No.3 2013 Cement Guide for New Epoch 烧成技术
中图分类号：TQ172.622.4 文献标识码：B 文章编号：1008-0473(2013)03-0062-03 DOI编码：10.3969/j.issn.1008-0473.2013.03.017
第三代篦冷机一室供风系统的改造
周文良
四川嘉华企业（集团）股份有限公司，614003
摘 要 第三代篦冷机在我公司投运不久即表现出热效率低无法满足系统生产需求。除安装因素外，关键在于一室供风系统存在以下问题：风机选型不合理，风压偏小；入充气梁风管偏小；入阶梯梁风管脉动供风，冷却风量小。采取措施改造后，入窑二次风温稳定在1 100～1 170 ℃之间，入炉三次风温＞900 ℃，出篦冷机熟料温度＜120 ℃，低热熟料28 d强度平均提高2 MPa。
关键词 篦冷机 热效率 供风 改造
0 引言
我公司2 000 t/d熟料生产线配套第三代篦冷机。投产当月回转窑的综合运转率达到90%，产量也达到设计指标。之后篦冷机出现的问题较多，对窑的运转率及熟料产质量都造成较大影响。后经两次改进改造，篦冷机的各项技术参数达到设计指标，能够满足回转窑熟料冷却及烧成系统进一步提产的要求。现将篦冷机两次改进改造的情况作一简介，仅供参考。1 第一次改进
1.1 第一次改进前存在的问题
2009年5月投产后，熟料月产量虽然达到设计产量，但出篦冷机熟料温度高及篦冷机篦板磨损快。阶梯梁有两根弯曲变形，紧挨阶梯梁的前四排活动篦床和固定篦床的篦板使用时间最长的四个月，短的不到三个月时间。1.2 原因分析
阶梯梁弯曲变形，最初分析是由于回转窑与篦冷机布置位置不合理而导致出窑熟料在篦冷机上的落料点不合适引起的。更换新的阶梯梁后，通过两个多月的观察发现：在窑内并无明显的结圈结蛋的情况下，阶梯梁仍然弯曲变形。篦冷机篦板重新更换厂家后，使用寿命仍然没有超过四个月。从多次更换下来的篦板的破损情况来看，初步判断是由于篦板接触较高温度的熟料将篦板烧坏，而非篦板的材质问题引起的。
我们结合中控摄像头所观察到的从回转窑入篦冷机的熟料情况，认为阶梯梁变形和篦板磨损快62
是由于熟料在入阶梯梁时冷却不及时，阶梯梁接触到了较高温度的熟料而导致梁的强度下降，在较大块状出窑熟料的冲击下而变形。由于前面的阶梯梁对熟料的冷却效果差，篦冷机前面四排的固定篦板和活动篦板也直接接触到较高温度的熟料而导致寿命较短。1.3 解决方法
2009年年底，利用回转窑大修的机会，我公司会同设备制造商对篦冷机冷却系统进行了全面的检查。经过仔细检查发现：由于设备安装的问题，阶梯梁的入口与波纹管的联接地方在现场焊接比较困难，安装单位图省事，在联接处少焊、漏焊现象严重，漏风面积相当大。正因如此篦冷机供阶梯梁的风有相当部分没有直接进入充气梁而是进入篦下一室中，从而导致阶梯梁的供风不足，熟料冷却效果差。在将联接处全部满焊后，阶梯梁变形的问题得到彻底解决，篦板寿命也大幅延长。2 第二次改造
2.1 第二次改造前的情况
第一次改进后，篦冷机对回转窑运转率的影响大为减小，但熟料冷却及热回收效率仍然不佳，主要表现在：
（1）入窑二、三次风温低。
该系统在生产普通水泥熟料且产量较低的情况下，出篦冷机熟料温度在250 ℃以下；在生产低热水泥熟料和高镁低热水泥熟料时，无论回转窑产量的高低，出篦冷机的熟料温度都是在280～320 ℃之间，在篦冷机入熟料链斗机的起始段，链斗机内的
2013年第3期
No.3 2013 周文良：第三代篦冷机一室供风系统的改造 烧成技术熟料随时都是通红的，篦冷机的冷却效果非常差。另一方面，由于篦冷机的冷却效果差，入窑二次风温在880～920 ℃之间，即使是生产普通水泥熟料的时候入窑二次风温也未超过920 ℃；三次风入分解炉温度在800 ℃以下。
（2）熟料质量差。
篦冷机的两个主要作用就是回收出窑熟料的热量和改善熟料质量。后者是指通过快速冷却，尽可能阻止熟料中的β-C2S向γ-C2S转变，因为γ-C2S不但易磨性差，而且强度低。由于我厂是以生产低热水泥熟料为主，出窑熟料中硅酸二钙的含量本来就较高，篦冷机的快速冷却能力的好坏对熟料质量的影响尤为明显。
（3）熟料温度高，危害大。
篦冷机的冷却效果较差，熟料温度较高，熟料破碎机筛条经常弯曲变形，使得破碎机锤头和筛条之间的间隙变大，入熟料库的熟料粒度大的在70 mm左右，最大的达到90 mm。由于我厂未设预破碎系统，大块熟料的直接入磨也是导致水泥磨产量低、电耗高的重要原因。
较高温度的熟料即使经过熟料库的短暂存放，入磨熟料温度多数时候仍然在150 ℃以上，为此不得不采取在熟料配料皮带秤上直接淋水的办法来降低入磨熟料的温度。此法虽然达到了降低熟料温度的作用，但从我厂的统计数字来看，熟料强度降低2 MPa以上，是非常不可取的。
2.2 二次改造前篦冷机系统所存在问题的原因分析2.2.1 风机选型不合理，风压偏小
我厂所选的篦冷机为第三代充气梁式篦冷机，本身需要较高的风机压力以降低由于熟料在篦床上分布不均而导致的通风不均的影响，同时适应篦冷机的厚料层操作。从投产后篦冷机的风机实际运行情况来看，篦冷机一段熟料层厚度必须保持在500 mm的厚度以下，一室充气风机电流才能达到额定电流的50%以上，也就是说篦冷机上的熟料层要较薄才能保证一定风量的风鼓入篦冷机。而一段的厚料层操作是保证熟料有较好冷却效果和获取较高的入窑二次风温的关键所在。2.2.2 入充气梁风管偏小
通过实际测量阶梯梁上篦板的篦缝宽度和长度，从而计算出每块篦板篦缝的通风面积。经过测量计算阶梯梁左右两边篦板篦缝的通风面积均为8 100 mm2。充气梁的入口截面是90 mm×90 mm的
一个方口，与篦板的通风面积相等。
由于考虑到篦冷机直接接触到高温熟料，温差大，钢材的热胀冷缩量较大，所以充气梁端口设有波纹管与鼓风机的风管相联，以抵消充气梁因热胀冷缩而对设备造成的影响。
波纹管由篦冷机厂家配套供货，直径为90 mm，截面积为6 358 mm2，是充气梁入口截面积的79.5%。相当于在篦冷机鼓风机的出口与充气梁之间加一个固定开度79.5%的阀门，真接造成了充气梁的供风不足，从而导致了熟料在阶梯梁的冷却效果差。
2.2.3 入阶梯梁风管脉动供风，冷却风量小
该篦冷机阶梯梁的供风采用脉动供风系统。阶梯梁采用脉动供风系统的主要理由是：四根阶梯梁采用周期性的脉动供风，可使每根充气梁内鼓入的风，经篦板再穿过熟料层，在每根阶梯梁的风即将吹透熟料层的时候脉动供风系统自动进入下一根阶梯梁的供风，从而保证窑头看火的清晰。而事实上，由于阶梯梁通过篦板鼓入熟料层内的风是倾斜向下的，即使是采用连续供风，窑头的清晰状况几乎不会受影响。相反，由于采用周期性的脉动供风，在每一个周期内，每一根充气梁都会有一段时间处于关闭状态，进一步导致通过阶梯梁鼓入篦冷机的风量减少。
2.3 篦冷机一室供风系统改造的目标和可行性2.3.1 改造的目标
（1）提高入窑二次风温130 ℃以上，即回转窑的入窑二次风温要达到时1 050 ℃以上；（2）入分解炉的三次风温度提高50 ℃以上，即入分解炉三次风温高于850 ℃；（3）出篦冷机的熟料温度低于150 ℃，彻底解决篦冷机出红料的问题；（4）熟料强度有所提高，熟料的易磨性有所改善；（5）由于二、三次风温的大幅提高，每吨熟料的实物煤耗预期会在原来的基础上下降2 kg左右。
2.3.2 改造目标实现的可能性
我厂篦冷机为第三代充气梁式篦冷机，从设备厂家提供给其它生产普通水泥厂家的篦冷机运行状况来看都较为良好。入窑二次风温平均在1 050 ℃左右，最低的也超过1 000 ℃，最高的达到1 200 ℃。入分解炉三次风温都在900 ℃以上。所以我厂定的二次风温超过1 050 ℃，入分解炉三次风温超过850 ℃是完全能够实现的。
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2013年第3期 新世纪水泥导报
No.3 2013 Cement Guide for New Epoch 烧成技术
中图分类号：TQ172.8; TU54 文献标识码：B 文章编号：1008-0473(2013)03-0064-02 DOI编码：10.3969/j.issn.1008-0473.2013.03.018
一起分解炉耐火砖烧蚀的原因及处理方法
尹 伟 黄四平
福建春驰集团新丰水泥有限公司，364011
我公司2条2 500 t/d生产线，回转窑规格Φ4.0 m×60 m。一线2011年11月进行技改，分解炉锥部新增两根双通道喷煤管；分解炉底部炉容尺寸由原来的Φ5.06 m增大至Φ5.60 m，并更换新的分解炉直筒耐火砖。在六个月的生产过程中一直出现分解炉锥部结皮严重的现象。主要结皮位置在三次风管出口右侧的上部（见图1）。
因结皮位置特殊，在生产时无法彻底清理干净，造成分解炉阻力增大，产、质量不稳定的状况时有发生。2012年5月初，结合设计院的要求以及
2.4 改造措施
2.4.1 更换篦冷机一室的四台充气风机和平衡风机
将一室的四台充气风机压力增大，以适应篦冷机厚料层操作，提高入窑二次风温和入分解炉三次风温。将原来的篦冷机一室充气风机（左二）改为篦冷机一室平衡风机。
更换前后篦冷机系统风机的设备性能指标分别见表1、表2。
表1 原篦冷机系统风机性能指标
表2 新更换风机的设备性能指标
2.4.2 对入阶梯梁的风管进行改造
将入阶梯梁端口的Φ90 mm的圆管全部改为90 mm×64
90 mm的方管，解决通风过程中两头大中间小的问题，降低管道阻力，增加通风能力。取消脉动阀，将周期性的脉动供风方式改用连续供风方式。3 改造后的效果及经济效益3.1 改造效果
篦冷机供风系统改造后，现今已能连续稳定运行，入窑二次风的温度可稳定在1 100～1 170 ℃之间，入解炉的三次风温超过900 ℃。出篦冷机的熟料温度最高也在120 ℃以下，入水泥磨的熟料配料皮带上再也不需要淋水。由于篦冷机的急冷却效果大幅改善，低热熟料的28 d强度在原来的基础上平均提高2 MPa。3.2 经济效益
篦冷机系统改造成功后运行的统计表明，熟料实物煤耗降低2.3 kg。以年50万t熟料计算，年节煤1 150 t，以600元/t的较低煤价计算，年节约成本69万元，而技改全部费用仅35万元，不到半年即可收回全部投资，这还不包括由于熟料强度提高而掺合材比例随着提高节约的费用。第二次篦冷机改造是非常成功的。4 结束语
第三代篦冷机，总体的冷却效果还是比较好的，技术也比较成熟，部分水泥企业的第三代篦冷机的冷却效果低于设计指标，大多通过较小的改造即可达到目标。
（收稿日期：2013-04-16）
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