5000t/d线篦冷机冷却效果差的改造措施

  摘要：某5000t/d水泥生产线所配的篦冷机规格偏小，投产后窑系统实际最高产量远超设计值，导致出篦冷机熟料温度高，严重制约了水泥磨的运转率和窑系统的最大产能发挥，影响工厂的经济效益。经过对部分篦冷机冷却风机的改造后，降低了出篦冷机熟料的温度，增加了余热发电量，提高了工厂的经济效益。

  0  引 言

  我院为河北某公司5000 t/d新型干法水泥生产线所配的篦冷机为棒式第四代篦冷机，设计之初窑系统最高产量定位为5 500 t/d 。2010年生产线投产后，窑系统最高产量远超5 500 t/d，经常稳定在5 800 t/d，有时能到6 000 t/d。此时发现出篦冷机熟料温度高，远超过设计值，经测定熟料最高温度有时达到230 ℃。由于熟料温度过高，导致熟料库库底胶带输送机胶带烧坏，胶带的寿命大打折扣；另外，由于入水泥磨的熟料温度过高，水泥磨的滑履轴承温度经常超过设定值而报警，水泥磨不得不频繁停机，严重制约了窑系统的提产和水泥磨的运转率。针对此状况，2010年10月对篦冷机冷却风机进行了标定，2011年7月对部分篦冷机冷却风机进行了更换，改造后篦冷机冷却效果明显提高，经济效益明显。

  1  存在的问题

  生产线在试生产阶段，由于窑系统的产量在5000t/d左右，出篦冷机熟料温度基本在设计值范围内。随着生产技术人员对设备和生产工艺的熟悉，窑系统产量稳步上升，产量基本稳定在5800 t/d左右，最高达到6000 t/d。随着产量的上升，篦冷机主要出现以下问题：

  （1）篦冷机篦下压力高，F1室和F2室风机调节阀门全开的情况下，鼓不进足够的风；

  （2）出篦冷机熟料温度高，常在150 ℃左右，有时甚至出现红料，经测定熟料最高温度达到230 ℃；

  （3）虽然出篦冷机熟料温度高，但是去余热发电的废气温度不高（360 ℃左右），大部分时间达不到设计温度（设计温度为380 ℃），这说明熟料中的热量没有充分置换出来。

  针对出现的问题，2010年10月企业组织了设计院和风机设备制造厂家分别对篦冷机冷却风机进行了标定。标定结果见表1，篦冷机和冷却风机设计参数见表2。

  2 问题分析

  从表2的数据来看，风机设计值的总风量为569880m3/h，熟料单位配风量分别为2.735m³/kg熟料(窑产量5000t/d)、2.487m³/kg熟料(窑产量5500 t/d)、2.28 m³/kg熟料 (窑产量6000t/d)。篦冷机单位负荷分别为42.735t/d•m² (窑产量5000t/d)、47t/d•m²(窑产量5 500 t/d)和51.28 t/d•m²(窑产量6000t/d)。对应窑最高产量6000t/d来说，风机总风量的设计值足够，但篦冷机的冷却面积明显偏小，篦冷机的单位面积负荷偏大。一般篦冷机的负荷在42~45 t/d•m²之间，对应额定产量5 000 t/d的生产线，篦冷机冷却面积一般为130m²左右。

  从表1的数据来看，不管是设备厂家还是设计院的标定结果，风机实际的运行总风量与设计值相差比较大，约差36%，特别是F1、F2和F3的风机。此时实际运行的熟料单位配风量为1.54 m³/kg熟料(窑产量5 700 t/d)，明显低于标准值。

  综上所述，产生问题的主要原因有：

  （1）设计时对窑系统产量定位不准，导致篦冷机选型偏小。当窑系统产量超过5 500 t/d时，篦冷机单位面积负荷偏大，篦冷机篦床上的熟料厚度高于篦冷机设计的理论值。

  （2）F1、F2和F3室风机设计压力富余偏小，从表1的标定数据来看，风机出口压力高于额定值约10%。当窑系统产量超过5 500 t/d，表现为鼓不进足够的风。

  （3）冷却风机的整体效率偏低，偏离设计值太多，风机实际运行的总风量与设计值约差36%（窑产量5700t/d时）。

  （4） 第四代篦冷机的篦板为无漏料篦板，但细小的物料会积在篦缝中，长期不清理会堵篦缝，这样也会增加篦板的阻力。

  3 改造与效果

  3.1  改 造

  根据对标定结果的分析，本着快速达到目标而又少投入的原则，充分利用原有厂房空间，最大限度地利用原有的风机基础和保持风机所配的高压电机的功率不变，进行以下技改：

  （1）F1、F21、F22三台风机增加压力，风量基本保持不便，重新购买高效率风机，保持原有风机的功率，这样原有电机不用更换继续使用。

  （2）原来的F21、F22两台风机更换到F31、F32，原来的F31、F32两台风机拆掉，其它的风机不变。

  这样只需购买三台风机，原有的风机基础和电气元件均不需要改变，技改周期短，利用工厂大修时间就可以完成。技改后的风机参数见表3。

  3.2  改造效果

  篦冷机风机经过技改后，窑系统的产量稳定在5300~5700 t/d时，出篦冷机熟料温度比技改前降低约40 ℃，去窑头余热发电的废气温度提高约15 ℃（废气温度375 ℃），熟料温度基本达到设计要求。 这样降低了由于熟料温度高导致水泥磨的滑履轴承温度而停机的概率，提高了水泥磨的运转率，降低了出水泥磨的水泥温度，改善了水泥的物理性能。另外，去窑头余热发电的废气温度提高，单位熟料的余热发电量也相应增加了约3 kW•h/kg熟料，技改综合效益明显。但是，当窑系统产量维持在5700 ~6000 t/d的高位时，出篦冷机熟料温度还是偏高(约150~180 ℃)。

  4  结束语

  （1）出篦冷机熟料温度的高低主要决定于篦冷机的单位面积负荷和所配冷却风机的参数及效率，在设计阶段就应该针对窑系统的最大产量来合理选择篦冷机的规格，这样才能发挥系统的最大能力，给工厂带来好的经济效益。否则就会给生产带来麻烦，制约系统产能的发挥。

  （2）篦冷机冷却风机的参数在设计时应该考虑适当的富余系数，以适应窑产量的波动。

  （3）对于业主来说，加强对设备的维护，及时清理篦缝中细料和加强气室之间的密封，也是保证设备正常运转的条件。

  （4）对部分篦冷机冷却风机进行更换后，提高了篦冷机的冷却效果，增加了余热发电量，降低了熟料温度，相应提高了水泥磨的运转率，提升了工厂的经济效益。