引言

某公司5000t/d熟料生產線配置第四代步進式篦冷機，配套尾置輥式破碎機(簡稱輥破)，隨著熟料燒成技術的進步，篦冷機面積較小，限制了生產線的進一步提產降耗，稍微提高點產量，出篦冷機熟料溫度就偏高且伴有紅料，并且篦冷機電耗及維護維修量較大。為滿足節能生產的要求，該公司于2021年初采用史密斯十字棒篦冷機技術對該線冷卻機進行技術升級改造。本文就此次改造進行總結，以資參考。

該生產線燒成系統配置為ф4.8m×72m回轉窯，五級雙系列預熱器，篦冷機為第四代步進式篦冷機，改造前存在的問題主要如下：

(1)篦冷機二、三次風溫不高，二次風溫1050~1100℃左右，且不穩定。分析認為：篦冷機前端對熟料的急冷效果一般，篦床前段可能存在冷風穿透現象。

(2)篦冷機面積僅138.3m2，篦冷機出口熟料溫度常常高于120℃，且時有紅料出現。分析認為，熟料產量大幅超過設計產能時，篦冷機能力不足；當窯內出現大塊熟料時，無法及時對其進行完全冷卻；大塊熟料經尾置輥破處理后進入拉鏈機，難免有紅料現象。

史密斯的研究表明，不同尺寸熟料顆粒的冷卻所需時間不同，詳見圖1所示。熟料在篦冷機內的停留時間為20min左右，篦冷機內出現的大塊(>100mm)熟料雖然能被尾置輥破破碎，但至出口的時間或者距離不足以滿足冷卻至環境溫度+65℃對時間或者距離的要求。

圖1 不同尺寸熟料顆粒所需冷卻時間

熟料產量大幅超過設計產能時，篦冷機單位篦面積負荷已超過正常篦冷機選型(一般篦冷機負荷設計為42～45t/d/m2)，而原篦冷機風機的配風是按照原設計產量配置，出篦冷機熟料的溫度必然高于正常產能時的環境溫度+65℃。

(3)單位熟料余熱發電量偏低。基于以上分析，熟料產量大幅超過設計產能時，篦冷機中段用于發電的單位熟料的余熱必然低于正常產能，其差值就是被高于環境溫度+65℃的熟料帶出了冷卻機。從理論上講，科學配上中置輥破，不僅可以將這部分熱量留下來發電，還可確保熟料溫度100％控制在設計值環境溫度+65℃以內。

業主根據該第四代步進式篦冷機存在的問題，結合史密斯公司技術人員的現場探勘和標定，決定將其整體更換為中置輥破十字棒篦冷機(見圖2)，其主要特點如下：

圖2 史密斯中置輥破十字棒篦冷機

(1)采用自動風量調節閥，省風省電，有助于保證系統的熱穩定性；

(2)自帶消雪人裝置，使篦床上的料層更加穩定；

(3)熱回收效率高，一般保證在75％以上，避免出口熟料溫度高的現象發生；

(4)采用分散獨立單列液壓驅動，運行可靠性極高，極大地降低了因篦冷機故障而產生的停窯風險；

(5)采用十字棒輸送熟料，其輸送效率高，易損件少，維修量低；

(6)采用模塊化篦床，篦板固定，只起冷卻作用，可靠性高；

(7)采用特殊密封結構，不漏料，無漏料輸送裝置，維修量低；

(8)輥破破碎能力強，破碎輥直徑大，并配“降低輥”(增大了破碎角度，破碎大塊物料能力強)，變頻調速。

根據業主提出的技改要達到的目標，史密斯公司確定了中置輥破十字棒篦冷機的型號：CB16×60 HRB MF IN416，技術參數見表1。

表1 所選中置輥破十字棒篦冷機的技術參數

具體方案：整體拆除原篦冷機本體及冷卻風機，根據史密斯公司設計將上殼體取風口與余熱發電和廢氣風口對接，整體更換為十字棒篦冷機，重新制作篦冷機及輥破基礎，繼續使用原有斜拉鏈機基礎，新篦冷機出口下料溜子直接對接至斜拉鏈機。

改造于2021年春節后大修期間進行，共歷時40天，最大限度地保證了生產線重新點火投料。截至目前，生產運行十分穩定。

中置輥破前段篦冷機改造示意見圖3所示。對于新篦冷機輥破后段篦床和中間破碎機，重新開挖并制作基礎。輥破后段篦床基礎在地面下約2.3m位置；斜拉鏈基礎標高不變，以便于最大限度地減少土建開挖量。中置輥破后段新篦冷機的改造見圖4所示。

改造后，設備運行穩定，典型的篦冷機中控畫面見圖5，二次風溫穩定運行在1150℃以上。冷卻機改造前后的設備配置及效果對比見表2。

篦冷機是燒成設備的核心系統之一，不僅承擔著熟料冷卻和輸送任務，還有改善熟料質量、提高熟料易磨性、提高熱回收效率的作用。它的使用效果將直接影響整個燒成系統的運轉率、煤耗、電耗等重要指標。也正是由于篦冷機的重要性，很多水泥企業都在開展篦冷機優化改造工作，以進一步優化燒成系統指標。本次技改證明，相比于尾置破碎的篦冷機，配置中置輥破可以100％確保篦冷機出口熟料溫度低于環境溫度+65℃，且基本不受窯況及熟料結粒的影響，而由于中置輥破的位置，決定了會有更多的余熱用于發電，而不是白白地浪費掉。

作者：鄧詩榮1，印秋風2，封輝亮3

來源：《1于都南方萬年青水泥有限公司；
2江蘇宇夢環保科技有限公司；3艾法史密斯貿易(北京)有限公司》

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