頭微負壓。在高溫風機、窯頭排風機以及煤磨引風機的共同作用下，篦冷機內存在相對的“零”壓區。當料層厚度增大或窯頭排風機抽力加大，使得高溫段冷卻風機排風量較少，“零”壓區就會向窯頭方向前移，進而導致二、三次風量下降，窯頭負壓增大；當料層變薄或窯頭排風量減小，使得高溫段冷卻風機排風量增大，此時，“零”壓區將會后移，二、三次風量增大，窯頭負壓減小。因此，在操作中穩定的“零”壓區是保證足夠的二、三次風的關鍵。窯頭負壓相對穩定時，不僅可以保證熱量回收，還對燃料的助燃以及窯系統的熱力分布產生良好的促進作用。

3.3 弧形閥的操作

弧形閥作為篦冷機的關鍵部件，其操作同樣不容忽視，一般情況下，為不影響蓖下壓力及傳動系統，操作員往往關注的是弧形閥上部風室，防止其堆料過多。但卸料過空就會產生漏風，從而直接影響熟料冷卻。弧形閥的控制由時間和料位開關完成，由時間控制時，很難做到精確操作，而采用料位開關時，其電器元件易損壞，因此，中控操作人員應根據實時窯況及熟料結粒的變化，與現場操作人員及時溝通，通過手動調節的方法干預弧形閥的操作。

4 結語

篦冷機的冷卻效率對水泥產品質量的影響至關重要，為提高篦冷機的冷卻效率，應注重料層厚度和風量的匹配，同時保證篦冷機內冷卻風量的平衡，根據實時工況及時對弧形閥干預操作，從而達到高產、高效的目的。

[1]付義長.增加篦冷機風量提高冷卻效率[J].水泥,2002(3).

[2]徐圣杰.水泥生產線篦冷機料層厚度新型控制技術[J].自動化與儀器儀表,2009(1).

[3]丁奇生.水泥熟料篦式冷卻機的技術改進[J].建材發展導向,2005(3).