引言

四川某水泥公司原有一條2 500t/d熟料生產(chǎn)線，燒成系統(tǒng)篦冷機(jī)是三代篦冷機(jī)，一直存在著熱效率低、“紅河”現(xiàn)象嚴(yán)重、故障率和維修率高、工人維修負(fù)荷重、電耗煤耗高等缺陷隨著國(guó)家對(duì)水泥廠產(chǎn)能指標(biāo)及安全、節(jié)能環(huán)保的要求不斷提高，以上問(wèn)題更加突出，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)運(yùn)行。為此，該公司對(duì)篦冷機(jī)進(jìn)行了升級(jí)改造，將原來(lái)的改進(jìn)型三代篦冷機(jī)更換為四代篦冷機(jī)——第四代WHEC步進(jìn)式高效冷卻機(jī)。

該項(xiàng)目始于2020年3月，歷時(shí)45d。截止目前，運(yùn)行狀況優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于合同指標(biāo)。

1.1 改造前狀況

改造前產(chǎn)能2500~2 800t/d，于2010年9月建成投產(chǎn)，2013年曾遭遇自然災(zāi)害，2014年7月完成災(zāi)后重建。

燒成系統(tǒng)生產(chǎn)線配套Ф4m×60m回轉(zhuǎn)窯、單系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器帶CDC在線分解爐、第三代改進(jìn)型推動(dòng)篦式冷卻機(jī)，篦冷機(jī)篦床有效面積68.2m2，兩段篦床液壓驅(qū)動(dòng)，尾部錘式破碎機(jī)。原風(fēng)機(jī)配置見(jiàn)表1。

改造前大產(chǎn)量時(shí)，篦冷機(jī)負(fù)荷重，“紅河”現(xiàn)象嚴(yán)重，出口熟料溫度高，風(fēng)機(jī)數(shù)量多、總功率大，篦冷機(jī)維修率高，生產(chǎn)線人員比較辛苦，改造前篦冷機(jī)主要參數(shù)如表2。

1.2 改造內(nèi)容

將原三代篦冷機(jī)整體拆除，附屬的液壓站、錘式破碎機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)、電氣柜等全部拆除，換成全新的第四代WHKC步進(jìn)式高效冷卻機(jī)，破碎機(jī)采用尾部輥式破碎機(jī)：篦床有效寬度從原來(lái)的3 200mm增加到3 654mm，篦床面積變?yōu)?5.7m2。冷卻風(fēng)機(jī)采用全新的變頻風(fēng)機(jī)，技改后的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和風(fēng)機(jī)參數(shù)如表3和表4。

（1）WKID進(jìn)口分料系統(tǒng)

1) 使出窯高溫熟料快速冷卻，提高了熟料的強(qiáng)度易磨性；

2) 永久固定熟料層保護(hù)篦床，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率；

3) 中心區(qū)獨(dú)立供風(fēng)，其它區(qū)域流量控制閥供風(fēng)，提高熱回收；

4) 平面篦床減少熟料離析影響，熟料分布均勻；

5) 高強(qiáng)度設(shè)計(jì)，能承受“大球”的沖擊。

（2）高效輸送系統(tǒng)

WHEC型步進(jìn)式高效冷卻機(jī)的篦床部分由若干條平行的熟料輸送列向單元組成，輸送列向單元稱為輸送道 (簡(jiǎn)稱道）。其運(yùn)動(dòng)方式為：首先各道一起同時(shí)向熟料輸送方向移動(dòng)（沖程向前），然后各道單獨(dú)或交替地進(jìn)行反向移動(dòng)（沖程向后）。

（3）高的熱回收效率

冷卻機(jī)每個(gè)道的移動(dòng)速度均可調(diào)節(jié)，每個(gè)道上設(shè)置若干個(gè)供風(fēng)單元，每個(gè)供風(fēng)單元進(jìn)風(fēng)量通過(guò)空氣調(diào)節(jié)閥單獨(dú)控制。如此，篦床風(fēng)量得到了有效的調(diào)節(jié)，提高了 二、三次風(fēng)溫和熱回收效率，保證了熟料的冷卻效果，避免了 “紅河”現(xiàn)象的生成。另外，單位風(fēng)量比第三代冷卻機(jī)低10%~20%，減少了余風(fēng)收塵量，收塵器的處理量減少，從而降低了除塵設(shè)備投資。

（4）無(wú)漏料，低凈空

由于輸送道的輸送高效率，冷卻機(jī)被水平布置，這就允許有低的建筑高度要求。輸送道為無(wú)漏料，在冷卻機(jī)側(cè)部以及相鄰的兩個(gè)輸送道間由于采取特殊的密封 沒(méi)有熟料漏入風(fēng)室，因此，冷卻機(jī)下方的料斗和輸送裝置可以省去，這就有效降低了冷卻機(jī)對(duì)建筑空間的高度要求。

（5）高可靠性，低磨損，低運(yùn)行費(fèi)用

高可靠性：相對(duì)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率100%，有智能應(yīng)急處理模式（一個(gè)道故障，其余可繼續(xù)工作，不影響生產(chǎn)）；低磨損：每個(gè)輸送道都配備有充氣單元，每個(gè)充氣單元上 有熟料填充盒，通過(guò)填充熟料可以保護(hù)充氣單元避免 磨損篦板使用壽命大于5年，維修費(fèi)用僅僅是第三代的 15%~20%。

（6）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

第四代步進(jìn)式高效冷卻機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)，每個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)一個(gè)輸送道，各道行程可調(diào)，輸送效率高，達(dá)產(chǎn)后的推動(dòng)次數(shù)每分鐘約4～5次，可以完全消除“紅河”現(xiàn)象。

（7）智能控制系統(tǒng)

各個(gè)道的運(yùn)動(dòng)次序和不同的沖程長(zhǎng)度組合而成不同的工作模式，選擇工作模式后由IMCC(INT Motion control center)智能控制中心來(lái)控制，操作簡(jiǎn)便。圖1是液壓系統(tǒng)控制界面。

圖1 液壓系統(tǒng)控制界面

（8）尾部熟料輥式破碎機(jī)

1) 電耗低；

2) 振動(dòng)小、無(wú)揚(yáng)塵；

3) 磨損小、工作壽命長(zhǎng)；

4) 出料粒度控制均勻，有利于熟料的冷卻；

5) 破碎能力強(qiáng)；

6) 輥?zhàn)泳哂凶詣?dòng)過(guò)載保護(hù)功能及不同模式的破碎組合。

3.1 第四代WHEC步進(jìn)式高效冷卻機(jī)效果理論評(píng)價(jià)方法

第四代WHEC步進(jìn)式高效冷卻機(jī)分成間定篦床(WMD進(jìn)口分料系統(tǒng)）和活動(dòng)篦床，活動(dòng)篦床包含高溫段篦床、中溫段篦床和低溫段篦床，高溫熟料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒結(jié)，從窯口卸出進(jìn)入篦冷機(jī)固定篦床：熟料進(jìn)入固定于余熱發(fā)電及烘煤粉。

目前，通用的篦冷機(jī)考核指標(biāo)主要包括冷卻能力、出篦冷機(jī)熟料溫度、噸熟料篦冷機(jī)系統(tǒng)冷卻電耗（含風(fēng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)及破碎機(jī)電耗）、二三次風(fēng)溫、余熱發(fā)電取風(fēng)口溫度、相對(duì)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率等幾個(gè)方面，從目前的理論評(píng)價(jià)出發(fā)能夠很客觀評(píng)價(jià)篦冷機(jī)的工作性能。

3.2 改造后實(shí)際運(yùn)行效果

(1)冷卻能力增加，提高了廠里的經(jīng)濟(jì)效益。

(2) 水泥熟料溫度降低，有利于提高水泥粉磨系統(tǒng)的效率和產(chǎn)量。

(3) 噸熟料電耗降低，節(jié)約了能源。

(4) 二次風(fēng)溫提高，熱回收效率高，有利于熟料燒結(jié)，節(jié)約燃煤。

(5) 余熱發(fā)電溫度增高，說(shuō)明熱回收效率高，節(jié)約了電能。

(6) 窯運(yùn)轉(zhuǎn)率提高，降低了停窯維護(hù)成本，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，熟料產(chǎn)量提高，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

(7) 改造前后具體參數(shù)對(duì)比如表5。

圖2為改造后的WHEC帶尾輥四代篦冷機(jī)結(jié)構(gòu)圖，圖3為改造后正常運(yùn)行時(shí)的中控界面。

經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)際運(yùn)行情況表明，帶輥式破碎機(jī)的第四代WHEC步進(jìn)式高效冷卻機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、無(wú)故障，冷卻效果好，不漏料。相比第三代篦冷機(jī)具有明顯優(yōu)勢(shì)，大大降低了篦冷機(jī)的運(yùn)行維護(hù)成本，運(yùn)行至今未發(fā)生因篦冷機(jī)造成的停窯事故，易損件使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用顯著減少，篦冷機(jī)車(chē)間清潔，符合國(guó)家不斷提高的安全、環(huán)保要求。

篦冷機(jī)改造后，四川某水泥公司不斷優(yōu)化操作流程，提升管理水平，使設(shè)備性能得到了有效發(fā)揮，同時(shí)優(yōu)化了預(yù)熱器，窯系統(tǒng)產(chǎn)量穩(wěn)定在3600t/d以上，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)逐漸達(dá)到最佳狀態(tài)。

作者：田藝

來(lái)源：《合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司》

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