三代篦冷机升级为步进式篦冷机的实践

2016-08-11陈学勇孙志鹏吴永哲

新世纪水泥导报 2016年4期

关键词：冷机熟料壳体

陈学勇胡龙孙志鹏吴永哲

中材装备集团有限公司，天津 300400

三代篦冷机升级为步进式篦冷机的实践

陈学勇胡龙孙志鹏吴永哲

中材装备集团有限公司，天津 300400

陕西某3 800 t/d熟料生产线，采用第三代篦冷机。在整体保留上、下壳体的基础上，将三代篦床更换为第四代篦冷机篦床。改造中，对篦冷机改造相关的液压驱动、润滑系统、电气系统、熟料破碎机、风机、土建支撑等进行了优化升级。在尽可能利用现有设备的情况下，本着节约投资的原则，提供篦冷机的升级解决方案。

篦冷机技术改造步进式破碎机风机

0 引言

陕西某3 800 t/d熟料生产线，采用HCFC-3600第三代篦冷机，设计产量3 600 t/d，最大产量3 800 t/d。2009年投产以来，经常出现篦冷机漏料、固定梁和充气梁进灰、风室漏风、供风不均等问题。问题不断暴露，导致窑的年运转率下降，熟料烧成成本增加，熟料的市场竞争力逐渐下降。为了提高篦冷机的机械性能和工艺性能，我们综合考虑了几种方案，最终保留篦冷机上、下壳体，将篦床整体更换为第四代篦冷机篦床，篦冷机相关的其它部分，尽可能利用原有部件或者在原部件基础上进行升级改造。为了交流改造经验，本文对此工作进行总结。

1 改造前存在的问题

（1）漏料。尤其是灰斗和滑板两侧的侧板处，漏料非常严重，高温红料漏在风室内，引起活动梁和活动框架变形，导致篦板运行过程中掉落，造成停机。

（2）维修费高。侧板、滑板、篦板使用寿命短，更换频繁，约6～12月更换一次。

（3）固定梁和充气梁容易进灰，造成篦缝堵塞后，篦板失效。

（4）风室漏风（串风）。各风室间漏风串风严重，风室压力过大时会造成相邻风室的风机反吹，风机磨损大、振动严重、故障率高。

（5）风室供风不均，篦床细料侧存在红河，熟料温度高，约160～180 ℃。

目前篦冷机的各项主要运行参数见表1。

表1 改造前篦冷机主要运行参数

2 改造目标与思路

2.1 改造目标

（1）提高机械性能。包括提高篦床运行的稳定性和可靠性，从而提高窑的年运转率；增加易损件寿命，减少备品备件的更换量，延长更换时间。

（2）提高工艺参数。包括二、三次风温的提高，从而提高篦冷机热回收效率，降低烧成系统煤耗；提高冷却风的利用率，降低冷却风机电耗。

（3）提高产量，降低熟料温度。

本项目改造后技术指标如下：熟料产量3 800 t/d；篦板寿命由6～12个月提高到3年，凹凸密封质保寿命2年，辊圈质保寿命4年；二次风温1 100 ℃以上，三次风温900 ℃以上，热回收效率大幅提高；熟料温度65 ℃+环境温度。

2.2 改造思路

结合现场篦冷机的实际运行情况和业主需求：改造后主要提高篦冷机的机械性能和工艺性能，从而降低熟料烧成成本。综合考虑各种方案，最终保留原篦冷机上、下壳体，将篦床整体更换为第四代篦冷机篦床，篦冷机相关的其它部分，尽可能利用原有部件或者在原部件基础上进行升级改造。

该方案的优势在于：节约了壳体的制造和安装成本；节约了重新制作浇注料和把钉的成本；节约了新篦床的土建支撑费用；减少了改造工期和停窑时间。

3 改造选型

篦冷机改造是一个系统的工程，除篦床机械部分外，还包含液压驱动、润滑系统、熟料破碎机、风机、电气系统、土建支撑和工艺非标等部分。为降低改造成本，尽可能保留原部件，或者对原部件进行局部改造，以满足新篦床的运行需求。

3.1 篦床部分

原三代篦冷机如图1所示，图中灰色部分为原篦冷机壳体，予以保留，彩色部分是原篦床，拆除。原篦床分两段，两段篦床之间高差250 mm，篦床宽3 600 mm。

图1 改造前三代篦冷机布置图

改造后，如图2所示。绿色部分为新篦床示意图。第四代篦冷机篦床为一个整体，水平布置。以原来一段篦床的高度为基准，布置新篦床，原一、二段之间250 mm的高差用钢结构底框架支撑。

四代机采用模块化设计，每个模块宽400 mm，因此，新篦床共9列，宽3 600 m，与原篦床宽度相同。篦床两侧与下壳体之间用侧密封连接过渡。改造后篦床产量3 800 t/d，新篦床面积88.2 m2，单位面积负荷为43.08 t/(d·m2)，满足产量需求。同时将锤式破碎机改为尾置辊式破碎机。

图2 改造后第四代篦冷机篦床布置图

3.2 液压驱动

新篦床驱动原理：篦床共分9列，列与列之间相互独立运行，从油泵出来的高压油经多路比例换向阀后，流往各列的液压缸，驱动篦床运动。油泵共4台，3用1备，电机55 kW，多路比例阀共3组，每组3个回路，驱动9列篦床。

改造原则，从节约成本的角度考虑，充分利用现有元器件。经现场调研，原液压站3台电机，55 kW，3台PVH98的柱塞泵，予以保留，同时保留3台电机对应的电力驱动系统，仅新增1台电机和泵；保留原液压循环、冷却、电加热系统等油箱组件，包括油箱、电加热器、循环泵和冷却器等；更换全部油缸以及管路系统；新增3组比例换向阀。

为减少现场施工时间，避免失误，新增液压部分包含1台电机和泵、比例阀、回路中的各种单向阀、压力表等，在制造厂整体制作为新液压站，预留出3台电机和泵的安装空间，成套发至现场安装，保留的原3台电机最后与原有油箱连接。

3.3 润滑系统

与原篦冷机相同，新篦冷机也采用干油润滑。干油集中润滑系统由双线式润滑泵DRB、加油泵DJB、分配器、管路及配套控制箱组成。保留原润滑站的电机、泵、油筒及电控箱，仅更换新的润滑油管路，在终端新增多路双线分配器，最终分别供向新篦冷机轴承。

3.3 风机

四代篦冷机的篦床运行原理、风室划分规则与三代机不同，对每台风机的风压风量要求也不相同。本着节约投资的原则，通过风机的前后位置调整，在满足冷却风要求的前提下，尽可能利用原有风机。

原三代机风机（共12台，见表2）将参数与四代机的供风需求相匹配。经核算，改造后新篦冷机共9台常规风机，原7台风机继续使用，新购2台风机（见表3）。原5台风机不再使用，为避免废弃，选择其中2台作为1、2风室的备用风机，仅在正常风机偶尔故障时，使用备用风机（见表4），避免篦板受高温热熟料侵蚀。

表2 原三代机风机参数表

表3 新四代机配风表

表4 备用风机表

3.4 辊式破碎机

相比于锤破的冲击式破碎，辊破为挤压式破碎，具有运动转速低、运行平稳、辊圈寿命长、装机功率低等一系列优点。锤破电机110 kW，辊破共4根辊轴，4台11 kW，装机功率比锤破少66 kW。故本项目改造时，将锤破更换为尾置辊式破碎机。

3.5 电气

弱电：包含液压、润滑油站的自动控制柜。保留原控制柜，仅更换控制柜内的部分元器件，如多路比例阀的放大板等，同时增加1台新增电机的控制回路，以满足新液压站控制需求。

强电：改造前后电机及功率变化见表5。

新增两台风机的软启动柜和一面MCC柜，以及一台55 kW和四台11 kW电机的控制柜。拆除窑头电力室原三室和原五室风机配电柜，放置新增的风室4与风室5风机软启柜，新增的风室4与风室5的风机软启柜与原MCC柜并柜；拆除窑头电力室原六室风机配电柜，放置新增MCC柜，包含液压油泵电机和辊破电机电源，新增MCC柜与原MCC柜并柜。

窑头配电室现有两台1 250 kVA的变压器，两段进线通过母联柜连接。目前两变压器负荷率均为50%左右，经核算新增负荷与改造减去的负荷，配电室变压器容量满足改造要求。

3.6 土建基础

篦床部分的土建支撑不变，节约了大量的土建改造成本，缩短了改造工期。由于三代机和四代机的篦床支撑位置不同，新篦床立柱与现篦床底框架无法直接连接，改造时重新制作钢结构框架，作为过渡框架，下方与原三代机框架连接，上方与四代机篦床立柱连接。过渡框架停窑之间制作完成，停窑后可直接安装，缩短停窑时间。

重新制作尾置辊破和新增风机的土建基础。