篦冷机在烧机矿冷却上的运用

1. 篦冷机液压系统使用

篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备。随着现代新型干法水泥生产技术和装备的迅速发展，以及水泥熟料篦冷机的技术不断提高，高效能、运行可靠的熟料篦冷机成为确保系统生产能力的关键。

设计特点及技术指标
设计特点：
● 进料端采用了先进的KID系统及脉动供风，使出窑高温熟料快速冷却，提高了熟料的强度和易磨性，彻底消除堆“雪人”及“红河”现象对篦板的毁坏，提高设备运转率；
● 优化的篦床分区供风，精确控制各冷却区域的用风量，最终达到高效冷却，获得高的热回收效率，节能效果显著；
● 摆动补偿器能补偿篦床在三维空间的运动，使用寿命长；
● 所有轴承外置，风室内无润滑点、运转可靠；
● 结构紧凑、占用空间少；
● 高效新型篦板结构，漏料量极少，减少篦板磨损、延长使用寿命。拉链机间歇运行，减少故障率、降低电耗；
● 新结构的料封阀，减少空气泄漏。结构简单、维护方便；
● 模块化设计，减少安装费用、加快安装进度；
● 完善的监测调控技术，确保篦冷机运行更加可靠、稳定窑的操作。 具有以上特点的HCFC型控制流篦冷机已广泛应用于水泥及氧化铝生产线的新建及老设备的改造，及电力行业中颗粒物料的冷却，生产实际使用已达到国际指标，保持国内领先水平。
技术指标：
● 产量600~10000 t/d
● 热效率≥72%
● 入料温度1370℃
● 出料温度65℃+环境温度
● 出料熟料粒度≤25mm
● 设备运转率≥98%
● 篦板使用>2年

2. 第三代篦冷机工作原理及结构组成

TC篦冷机的基本构造和工作原理混；
TC型篦冷机的天津水泥工业设计研究院（TCDRI）90年代开发的第三代篦冷机，如图所示，TC篦冷机由上壳体、下壳体、篦床、篦床传动装置、篦床支承装置、熟料破碎机、漏料拉链机、自动润滑装置及冷却风机组等组成。
热熟料从窑口卸落到篦床上，在往复推动的篦板推送下，沿篦床全长分布开，形成一定厚度的料床，冷却风从料床下方向上吹入料层内，渗透扩散，对热熟料进行冷却。冷却熟产后的冷却风成为热风，热端高温热风作为燃烧空气入窑及分解炉（预分解窑系统），部分热风还可作烘干之用。热风利用可达到热回收，从而降低系统热耗的目的；多余的热风将经过收尘处理后排入大气。冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中；大块熟料则经过破碎、再冷却后汇入输送机中；细粒熟料及粉尘通过篦床的篦缝及篦孔漏下进入集料斗，当斗中料位达到一定高度时，由料位传感系统控制的锁风阀门自动打开，漏下的细料便进入机下的漏料拉链机中而被输送走。当斗中残存的细料尚能封住锁风阀门时，阀板即已关闭而保证不会漏风。
对现代篦冷机的性能要求是高冷却效率、高热回收率和高运转率。为实现上述的高性能，篦床的设计是关键。TC篦冷机的篦床分为如下三部分：
（1）高温区：即熟料淬冷区和热回收区，在该区域采用TC型“充气梁”装置，其中前端五排采用“固定式充气梁”，倾斜15°；后续四排为“活动式充气梁”，倾斜3°。高温区采用TC型“充气梁”装置是TC篦冷机达到高冷却效率、高热回收率和高运转率的根本保证。应该强调在最高温区采用“固定式充气梁”装置最大优点是大大降低了热端篦床的机械故障率，这就充分保证篦冷机的运转率。由于正对窑下料口区域的篦床采用“固定式充气梁”装置，热熟料易于堆积，虽可调节冷却风量来对积料厚度加以控制，但为防“雪人”和大块熟料球的堆积，在端部壳体上加装了一组空气炮，按实际需要间断地“开炮”，适时清理过多的积料，以保证稳定安全的操作。
（2）中温区：采用低漏料篦板，该篦板有集料槽和缝隙式通风口，因冷却风速较高而具有较高的篦板通风阻力，因而具有降低料层阻力不均匀影响的良好作用，有利于熟料的进一步冷却和热回收。
（3）低温区，即后续冷却区。经过前端TC篦板区和低漏料篦板区的冷却，熟料已显著降温，故该区仍采用通常的Fuller篦板，这足以实现对该机性能的要求

3. 篦冷机的主要结构部件和形式发展概况是什么

篦床上熟料前行采用活动篦板推动。冷却风采用风机送风至篦下风室和高温段的空气梁，经篦板再穿透熟料层，将熟料急冷和进一步冷却，通过高温段的冷却风作为二次风和三次风入窑和分解炉。实际运行中篦床上料层厚度是不均匀的，料层薄的地方通风多，料层厚的地方通风少；又运行篦板容易变形或脱落易导致漏料窜风。故一般冷却配风达2.4～2.5Nm?/kg熟料。致命的是入窑和分解炉的二次风和三次风不易提高，导致烧成系统提高更高的产量有困难。第四代推杆式篦冷机篦床上的篦板全部固定不动，熟料前行采用推杆推动。冷却风采用风机送风至装有自动调节阀的篦板，再穿透熟料层，将熟料急冷和进一步冷却，通过高温段的冷却风作为二次风和三次风入窑和分解炉。篦下自动调节阀调节风量，克服篦床上料层厚度不均匀性的缺陷，料层薄的地方通风少，料层厚的地方通风多。全部篦板固定不动，篦板固定不容易变形或脱落,不易造成漏料窜风，故一般冷却配风为≤2.1Nm?/kg熟料。第四代推杆式篦冷机最大的优点是能保证入窑和分解炉的二次风和三次风可大幅提高，使烧成系统提高更高的产量有保障。现将两种篦冷机技术经济指标作一对比。

4. 什么是篦冷机

篦冷机是水泥生产线上重要的冷却设备，上个世纪30年代开发出篦式冷却机设备，为水泥生产线向大型化发展奠定基础，我国从事篦冷机设计开发是在60～70年代，80年代中期我国引进了美国FULLER公司第二代篦冷机制造技术，篦冷机技术的引进开发使我国水泥工业向前迈出一大步，相继开发的一大批新型干法水泥生产线都使用的是FULLER型篦冷机，90年代中期我国又开发出第三代空气梁式篦冷机，第三代篦冷机的开发应用成功最显著的特点就是同规格的回转窑产量提高近20%以上。丹麦史密斯公司开发的第四代篦冷机已投放市场多台，显示出了高一筹的先进性。篦冷机的研究工作仍在不断深入进行。

5. 第四代篦冷机的资料

简介 篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备。随着现代新型干法水泥生产技术和装备的迅速发展，以及水泥熟料篦冷机的技术不断提高，高效能、运行可靠的熟料篦冷机成为确保系统生产能力的关键。 [编辑本段]设计特点及技术指标 设计特点： ● 进料端采用了先进的KID系统及脉动供风，使出窑高温熟料快速冷却，提高了熟料的强度和易磨性，彻底消除堆“雪人”及“红河”现象对篦板的毁坏，提高设备运转率； ● 优化的篦床分区供风，精确控制各冷却区域的用风量，最终达到高效冷却，获得高的热回收效率，节能效果显著； ● 摆动补偿器能补偿篦床在三维空间的运动，使用寿命长； ● 所有轴承外置，风室内无润滑点、运转可靠； ● 结构紧凑、占用空间少； ● 高效新型篦板结构，漏料量极少，减少篦板磨损、延长使用寿命。拉链机间歇运行，减少故障率、降低电耗； ● 新结构的料封阀，减少空气泄漏。结构简单、维护方便； ● 模块化设计，减少安装费用、加快安装进度； ● 完善的监测调控技术，确保篦冷机运行更加可靠、稳定窑的操作。 具有以上特点的HCFC型控制流篦冷机已广泛应用于水泥及氧化铝生产线的新建及老设备的改造，及电力行业中颗粒物料的冷却，生产实际使用已达到国际指标，保持国内领先水平。 技术指标： ● 产量600~10000 t/d ● 热效率≥72% ● 入料温度1370℃ ● 出料温度65℃+环境温度 ● 出料熟料粒度≤25mm ● 设备运转率≥98% ● 篦板使用>2年

6. 篦冷机是什么东西

篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备。随着现代新型干法水泥生产技术和装备的迅速发展，以及水泥熟料篦冷机的技术不断提高，高效能、运行可靠的熟料篦冷机成为确保系统生产能力的关键。
设计特点：
● 进料端采用了先进的KID系统及脉动供风，使出窑高温熟料快速冷却，提高了熟料的强度和易磨性，彻底消除堆“雪人”及“红河”现象对篦板的毁坏，提高设备运转率；
● 优化的篦床分区供风，精确控制各冷却区域的用风量，最终达到高效冷却，获得高的热回收效率，节能效果显著；
● 摆动补偿器能补偿篦床在三维空间的运动，使用寿命长；
● 所有轴承外置，风室内无润滑点、运转可靠；
● 结构紧凑、占用空间少；
● 高效新型篦板结构，漏料量极少，减少篦板磨损、延长使用寿命。拉链机间歇运行，减少故障率、降低电耗；
● 新结构的料封阀，减少空气泄漏。结构简单、维护方便；
● 模块化设计，减少安装费用、加快安装进度；
● 完善的监测调控技术，确保篦冷机运行更加可靠、稳定窑的操作。
具有以上特点的HCFC型控制流篦冷机已广泛应用于水泥及氧化铝生产线的新建及老设备的改造，及电力行业中颗粒物料的冷却，生产实际使用已达到国际指标，保持国内领先水平。
技术指标：
● 产量600~10000 t/d ●热效率≥72%
● 入料温度1370℃ ●出料温度65℃+环境温度
● 出料熟料粒度≤25mm ●设备运转率≥98%
● 篦板使用>2年

7. 篦冷机的冷却风机为什么压力和风量会各有不同

这个原因有好多：1、篦冷机篦床所采用的篦板型式不一样，风压阻力大小不一样。2、出窑后的熟料温度、粘度对空气的阻力大小不一样。3、为取得良好的热回收效率，料层控制的厚度不一样，造成料层阻力不一样。以上原因就导致了所选用的风机压力和风量各有不同，剩余风量太多浪费能源，前段风量太大，会造成二次风温下降，热耗上升。

8. 篦冷机冷却效果差熟料温度高对熟料结粒及强度有什么影响

造成熟料温度高的因素：

1、熟料结粒性不好，熟料大块多。由于窑系统工况稳定性差，热工制度波动多，大块窑皮脱落频繁，使得进入篦冷机的大块料多，熟料块不能快速冷却或冷却不透，经熟料破碎机破碎后产生红料，出篦冷机熟料红块过多，造成熟料温度升高。
2、篦冷机操作上存在一定的问题。篦冷机篦床上的料层过薄或过后都会导致熟料冷却效果不好，出篦冷机的熟料温度偏高。当料层过薄时会造成冷却风短路，当料层过厚时，因风吹不透料层，冷却风量会急剧下降。
3、窑系统用风影响。生产中由于预热器系统结皮、窑内结圈及三次风闸板损坏等原因，造成窑内通风不好。窑内正压，此时被迫减少篦冷机风机风量，造成出篦冷机熟料温度偏高。
4、熟料产量过高。篦冷机设计冷却能力为2500t/d，按10%的富余量计算，达到2750 t/d是能够满足要求的，但过高的熟料产量使得篦冷机的冷却能力显得不足，冷却能力下降，造成出篦冷机的熟料温度偏高。
5、保证余热发电AQC炉进口温度的影响。为保证余热发电AQC炉进口温度，提高系统的发电量，在操作上使得篦冷机后段料层偏厚，用风量偏低，使熟料在中、低温阶段冷却效果差，造成出篦冷机的熟料温度高。
熟料温度高的危害：
1、对熟料破碎机、辊压机的影响。正常情况下，熟料破碎机、辊压机轴承正常温度应在50℃，但因为熟料温度过高，热通过轴的传导直至轴承，造成轴承温度高达70℃以上，不得已增加冷却风机或循环水进行冷却降温，严重时会因轴承温度急剧上升，造成设备跳停，影响系统的安全稳定运行。同时熟料温度过高还会造成，破碎机边衬板变形，影响转子安全运转，严重时造成设备停机。
2、对熟料拉链机的影响。因普通钢材的强度与温度的关系造成反比，及温度越高，强度越低。过高的温度会使输送机的热疲劳损耗加剧，使用寿命缩短。熟料输送机由于输送的熟料温度高，造成裙板及中间的站板大多发生变形脆化，使其使用寿命受到明显影响。
3、对胶带输送机的影响。熟料从熟料库底出库到水泥磨入料提升机均采用皮带输送，皮带的耐热温度一般在150℃左右，如长时间使用温度高的熟料，将会大大降低皮带的使用寿命，降低设备的连续运转率。
4、对水泥质量及磨机台时的影响。粉磨系统温度高，一方面会导致部分石膏脱水影响到水泥质量及加大设备的疲劳损耗，另一方面对磨机台时产量也有较大的影响。由于随着磨内温度升高，细粉静电吸附效应增加，加重了磨内糊球、糊衬板、糊篦板现象，使过粉磨严重，水泥磨台时随之降低。

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处理熟料结粒差的几项措施

5000t/d生产线工艺配置：回转窑Φ4.8×72m； 在线TTF预分解系统；TCFC 5500行进式稳流冷却机；EPIC-F3170燃烧器； 两台CLF18120辊压机终粉磨系统，MFB3873＋35风扫煤磨；配置一座9MW低温余热发电系统。

存在问题：投产后，熟料结料差、飞砂严重，熟料立升重在1120g/L左右；烟室结皮多，窑电流高，严重影响了窑的操作调整及产质量的发挥。同时因熟料结粒差、飞砂料严重，篦冷机冷却效果差，两侧经常出现“红河”现象，吨熟料发电量只有30KWh/t左右。细粉料加剧了窑头收尘管道、收尘设备磨损。粉料容易熟料输送料斗缝隙溢出，造成料斗输送链条磨损大和现场环境卫生差。  

针对此情况，笔者公司专们成立飞砂料治理小组，组织各部门讨论分析，对料、煤及操作的进行了相应的调整，熟料结粒达到了较好状态，窑系统各项技术经济指标得到提高。现就谈谈我公司的经验，供同行参考。  

1 原燃材料情况  

（1）笔者公司采用四组分配料，其原材料情况见表1。  

（2）入窑生料成份见表2。  

（3）熟料成分及熟料矿物组成见表3。  

（4）煤质情况：采用多家烟煤搭配使用，煤工业分析见表4。  

2 原因分析  

（1）笔者公司石灰石品质高，石灰石中杂质少，CaO含量平均达到53.94%。氧化镁含量低，平均在0.25%，硫、Cl碱含量低。石灰石分解温度要求较高，反应活性较差。一般情况，当石灰石中伴生有其它矿物和杂质，一般具有降低分解温度的作用，这是因为石灰石中SiO2、Al2O3、Fe2O3等增强了方解石的分解活性所至。  
（2）原料中硫氯碱等有害成分少，生料中碱含量低，MgO含量低，相对而言，煅烧中低共熔温度较高，液相粘度较大。
（3）煤供应点多，最多时达到六家供应商，搭配品种和比例变化大，煤质较差，煤质不稳定，受燃烧特性不同影响，煤粉存在明显的分级燃烧，造成烧成带火力强度不集中，煅烧温度难提高，副窑皮长、厚，烟室温度高，结皮增加，且因窑热工制度不稳定易长易掉，引起熟料结粒差。  

（4）工艺管理和操作：煤质变化快，调料很难到位，工艺调整频繁、很难找到平衡点。新建生产线，操作员对系统的熟悉、把控度不高，操作水平、操作思想存在差异，操作中窑产量、系统用风、窑速控制、篦冷机操作不统一，造成人为操作不稳引起窑系统热工制度不稳。  

（5）与质管部沟通不足，配合不好。当物料好烧窑况好后，配料管理人员有意控高KH、SM值，造成煅烧难度增加，窑况又变差，入窑物料成分控制的不稳定使得窑热工制度难以保持稳定。  

（6）采购与进厂原煤管理不协调。煤供应点过多，不同煤之间燃烧特性存在较大差异，单批煤一次供应量少，预均化堆料过程中，很验证保证搭配品种、比例的稳定。  

3 调整方案及解决措施  

（1）定期召开操作员交流会，统一操作思想，减少系统操作的不稳定性。根据阶段性窑况选定合适的窑喂料量，以稳产求高产，以限制生料最高喂料量来稳定用风、用煤量。操作上，保持高窑速，稳定篦冷机操作，适当减少窑内通风，提高二三次风温，同时，煤粉细度控制由原来的≤8.0%改为≤4.0%，减轻分级燃烧现象，提高煅烧温度。  

（2）改善物料易烧性。  

①我公司采用辊压机终粉磨系统，前期出磨生料细度控制指标为0.08mm筛余≥22.0%,0.2mm筛余≥4.0%，实际出磨细度在0.08mm筛余20.0%左,0.2mm筛余实际2.0%～3.0%,生料粗颗粒多，增加了煅烧难度，经过分析决定改控制指标为0.08mm≥18.0%,0.2mm≥1.5%～2.0%。  

②原燃料中含有镁、碱、硫等成分分多时，会增加液相量和降低液相表面张力，而煅烧过程中的液相量又与熟料化学成分和煅烧温度有关，配料方案选择与煅烧温度的匹配就显得十分必要。从表三和表四看，熟料KH值和SM值不高，熟料液相量正常，但MgO和SO3含量低，液相表面张力较高。经过一段时间的摸索、总结得出：在熟料KH值保持0.900～0.910范围， SM值和IM值下调控制过程中，只要窑况稳，熟料中游离氧化钙稳定在1.0%左右，熟料强度不降反升，且熟料结粒良好，熟料立升重有明显增加。根据这一现象，最终定在KH＝0.900～0.910,SM＝2.10左右,IM＝1.35～1.45,熟料液相量在27%～28%，物料易烧，熟料结粒良好，升重由之前的平均1120g/L，增加到1200 g/L，熟料强度3d保持在30 MPa～33 MPa，28d强度保持在60～64MPa,改进后熟料成分入矿物组成见表5。  
（3）重抓原煤采购与原煤均化管理。因生料中碱含量低，对进厂原煤的硫含量进行控制，确保合理的硫碱比控制（总结出原煤中全硫在1.2%以下时，烟室结皮少；减少煤供应商和增加每批煤的供应量，按堆场空间与消耗量做好煤进厂计划，利于增加煤的搭配比例稳定和延长同一比例煤的使用周期，利于配料稳定及煅烧操作调整，稳定窑系统热工制度。  

（4）加强现场管理，加强结皮清理和系统漏风治理。  

（5）与质管部及时沟通，跟踪好煤料变化，减少生料成分的波动。  

4 取得的效果  

经过上述措施改进后，窑系统运行良好，熟料结粒致密，熟料立升重在1200至1300范围，窑电流由平均850A降至750A左右各项技术经济指标明显改善，见表6。  
5 结束语  

配料方案选择必须根据原燃材料情况作调整，同时配料方案又要与煅烧制度相适应。窑系统热工制度的稳定离不开“五个稳定”。要想保持熟料结粒良好，一是要保持配料合理稳定，确保一定液相量、液相粘度和液相表面张力；二是窑操作要稳定，三班操作必须统一，以稳产求高产，找到窑系统的平衡点，寻求煅烧成本最低化；三是管理，各部门的沟通与协调，各环节的工作围绕一个目标开展，即为窑系统稳定运行提供条件为前提，各管理环节形成有效合力，窑产质量才能发挥最佳效应。  

9. 篦冷机的操作要点是什么

①对篦冷机本身调整，以调整篦床上的料层厚度，既不因料层过厚，冷却不好，温度过高而烧坏篦板，又不因料层过薄、温度过低而影响二次风温、火焰形状和煤粉燃烧；
②调整高、中、压风机风量以增减冷却速度。

10. 篦冷机与制冷机又什么关系

篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备。随着现代新型干法水泥生产技术和装备的迅速发展，以及水泥熟料篦冷机的技术不断提高，高效能、运行可靠的熟料篦冷机成为确保系统生产能力的关键。
设计特点：
● 进料端采用了先进的KID系统及脉动供风，使出窑高温熟料快速冷却，提高了熟料的强度和易磨性，彻底消除堆“雪人”及“红河”现象对篦板的毁坏，提高设备运转率；
● 优化的篦床分区供风，精确控制各冷却区域的用风量，最终达到高效冷却，获得高的热回收效率，节能效果显著；
● 摆动补偿器能补偿篦床在三维空间的运动，使用寿命长；
● 所有轴承外置，风室内无润滑点、运转可靠；
● 结构紧凑、占用空间少；
● 高效新型篦板结构，漏料量极少，减少篦板磨损、延长使用寿命。拉链机间歇运行，减少故障率、降低电耗；
● 新结构的料封阀，减少空气泄漏。结构简单、维护方便；
● 模块化设计，减少安装费用、加快安装进度；
● 完善的监测调控技术，确保篦冷机运行更加可靠、稳定窑的操作。
具有以上特点的HCFC型控制流篦冷机已广泛应用于水泥及氧化铝生产线的新建及老设备的改造，及电力行业中颗粒物料的冷却，生产实际使用已达到国际指标，保持国内领先水平。
技术指标：
● 产量600~10000 t/d ● 热效率≥72%
● 入料温度1370℃ ● 出料温度65℃+环境温度
● 出料熟料粒度≤25mm ● 设备运转率≥98%
● 篦板使用>2年

制冷机（refrigerating machine）

将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。制冷的温度范围通常在120K以上，120K以下属深低温技术范围。制冷机广泛应用于工农业生产和日常生活中。

1834年，美国的J.珀金斯试制成功人力转动的用乙醚为工质的可以连续工作的制冷机。1844年，美国的J.戈里试制了用空气为工质的制冷机，用在医院中制冰和冷却空气。1872～1874年，D.贝尔和C.von林德分别在美国和德国发明了氨压缩机，并制成了氨蒸气压缩式制冷机，这是现代压缩式制冷机的发端。19世纪50年代，法国的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水为工质的吸收式制冷机和氨水吸收式制冷机。1910年出现了蒸汽喷射式制冷机。1930年出现了氟利昂制冷剂，促进了压缩式制冷机的迅速发展。1945年，美国研制成功溴化银吸收式制冷机。

根据工作原理制冷机可分为：①压缩式制冷机。依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环，按制冷剂种类又可分为蒸气压缩式制冷机（以液压蒸发制冷为基础，制冷剂要发生周期性的气-液相变）和气体压缩式制冷机（以高压气体膨胀制冷为基础，制冷剂始终处于气体状态）两种。②吸收式制冷机。依靠吸收器-发生器组（热化学压缩器）的作用完成制冷循环，又可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式3种。③蒸汽喷射式制冷机。依靠蒸汽喷射器（喷射式压缩器）的作用完成制冷循环。④半导体制冷器。利用半导体的热-电效应制取冷量。

制冷机的主要性能指标有工作温度（对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度，对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度），制冷量（制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热量）、功率或耗热量、制冷系数（衡量压缩式制冷机经济性的指标，指消耗单位功所能得到的冷量）以及热力系数（衡量吸收式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指标，指消耗单位热量所能得到的冷量）等。现代制冷机以蒸气压缩式制冷机应用最广。