談我公司2500t/d篦冷機改造
山西中條山新型建材有限公司 李逸 高春風 王堅
我公司2500t/d熟料生產線篦冷機，是第三代充氣梁式篦冷機，于2007年4月投入使用。同全國很多同規格的廠類似的篦冷機，由于當時設計、制造、安裝等局限性，再加上所有廠同樣的心理，產量是生產線運行是否優良的第一標桿，所以在產量提高后，篦冷機的能力成為生產線上的薄弱環節，冷卻效果差、熱回收效果差、燒篦板、堆雪人、斷軸、漏料等工藝（或設備）問題，嚴重影響產量、質量和運轉率的提高，不利于應對激烈的市場競爭。特別是在運行兩年以后，問題越來越嚴重。因此，決定對篦冷機進行技術改造。
1 改造前的運行狀況及主要問題
1.1 我公司篦冷機設計及實際運行參數見以下。
表一 2500t/d篦冷機技術性能 設計參數
設 計 參 數 | 生產能力/(t/d) | 2500 | 實 際 運 行 參 數 | 二次風溫度/℃ | ≤950 |
| 入料溫度/℃ | 1371 | 三次風溫度/℃ | ≤800 | ||
| 出料溫度/℃ | 環境溫度+65 | 出料溫度/℃ | ＞250 | ||
| 料層厚度（一段）/mm | 500～600 | 料層厚度（一段）/mm | 300～400 | ||
| 篦板負荷[t/(㎡?d)] | 40.8 | 系統熱回收效率/% | 59.6 | ||
| 篦床有效面積/㎡ | 61.2 | 同步運轉率/% | ≤80 | ||
| 標態風量/(m3/kg) | 2.87 | ||||
| 出料粒度/mm | ≤25 |
1.2 改造前運行中主要問題表現在：
1）熱回收效果差，二次風溫、三次風溫低。
2）出冷卻機熟料溫度高，平均熟料溫度在250℃以上，由于冷卻效果差，篦床上溫度高，篦床兩側有嚴重紅河現象，細料側篦板與側板頻繁燒損，不僅影響到系統的運行率，還增加了維修成本與維修工作量。
3）由于整個篦板梁長期經受高溫，產生嚴重變形。
4）系統密封差，冷卻風短路、漏風、竄風嚴重，風室內不同風壓之間內耗大，有效冷卻風大幅度下降。
5）冷卻風機的風量和風壓不合理，選型不當，也是導致冷卻效果差的重要原因。 2 改造方案選擇 篦冷機改造項目一旦列入我公司技改計劃，改造方案和實施單位的選擇成為關鍵。由于國內可以改造第三代充氣梁式篦冷機的單位很多，技術水平參差不齊，為慎重起見，我公司做了大量的調查研究，并且向水泥行業多位知名專家進行廣泛咨詢，通過技術上的先進性、適用性，經濟上的合理性、盈利性，實施上的可能性、風險可控性進行半年多的論證、考察以及全面科學的綜合分析，最后確定選擇GZSJ公司的改造方案，采用了法國圣達瀚篦冷機技術進行實施改造。
具體改造方案如下：
（1） 增設進料高溫段——急冷床（圣達瀚專利技術） 刪除篦冷機入口處原有的多排固定床和前端充氣梁，增加圣達瀚篦冷機獨有技術的急冷床。 急冷床的風機及篦板布置見以下
急冷床的風機及篦板布置
急冷床1# 4排（七個控制小單元） 新增一臺風機供風
急冷床2# 3排（四個控制小單元） 采用一臺原有風機供風
（2） 急冷床的進風形式采用風箱+風管+蝶閥供風。
（3） 活動床全部更換為圣達瀚結構型式（框架梁、篦板梁、篦板與側護板）。
（4） 活動床部分重新劃分風室，共分為六個風室，分別由七臺風機供風，第一、二風室為新增風機，其余風室采用現有風機。 新的風室風機及篦板布置見表3。
（5） 更換所有篦板梁。
（6） 調整所有的自由輪、導向輪。
（7） 重新設計各風室密封，保證各風室風壓的獨立性。
（8） 更換所有電動弧形閥為圣達瀚雙層鎖風閥。
3、改造效果
我公司篦冷機改造與生產線升級改造同時進行，歷時22天，改造后熟料生產能力達到3100t/d。改造后篦式冷卻機的性能見下表
改造后篦式冷卻機技術性能
設 計 參 數 | 生產能力/(t/d) | 3100 | 實 際 運 行 參 數 | 二次風溫度/℃ | ≤1100 |
| 入料溫度/℃ | 1371 | 三次風溫度/℃ | ≤900 | ||
| 出料溫度/℃ | 環境溫度+65 | 出料溫度/℃ | ＜90 | ||
| 料層厚度（一段）/mm | 600～800 | 料層厚度（一段）/mm | 650～700 | ||
| 篦板負荷[t/(㎡?d)] | 48.9 | 系統熱回收效率/% | ≥76 | ||
| 篦床有效面積/㎡ | 63.4 | 同步運轉率/% | 100 | ||
| 標態風量/(m3/kg) | 2.21 | ||||
| 出料粒度/mm | ≤25 |
3.1 改造后二次風溫、三次風溫分別比改造前提高150℃、100℃以上，大大改善窯爐的燃燒氣氛，燃燒速度更加快，燃燼率提高，C1出口溫度下從330攝氏度下降至310攝氏度，窯的熱工制度更加穩定，窯爐的操作和控制變得容易，操作員普遍感覺到窯變得更好操作。
3.2 急冷床熟料流態化狀態良好，淬冷效果理想。從攝像電視和現場的觀察孔可以看到在高溫段高壓冷卻風均勻有力的穿透熟料層，徹底解決了因熟料的離析現象而產生的紅河問題。
改造前1月份三天平均強度為33.4 Mpa,2月份為29.9 Mpa,3月份為32.2 Mpa，平均為31.83 Mpa； 改造后6月份為38.7 Mpa，7月份為37.4 Mpa,8月份為35.6 Mpa，平均為37.23 Mpa（改造前后，生料成分與配料方案基本穩定）。
熟料：（改造前） 煤粉：
| 月份 | 3天強度（MPa） | 平均值（MPa） | 月份 | 發熱量(kcal/kg) |
| 一月份 | 33.4 | 31.83 | 一月份 | 5615.2 |
| 二月份 | 29.9 | 二月份 | 5688.9 | |
| 三月份 | 32.2 | 三月份 | 5500.9 |
熟料：（改造后） 煤粉：
月份 | 3天強度（MPa） | 平均值（MPa） | 月份 | 發熱量(kcal/kg) |
| 六月份 | 38.7 | 37.23 | 六月份 | 5569.6 |
| 七月份 | 37.6 | 七月份 | 5789 | |
| 八月份 | 35.6 | 八月份 | 5535.5 |
改造后三天強度平均增長了5.4Mpa 3.3 出冷卻機熟料溫度低，正常結粒的熟料顆粒可以直接用手抓起，測得的圓顆粒熟料溫度為86℃，低于環境溫度+65℃。
3.4 改造后窯產量從2750 t/d穩定提高到了2950t/d，最高產量提高到了3100t/d，篦冷機的效能沒有下降的表現，但由于受高溫風機限制，窯系統抗波動的能力弱，尚不能長期穩定運行。
3.5 節煤、減排效果明顯。
改造前
月份 | 實物煤耗(kg/t) | 平均值（kg/t） | 月份 | 實物煤耗(kg/t) | 平均值（kg/t） |
| 一月份 | 160 | 159 | 六月份 | 149 | 149 |
| 二月份 | 160 | 七月份 | 151 | ||
| 三月份 | 158 | 八月份 | 148 |
此表顯示改造后比改造前噸熟料煤耗降低了10kg/t
改 造 前 的 月 平 均 產 量 | 月份 | 熟料產量(噸) | 改 造 后 的 月 平 均 產 量 | 月份 | 熟料產量(噸) |
| 一月份 | 75498 | 六月份 | 88486 | ||
| 二月份 | 83383 | 七月份 | 72685 | ||
| 三月份 | 70408 | 八月份 | 82332 | ||
| 合計 | 229289 | 合計 | 243503 |
按6、7、8三個月的熟料產量243503噸計算，節省原煤2435噸，換算成標煤為1958.9噸，平均每月為652.96噸。 按一般每燃燒一噸標準煤產生二氧化碳2600公斤，二氧化硫8.5公斤，氮氧化物7.4公斤計算每年的減排量如下： 減排CO2=652.96×2.66×12=20842.48噸 減排SO2=652.96×0.0085×12=66.6噸 減排N2OX=652.96×0.0074×12=57.98噸
3.6 篦冷機改造后，可靠性系數RF提高到100%，再沒有因為篦冷機故障影響窯運行的情況。
山西中條山新型建材有限公司 2013年9月5日
