用模塊化供風的理念改造第三代篦冷機的成功實踐

周文良

用模塊化供風的理念改造第三代篦冷機的成功實踐

周文良

水泥廠回轉窯篦冷機應用至今已發展到第四代。第四代篦冷機的一個顯著特點就是篦冷機的模塊化供風。篦冷機篦板的通風量能根據篦板上熟料料層厚度及熟料顆粒情況的變化適時自動調節，可達到風量與熟料情況的合理匹配，從而取得較好的冷卻效果、消耗較低電量。由于初期投資的限制，目前我國多數水泥廠使用最多的仍然是第三代篦冷機，如何立足現有設備提高熟料篦冷機的冷卻效果是許多仍在使用第三代篦冷機的水泥廠需要解決的問題。我公司下屬企業2008年投產了一條2 500t/d熟料生產線，該廠從建成投產開始就存在熟料在篦冷機上離析嚴重的問題，熟料冷卻效果非常差，基本都在230℃左右，嚴重影響余熱發電和水泥粉磨，后歷經兩次改造，在2015年8月，熟料冷卻效果不好的問題終于得到徹底解決。現將改造經驗作一簡單介紹，供同行借鑒。

1　第一次篦冷機改造

1.1第三代篦冷機與第二代篦冷機和第四代篦冷機在設計理念上的主要區別

第三代篦冷機同第二代和第四代篦冷機相比有一個明顯的區別，就是在篦冷機的前半部分采用高阻力篦板。第二代篦冷機的前端篦板篦縫較大，熟料在篦冷機上的厚度變化及顆粒分布情況對篦冷機冷卻風在篦板上的分布情況影響較大，受出窯熟料煅燒情況的影響，落入篦冷機的熟料在篦板并不是完全均布。受回轉窯旋轉卸料的影響，如果把篦冷機順著回轉窯中心線的方向分為左右兩部分的話，根據回轉窯旋轉方向的不同，篦冷機左右兩邊的熟料顆粒分布通常會是一邊粗一邊細。第二代篦冷機前端的料層厚度一般控制在500mm以下，主要是為了防止熟料在篦板上分布不均而導致冷卻風分布不合理的情況出現。第二代篦冷機通常不能采用厚料層操作，同時對熟料顆粒在篦冷機上的離析現象適應性較差，操作不當時，“紅河”現象出現的頻率較高。

第三代篦冷機前端采用阻力篦板，篦冷機上熟料料層的厚度變化及顆粒變化情況對篦板上冷卻風的分布影響較小。第三代篦冷機可采用厚料層操作，對熟料顆粒在篦冷機上的離析現象適應性強，多數企業的篦冷機不會出現“紅河”現象。

第四代篦冷機采用模塊化供風，每塊篦板供風量的大小可通過流量控制閥根據篦板上熟料情況適時調節，能夠實現對篦冷機每一個模塊的實時高效的供風，篦冷機篦板不再采用高阻力篦板。1.2第一次篦冷機改造的內容

第三代篦冷機采用高阻力篦板，風機產生的壓力有相當部分損失在篦冷機的篦板上，而實際作用于熟料上的風機壓力不夠，這是影響第三代篦冷機熟料冷卻效果的主要原因。

第一次篦冷機改造主要針對該廠篦冷機一段風機風門全開、風機電機電流不高的情況，認為此段風機的實際出風量不足。據此對篦冷機一段風機風壓進行了重新匹配，而風機的風量基本保持不變。第一次改造前的風機電機配置情況見表1，改造后風機電機配置情況見表2。

1.3第一次篦冷機改造后的效果

第一次改造后，熟料料層厚度增加，一段風機的電流均有較大上升，出篦冷機的熟料溫度能控制在190～200℃之間，較原來下降了約30℃。雖然篦冷機上熟料料層厚度增加，電機電流上升，但是篦冷機上仍然存在“紅河”現象，從監測攝像頭上看，隨時會出現熟料吹穿的問題，二、三次風溫度變化也不大。

2　第二次篦冷機改造

2.1第二次篦冷機改造的內容

表1　第一次改造前的風機電機配置情況

表2　第一次改造后風機電機配置情況

經過第一次篦冷機改造后，冷卻風機風壓不足的問題基本解決。第二次改造主要針對局部熟料吹穿的問題，進行了風機小區域供風和分區域配置不同篦縫尺寸篦板的改造。

2.1.1篦冷機風機小區域供風

該廠篦冷機上熟料局部吹穿現象嚴重，主要是熟料顆粒離析現象嚴重所致。由于熟料的離析，篦冷機風機風量和風壓整體合適，局部不合適。以第三代篦冷機階梯梁段為例，篦冷機中部物料厚度最高，兩側低，而兩側又是一邊熟料顆粒粗，另一邊熟料顆粒細。如果用通常的兩臺風機供風就存在細料側供風不足、粗料側供風過剩的問題。

從篦冷機熟料運動方向來看，前端的熟料料層厚，后端的熟料料層薄。如果一臺風機供風區段過長，也會存在前段供風不足、后段供風過剩的問題。

2.1.2篦冷機風機及供風區塊的調整

該廠篦冷機有五排階梯梁，每排梁有7塊篦板。改造前每排梁的隔斷位置在梁的中部，左右兩臺風機所對應的需要鼓風的篦板面積相同，熟料在篦冷機上分布均勻時這種風機布置方式沒有問題。針對該廠篦冷機上熟料分布不均且離析現象嚴重的情況，將階梯梁的每排梁隔成三截，細料側和篦冷機中部為兩塊篦板的寬度，粗料側為三塊篦板的寬度。對應的重新配置三臺相同的風機，細料側和篦冷機中部，每臺風機為10塊篦板供風，粗料側一臺風機為15塊篦板供風。

5704A、5704B兩臺風機為四根充氣梁供風，5706風機為8根充氣梁供風。通常情況下，篦冷機一段從回轉窯的落料點開始到篦冷機一段結束是一個熟料層緩慢變薄的過程，而該廠5706風機對應的供風區段為細料側，由于供風區段過長，后端熟料溫度低的部位供風多，前端熟料溫度高的部位供風反而少。將細料側原來的5706風機由一臺風機供風改為兩臺風機供風，每臺風機從原來8根充氣梁供風變為4根充氣梁供風。粗料側的5705風機則未做改動。

2.1.3篦冷機不同區塊篦板篦縫及供風區塊的調整

該廠多年前認為篦冷機風機電流不高是因為篦冷機篦縫過小所致，曾進行過將篦冷機一段除階梯梁外的所有篦板篦縫從6mm改為8mm的技改，技改后熟料冷卻效果改善不大。第二次篦冷機改造時，決定將固定梁隔板移位并對兩種不同尺寸篦縫的篦板進行組合使用。

每根固定梁有9塊篦板，固定梁隔板改造前在梁的中間位置，改造后隔板移位到細料側第四塊篦板處，也就是細料側每臺風機為每根梁對應的四塊篦板供風，粗料側每臺風機為每根梁對應的五塊篦板供風。

該廠篦冷機的活動篦板供風和室下供風為同一臺風機，所以梁的隔斷移位只針對固定梁。

在篦冷機的縱向上熟料細料側靠邊部的兩塊篦板和熟料粗料側靠中部的兩塊篦板采用8mm篦縫的篦板，其余部分采用6mm篦縫的篦板。即在細料側和熟料層厚的地方用篦縫大的篦板，粗料側和熟料層薄的地方用篦縫小的篦板。改造前后篦冷機的風機布置、篦板篦縫尺寸分布以及每排梁的隔斷位置見圖1。

2.2第二次篦冷機改造后的效果

第二次改造后，篦冷機料層厚度明顯增加。回轉窯二次風溫一直保持在1 200℃以上，三次風溫在980℃以上，篦冷機上的熟料基本不再有吹穿的現象，即使偶爾有熟料吹穿現象，中控及時進行簡單的調整后很快就可恢復正常。出破碎機的熟料溫度能穩定在65～95℃之間，熟料易磨性大幅改善，化驗室用小磨粉磨樣品的時間較之前縮短3min以上。

2.3第二次篦冷機改造效果好的原因分析

除了增大一段風機的壓力外，主要根據該廠熟料在篦冷機上的離析分布情況進行了有針對性的小區塊供風改造。階梯梁從原來的左右兩部分分區供風改為左中右三部分分區供風，并且每個供風區對應的篦板面積不完全相同，較好地利用小區域供風來加強熟料的急冷效果。在篦冷機的階梯梁之后的部位，通過增大部分篦縫尺寸，降低冷卻風通過篦板篦縫時遇到的阻力，使不同區塊的冷卻風通過不同熟料顆粒狀況時遇到的阻力加上通過篦板時遇到的阻力之和大致相等，從而保證了篦冷機的均勻供風。

3　結語

雖然該廠篦冷機改造后的熟料冷卻效果不錯，但由于沒有進行更為細致的熱工標定，因而部分改造僅憑經驗進行。有條件的企業可先進行熱工標定，改造效果將會更好。

目前，多數水泥廠仍在使用第三代篦冷機，各個工廠根據自身回轉窯的熟料生產情況進行有針對性的改造，是能夠克服第三代篦冷機的部分缺陷并達到比較好的冷卻效果的。

The Successful Practice of the Renovation of Third Generation Grate Cooler Using Modularized Air Supply

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通訊地址：四川省樂山市市中區嘉華特種股份有限公司，四川樂山614003；2016-02-15；編輯：趙星環