厚料层冷却机的优越性

Holcim 公司Untervaz 水泥厂一台2000t/d 级多筒冷却机预热器窑，在运行40年后，更换CP公司生产的最新结构的ETA冷却机，该机冷却效率高，维修费用低，入窑二次空气温度既高又稳，用于余热发电的废气温度也高，性能如下：

（1）厚料层

冷却机料层厚度950mm，冷风透过熟料需时0.4～1.5s。常规冷却机料层厚度为600mm，由于料层厚度增加，冷却机效率提高2.4%，达到75.8%，热回收风量为0.758m3（标）/kg。

（2）熟料输送通道单独控制

冷却机5条熟料输送通道。两侧的1号、5号通道冲程为150mm，熟料停留时间约45.5min；中间的2 号、3号、4号通道为180mm，停留时间约38min。此举有利于冷却机横向断面熟料温度稳定，消除“红河”。

（3）温度梯度（图1）

料层高度稳定，底部冷熟料和顶部热熟料相互不混合，与冷热熟料混合的料层相比，有利于传热，提高入窑二次风的风温和稳定。

（4）通风面积组合（图1）

通风面积组合可以调整，在进料口（HE-组件）8 排篦板后，各室长度分别为1.2m、1.4m、2.2m（X2）、3.3m 和3.4m。

高温熟料区冷却室面积小，熟料温度越低则冷却室面积越大，室下不设置气流锁封阀板，减少气流的漏风和压降。

表1 冷却机性能

图1 冷却机下各室（小室在热端）分布和熟料冷却曲线

和早期冷却机相比，进料口（HE-组件）篦床长度增加，熟料温度降至1200℃以下，此外，反向冲程有利于优化输送效率，采用滑动摩擦取代慢速反向冲程的静态摩擦，可减少冷却机传动动力消耗。

（5）ETA熟料输送通道

新冷却机通过有限元分析，采用蘑菇形进风，以减少压降损失。和传统篦床相比，熟料料层增高，阻力损失增加，相应动力损失增加，可通过冷却机热效率增加来补偿（图2）。ETA 冷却机所使用的冷却风量降低，废气量减少，废气风机电耗下降。冷却风量约1.5m3（标）/kg，动力消耗低于传统冷却机。

（6）磨损

ETA 冷却机极为牢固，2004 年投产的一台冷却机，由于采用蘑菇形进风及采用冷却空气和熟料接触方式，十分有利于热交换和减少熟料对部件的磨蚀，迄今没有因磨损而更换熟料输送通道，且操作中工艺性能稳定，此外在静态的HE-组件和熟料通道之间，采用耐热混凝土横梁，公司对HE-组件和熟料通道的使用保证期为5年。

其他情况：

（1）熟料质量

多筒冷却机置换后，C3S性能得以改善，在原料成分可比较的基础上，C3S含量从65%提高至71%，熟料粉磨温度稳定，电耗下降2～3kWh/t水泥。

（2）代用燃料

料层厚度增加，冷却效率增加，入窑二次风温增高且稳定，十分有利于煅烧代用燃料，该厂代用燃料主要为塑料、生活垃圾、废油代用热量约35%，代用燃料水分和灰分含量高，相应增加热耗，但冷却机热效率提高可补偿此损失。

（3）废热回收

该厂冷却机废气用于发电，采用ABB 公司的有机Rankile循环，冷却机废热温度高，有利于增加发电量。

性能见表1。

图2 蘑菇形进风口