用模块化供风的理念改造第三代篦冷机的成功实践

2016-12-10周文良

水泥技术 2016年5期

周文良

周文良

水泥厂回转窑篦冷机应用至今已发展到第四代。第四代篦冷机的一个显著特点就是篦冷机的模块化供风。篦冷机篦板的通风量能根据篦板上熟料料层厚度及熟料颗粒情况的变化适时自动调节，可达到风量与熟料情况的合理匹配，从而取得较好的冷却效果、消耗较低电量。由于初期投资的限制，目前我国多数水泥厂使用最多的仍然是第三代篦冷机，如何立足现有设备提高熟料篦冷机的冷却效果是许多仍在使用第三代篦冷机的水泥厂需要解决的问题。我公司下属企业2008年投产了一条2 500t/d熟料生产线，该厂从建成投产开始就存在熟料在篦冷机上离析严重的问题，熟料冷却效果非常差，基本都在230℃左右，严重影响余热发电和水泥粉磨，后历经两次改造，在2015年8月，熟料冷却效果不好的问题终于得到彻底解决。现将改造经验作一简单介绍，供同行借鉴。

1　第一次篦冷机改造

1.1第三代篦冷机与第二代篦冷机和第四代篦冷机在设计理念上的主要区别

第三代篦冷机同第二代和第四代篦冷机相比有一个明显的区别，就是在篦冷机的前半部分采用高阻力篦板。第二代篦冷机的前端篦板篦缝较大，熟料在篦冷机上的厚度变化及颗粒分布情况对篦冷机冷却风在篦板上的分布情况影响较大，受出窑熟料煅烧情况的影响，落入篦冷机的熟料在篦板并不是完全均布。受回转窑旋转卸料的影响，如果把篦冷机顺着回转窑中心线的方向分为左右两部分的话，根据回转窑旋转方向的不同，篦冷机左右两边的熟料颗粒分布通常会是一边粗一边细。第二代篦冷机前端的料层厚度一般控制在500mm以下，主要是为了防止熟料在篦板上分布不均而导致冷却风分布不合理的情况出现。第二代篦冷机通常不能采用厚料层操作，同时对熟料颗粒在篦冷机上的离析现象适应性较差，操作不当时，“红河”现象出现的频率较高。

第三代篦冷机前端采用阻力篦板，篦冷机上熟料料层的厚度变化及颗粒变化情况对篦板上冷却风的分布影响较小。第三代篦冷机可采用厚料层操作，对熟料颗粒在篦冷机上的离析现象适应性强，多数企业的篦冷机不会出现“红河”现象。

第四代篦冷机采用模块化供风，每块篦板供风量的大小可通过流量控制阀根据篦板上熟料情况适时调节，能够实现对篦冷机每一个模块的实时高效的供风，篦冷机篦板不再采用高阻力篦板。1.2第一次篦冷机改造的内容

第三代篦冷机采用高阻力篦板，风机产生的压力有相当部分损失在篦冷机的篦板上，而实际作用于熟料上的风机压力不够，这是影响第三代篦冷机熟料冷却效果的主要原因。

第一次篦冷机改造主要针对该厂篦冷机一段风机风门全开、风机电机电流不高的情况，认为此段风机的实际出风量不足。据此对篦冷机一段风机风压进行了重新匹配，而风机的风量基本保持不变。第一次改造前的风机电机配置情况见表1，改造后风机电机配置情况见表2。

1.3第一次篦冷机改造后的效果

第一次改造后，熟料料层厚度增加，一段风机的电流均有较大上升，出篦冷机的熟料温度能控制在190～200℃之间，较原来下降了约30℃。虽然篦冷机上熟料料层厚度增加，电机电流上升，但是篦冷机上仍然存在“红河”现象，从监测摄像头上看，随时会出现熟料吹穿的问题，二、三次风温度变化也不大。

2　第二次篦冷机改造

2.1第二次篦冷机改造的内容

表1　第一次改造前的风机电机配置情况

表2　第一次改造后风机电机配置情况

经过第一次篦冷机改造后，冷却风机风压不足的问题基本解决。第二次改造主要针对局部熟料吹穿的问题，进行了风机小区域供风和分区域配置不同篦缝尺寸篦板的改造。

2.1.1篦冷机风机小区域供风

该厂篦冷机上熟料局部吹穿现象严重，主要是熟料颗粒离析现象严重所致。由于熟料的离析，篦冷机风机风量和风压整体合适，局部不合适。以第三代篦冷机阶梯梁段为例，篦冷机中部物料厚度最高，两侧低，而两侧又是一边熟料颗粒粗，另一边熟料颗粒细。如果用通常的两台风机供风就存在细料侧供风不足、粗料侧供风过剩的问题。

从篦冷机熟料运动方向来看，前端的熟料料层厚，后端的熟料料层薄。如果一台风机供风区段过长，也会存在前段供风不足、后段供风过剩的问题。

2.1.2篦冷机风机及供风区块的调整

该厂篦冷机有五排阶梯梁，每排梁有7块篦板。改造前每排梁的隔断位置在梁的中部，左右两台风机所对应的需要鼓风的篦板面积相同，熟料在篦冷机上分布均匀时这种风机布置方式没有问题。针对该厂篦冷机上熟料分布不均且离析现象严重的情况，将阶梯梁的每排梁隔成三截，细料侧和篦冷机中部为两块篦板的宽度，粗料侧为三块篦板的宽度。对应的重新配置三台相同的风机，细料侧和篦冷机中部，每台风机为10块篦板供风，粗料侧一台风机为15块篦板供风。

5704A、5704B两台风机为四根充气梁供风，5706风机为8根充气梁供风。通常情况下，篦冷机一段从回转窑的落料点开始到篦冷机一段结束是一个熟料层缓慢变薄的过程，而该厂5706风机对应的供风区段为细料侧，由于供风区段过长，后端熟料温度低的部位供风多，前端熟料温度高的部位供风反而少。将细料侧原来的5706风机由一台风机供风改为两台风机供风，每台风机从原来8根充气梁供风变为4根充气梁供风。粗料侧的5705风机则未做改动。

2.1.3篦冷机不同区块篦板篦缝及供风区块的调整

该厂多年前认为篦冷机风机电流不高是因为篦冷机篦缝过小所致，曾进行过将篦冷机一段除阶梯梁外的所有篦板篦缝从6mm改为8mm的技改，技改后熟料冷却效果改善不大。第二次篦冷机改造时，决定将固定梁隔板移位并对两种不同尺寸篦缝的篦板进行组合使用。

每根固定梁有9块篦板，固定梁隔板改造前在梁的中间位置，改造后隔板移位到细料侧第四块篦板处，也就是细料侧每台风机为每根梁对应的四块篦板供风，粗料侧每台风机为每根梁对应的五块篦板供风。

该厂篦冷机的活动篦板供风和室下供风为同一台风机，所以梁的隔断移位只针对固定梁。

在篦冷机的纵向上熟料细料侧靠边部的两块篦板和熟料粗料侧靠中部的两块篦板采用8mm篦缝的篦板，其余部分采用6mm篦缝的篦板。即在细料侧和熟料层厚的地方用篦缝大的篦板，粗料侧和熟料层薄的地方用篦缝小的篦板。改造前后篦冷机的风机布置、篦板篦缝尺寸分布以及每排梁的隔断位置见图1。

2.2第二次篦冷机改造后的效果

第二次改造后，篦冷机料层厚度明显增加。回转窑二次风温一直保持在1 200℃以上，三次风温在980℃以上，篦冷机上的熟料基本不再有吹穿的现象，即使偶尔有熟料吹穿现象，中控及时进行简单的调整后很快就可恢复正常。出破碎机的熟料温度能稳定在65～95℃之间，熟料易磨性大幅改善，化验室用小磨粉磨样品的时间较之前缩短3min以上。

2.3第二次篦冷机改造效果好的原因分析

除了增大一段风机的压力外，主要根据该厂熟料在篦冷机上的离析分布情况进行了有针对性的小区块供风改造。阶梯梁从原来的左右两部分分区供风改为左中右三部分分区供风，并且每个供风区对应的篦板面积不完全相同，较好地利用小区域供风来加强熟料的急冷效果。在篦冷机的阶梯梁之后的部位，通过增大部分篦缝尺寸，降低冷却风通过篦板篦缝时遇到的阻力，使不同区块的冷却风通过不同熟料颗粒状况时遇到的阻力加上通过篦板时遇到的阻力之和大致相等，从而保证了篦冷机的均匀供风。