Sinowalk型第四代篦冷機的調試

盛迎來，代能柒，沈飛，王文喜

我公司1號回轉窯由天津水泥工業設計研究院有限公司設計，2004年3月投產，采用TC型第三代篦冷機。篦冷機經過多年的運行，設備嚴重老化，故障率高，檢修維護工作量大，熟料冷卻效果不好，出篦冷機熟料溫度高，制約了窯系統的長期高效穩定運行。為提高生產線工作效率，改善經濟技術指標，公司決定采用Sinowalk型第四代篦冷機，對原TC型第三代篦冷機進行升級改造。

在與設計單位和施工單位的通力合作下，技改工程從2020年3月20日開始，2020年4月19日結束，歷時30d完成，創造了我公司同類型技改最短施工工期記錄。

1 篦冷機基本情況

1.1 改造前TC型篦冷機的基本情況

（1）TC型第三代篦冷機篦床面積119.3m2，冷卻面積偏小；產量一般在5 800t/d左右；單位負荷高達48.6t/d.m2，負荷偏大。

（2）熟料冷卻效果差，出冷卻機熟料溫度較高，一般在130℃～180℃左右；熱回收效率較低，一般在67%左右。

（3）篦板梁、活動框架變形，液壓系統元件老化、故障率較高，檢修、更換篦板等項目工作量大。

（4）備件消耗量較高，每年備件消耗費用達60～70萬元。

1.2 第三代與第四代篦冷機的基本構造

Sinowalk型第四代篦冷機為行進式穩流冷卻機，型號為SCLW4-9X13-RC，具有熟料輸送效率高、機械運轉率高、生產運行成本低、熱回收效率高、模塊化設計和安裝、制造安裝精度高等特點。固定篦床采用高速射流篦板并配套穩流閥，急冷效果好。活動篦床水平布置，分列步進式輸送熟料，篦床由數列篦板組成，每列有前、后兩個液壓缸同步驅動，各列篦板可獨立運動，卸料端設有輥式熟料破碎機。

TC型第三代篦冷機與Sinowalk型第四代篦冷機主要技術參數對比見表1。

表1 TC型第三代篦冷機與Sinowalk型第四代篦冷機主要技術參數對比

2 技改方案及施工

依據施工單位制定的篦冷機技改方案，原施工周期為44d，施工方案大致分為以下六個部分：

（1）拆除原有篦冷機篦床，約需10d。

（2）施工輥式破碎機土建基礎及風機基礎，約需7d。

（3）安裝篦冷機機械、電氣設備，約需13d。

William Bernard Jones用兩個話題說明己方政策的確存在著一定的缺陷，即在經過漫長的獨裁統治后，敘利亞的重建一定會是一個漫長而且昂貴的過程。但是，他又通過另外一個話題說明土耳其不會孤軍奮戰，己方期望阿拉伯聯盟，伊斯蘭合作組織和歐盟會成為土耳其的合作成員。

（4）施工篦冷機耐火材料，約需5d。

（5）安裝液壓系統及干油潤滑系統，約需7d。

（6）調試篦冷機、風機及其附屬設備，約需2d。

考慮到全年生產任務和市場銷售等因素，我公司與天津水泥院旗下的篦冷機制造廠家充分溝通交流后，與施工方一道重新細化了施工計劃。經科學合理調度人員、機具，強化協調機制，詳細排定交叉作業節點計劃，最終在30d內完成了技改工作。

3 技改后存在的問題

技改后，1號窯篦冷機運行初期狀況較差，主要存在以下問題：

（1）空氣炮安裝位置不合理，篦冷機固定段北側斜墻頻繁出現堆“雪人”現象。

（2）熟料拉鏈機上細紅料偏多，篦冷機存在“紅河”現象。

（3）熟料結粒差，粉料多，5～25mm正常熟料顆粒較少，細顆粒熟料溫度較高，偶爾會＞200℃。

（4）篦冷機熱回收效率較低，二次風溫約1 100℃，三次風溫約900℃左右，窯前飛砂嚴重。

4 調試方案

針對篦冷機改造后存在的問題，我公司與天津水泥院多次召開分析研討會，共同分析原因，制定了調試方案。

4.1 調整空氣炮位置

雖然在改造前已考慮了堆“雪人”問題，在篦冷機固定段布置了空氣炮，但是由于改造后固定段篦床的高度整體下降較多，斜墻的角度變小，實際的熟料落料點比預想的偏移較多，造成空氣炮出現工作盲區，導致北側斜墻頻繁堆“雪人”，現場勞動強度增加且安全風險較大。8月份，公司利用回轉窯臨時停機檢修時機，根據現場實際情況，對空氣炮位置進行了調整，同時對空氣炮工作程序進行了組態優化，使空氣炮既可間歇工作，也可整體工作。調整空氣炮位置后，未再出現過堆“雪人”影響窯操作的情況。

4.2 調整篦床

篦冷機存在“紅河”現象，是造成細料側熟料溫度高的主要原因。按Sinowalk型第四代篦冷機處理“紅河”的方法，縮短細料側邊部兩列篦板的行程，延長細料側熟料的停留時間；同時，關小固定斜坡最前端一排穩流閥的開度，避免送風“短路”，強化固定篦床細料側的急冷。

4.3 調整篦冷機操作

（1）投產初期，因熟料結粒差，冷卻不好，二、三次風溫度低，操作中將篦冷機二室料層風壓從8.5kPa提高至9.5kPa，嘗試通過提高料層厚度，達到提高二次風溫和降低熟料溫度的目的。但調整后，二次風溫未見明顯變化，反而出現拉鏈機料層不均、熟料溫度更高的現象，調整方向有誤。隨即將篦冷機二室料層風壓從9.5kPa降至8.2kPa，降低料層厚度后，料層透氣性變好，拉鏈機料層穩定，熟料溫度也有所好轉。

（2）因熟料溫度高，篦冷機風機總運行電流達2 850A，電耗高，亦未達到預期的冷卻效果。在篦冷機風壓和料層厚度穩定后，決定逐步優化篦冷機用風。為了提升熟料急冷效果，技改前，在操作第三代篦冷機時，一直將固定篦床風機開足。技改后，固定篦床風壓達到14kPa以上，若風機開度全開，高壓風將穿透熟料層，裹挾大量飛砂料進入窯內，影響火焰形狀，降低窯內溫度，循環反復，導致窯工況惡化，熟料結粒更差。經分析后，將固定篦床風機擋板開度關至60%～70%，風壓控制在12.5kPa以內，同時增加高溫段風機用風，減少低溫段風機用風。調整后，風機總運行電流降至2 700A左右，窯前飛砂明顯減少，二、三次風溫更加穩定。

（3）針對窯內溫度低，熟料結粒差的情況，在窯的操作上，增加了窯頭煤用量，將三次風擋板開度從60%關至40%，增加窯內通風和煅燒。由于所使用的原煤灰分達到28%～30%，煤質較差，增加窯頭用煤后，在窯前溫度偏低的情況下，窯尾結皮明顯增多。為保證窯內通風良好，增加了現場清理結皮的頻次。調整后，窯前溫度提升，二次風溫上升至1 150℃左右，熟料結粒明顯改善，熟料溫度有所下降，窯尾結皮現象逐步好轉。

4.4 調整煤質

硫堿比是指熟料中硫含量和堿含量的比例，硫堿比=w（SO3）/[0.658w（K2O）+w（Na2O）]。若燃料帶入的硫含量比較高，原料中帶入的堿含量偏低，窯系統內的硫循環富集，則會造成熟料中硫堿比過高。熟料硫堿比過高，會增加熟料液相量，降低液相粘度和表面張力，降低熟料顆粒之間的粘著力，導致熟料顆粒結構疏松，物料在窯內滾動時難以形成較大顆粒，或即便形成較大顆粒后，也會由于多次滾動而散開，從而產生大量細粉，窯前飛砂嚴重。熟料硫堿比正常應控制在0.8～1.0左右。

我公司使用的原煤以祁南煤為主，平均硫含量為0.9%左右，硫含量偏高，最高達1.2%，熟料硫堿比達到1.3～1.5，熟料飛砂料嚴重。通過改變進廠原煤品種，進廠原煤以桃園煤（硫0.6%左右）、朱仙莊煤（硫0.2%左右）為主，搭配少量祁南煤，將原煤硫含量控制在0.6%左右，保證了熟料硫堿比控制在1.0以內，減少了熟料飛砂料，熟料結粒狀況明顯改善。

4.5 調整配料

從配料方面分析，若熟料SM值過高，也容易產生飛砂料。SM值表征的是在煅燒過程中或在燒成帶內，物料固相與液相的比例。在1 400℃以上時，熔融物料中的固相為C3S和C2S，SiO2基本上存在于固相中，液相則包括了全部的Al2O3和Fe2O3。若熟料SM值過高，則表征熟料液相量偏少，不足以使物料結成大的顆粒，熟料顆粒比較細小，容易產生飛砂料。

針對配料問題，公司調整了配料方案，提高了生料的易燒性，以期進一步改善熟料結粒情況，降低熟料溫度。原料配料成分見表2，煤粉工業分析結果見表3，物料配比情況見表4，熟料化學成分及率值見表5。

表2 原料配料成分，%

表3 煤粉工業分析結果

表4 物料配比情況

表5 熟料化學成分（%）及率值

調整配料主要是為了適當降低熟料SM值，增加熟料Fe2O3含量，加強熟料的結粒能力。從分析結果來看，調整配料后，熟料結粒情況明顯改善，達到了優化配料方案的目的。

5 結語

經調試，Sinowalk型第四代篦冷機的設備性能得到了充分發揮。出篦冷機熟料結粒較好且比較均勻，熟料溫度明顯下降，正常粒徑的熟料溫度在80℃～130℃之間，熱回收效率明顯提高，二次風溫提升至1 200℃以上，三次風溫提升至980℃左右。調試前后熟料溫度及結粒情況見圖1，調試前后1號窯操作畫面對比見圖2。

圖1 調試前后熟料溫度及結粒情況

圖2 調試前后1號窯操作畫面

截止目前，調試后的1號窯篦冷機已穩定運行了1年多，取得了預期效果，達到了技改目標。我公司總結了篦冷機改造的一些經驗，列舉如下，供類似項目參考。

（1）因帶尾置輥式破碎機的篦冷機無法對破碎后的熟料進行二次冷卻，導致拉鏈機上仍然會出現大塊熟料破碎后的紅料，溫度很高。如場地條件和資金投入允許，使用帶中置輥式破碎機的篦冷機是最佳選擇，能夠徹底解決“紅料”的問題，冷卻效果更好，工藝運行指標更優。

（2）如采用尾置輥式破碎機，篦床改造為二段式會更加靈活，一、二段之間留有一定的高度差，可滿足應急操作時的空間需要。

（3）當飛砂料較多時，高溫、高壓風裹挾飛砂料進入窯內，增加了窯的通風阻力，加劇了對窯口澆注料的沖刷磨損，縮短了澆注料的使用周期。操作中應注意固定篦床用風，風機壓頭選型不宜過高。

（4）因改造后篦冷機冷卻效率提升，發電AQC入口溫度上升70℃～80℃，為保證鍋爐安全運行，需要進行階段性補冷風降溫，導致熱量損失。在篦冷機改造時，應同步對發電取風管道進行優化，適當增加低溫段取風量，避免補冷風，減少系統熱損失。

（5）本次改造，所有風機均未采用變頻調速，在環境溫度較低時，低溫段風機開度只有25%～50%，不利于節能。對于風門開度長期＜70%的低溫段風機，建議優先采用節能的變頻調節方式。