篦冷机技术改造

篦冷机技术改造
•单位:中国水泥网技术中心收集整理[2021-5-4]
关键字:篦冷机- 改造
•摘要:我厂熟料冷却使用成都建材设计院研究开发的第三代篦冷机，型号为 603s－ 606H － 829H，能力为1000t／d。

2001年投入使用后，一些部件出现故障，我们对此进行了技术改造。

1、活动充气梁风管连接螺栓改造活动充气梁位于篦冷机的高温区，利用 2 台高压风机为其供
风。

梁两侧风管随活动篦床往复运动，长时间的往复运动，风管与梁之间的连接螺栓螺纹容易滑扣失效，由于连接螺栓为双头螺柱，一头直接拧入充气梁端面，损坏后修复非常困难。

我们将该部位的连接改为法兰连接，在充气梁外加固电焊一段长度为150mm 的风管，另一段焊法兰，该法兰与风管法兰用螺栓连接，检修时更换螺栓非常方便。

2、活动波纹管的改造充气梁不锈钢活动波纹管一端与风机出口连接，另一端与活动充气梁风管
相连接，随活动梁摆动，行程为 130mm，不锈钢波纹管长度为1200mm、直径为Φ220mm，由于长时间往复运动，波纹管的波纹非常容易拉断，造成漏风停机。

为此将波纹管改为夹布橡胶管，如图 1 所示。

橡胶管内部有 3 层细帆布，既有一定弹性，又不易变形，橡胶管耐压能力是风机风压的
2 倍。

改造前，一年使用 6 根不锈钢波纹管，每根为1300 多元，改造后两年未换过橡胶管，橡胶
管每根仅有 100 多元，已节约上万元的本钱。

3、链幕的改造篦冷机出料端链幕受高温含尘气流冲刷，同时受锤式破碎机还击熟料颗粒的冲
击，链条极易冲刷腐蚀，尤其悬挂锚钩容易脱落，严重时只使用 2～3 月。

我们的改造是链条改用耐热钢，再在链幕挂钩外焊钢板〔厚度为 12mm、宽为 100mm、长为 4 000mm〕作为抗冲击护罩板，以保护链幕锚钩部位，并且每隔 200mm加焊筋板，用以增加强度。

改造后，使用一年锚钩完好，链条抗磨损性能显著提高，寿命大大延长。

国产第三代篦冷机在水泥厂的实际应用
•赵龙单位:云南昆钢嘉华水泥建材[2021-2-15]
关键字:篦冷机-控制流充气梁-改良
•摘要: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开展奠定根底，中国水泥从事篦冷机设计开发是在60～70年代，80年代中期中国引进了美国FULLER〔富勒〕公司第二代篦冷机制造技术，篦冷机技术的引进开发使中国水泥工业向前迈出一大步，相继开发的新型干法水泥生产线都使用的是FULLER〔富勒〕型篦冷机，90年代中期中国又开发出第三代控制流空气梁式篦冷机，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具有无推动篦板、不漏料、模块式安装、占地空间小及使用寿命长等特点，目前已投放市场多台，显示出了高一筹的先进性。

初期的篦冷机的主要作用是进行熟料冷却，实现熟料的急冷，改善熟料的质量。

型式多种多样，有回转式、振动式及推动式，随着水泥工业的开展，不断地优化逐步开展以推动式为主体的篦冷机型式的新型篦冷机。

而如今的新型干法生产线上装备篦冷机的主要目的是实现熟料急冷、实现熟料热高效回
收〔实现提高入窑入炉二次风温，多余废气接入AQC锅炉实现纯低温余热发电〕。

篦冷机的选型直接影响生产线的熟料产能。

一、国产第三代篦冷机的结构特点
高温区采用固定和活动充气梁技术进行热回收，中温区采用高阻尼低漏料篦板，低温区采用富勒改良型篦板，同时篦冷机实施厚料层操作，篦冷机结构上主要是充气梁安装高阻尼充气式篦板，固定式充气梁的供风由固定式分配风管实现篦板供风，活动式充气梁的供风由活套式分配风管或者关节式活动风管或者式金属绕性软连接风管实现篦板供风。

高阻尼低漏料篦板和富勒改良型篦板的供风由篦冷机空气室供风来实现。

篦床的结构确定为复式水平推动布置，通常高温区5-10排固定篦板为15度角布置，一段为3
度角布置，后段均为水平布置，破碎机根据实际情况选择使用锤式破碎机或者辊式破碎机，目前中国国产第三代控制流充气梁篦冷机普遍采用吹式破碎机，国外公司大多项选择择辊式破碎机。

整个篦冷机根据单机产量负荷情况进行分段，通常分为1-3段，日产700-1000吨熟料生产线的篦冷机仅仅设计为固定篦板和一段篦床，日产2000-3500吨熟料生产线的篦冷机设计为固定篦板和两段篦床，日产3500-10000吨熟料生产线的篦冷机设计为固定篦板和三段篦床，使用效果很好。

第二代篦冷机单位篦床面积产量仅为30～40t/m2.d，而第三代篦冷机乃至第四代篦冷机单位篦床面积产量已到达40～50t/m2.d以上。

第三代空气梁式篦冷机的广泛应用，使出窑熟料得到急速淬冷，冷却机热回收效率已达73％以上。

比方安徽海螺集团2500吨及5000吨生产线上广泛使用TC1164、NC-III型LBT32216、TC12102、NC-III型LBT36356、NC-III型LBT36352、NC39325篦冷机，8000吨生产线使用伯利鸠斯公司的RS 4821/III型篦冷机，10000吨生产线采用英国CP公司的
HE10 -1845R/1845R/1845R篦冷机，这些均代表水泥行业中第三代篦冷机的先进型号，同时也是使用在广泛的机型，比方天津水泥研究设计院设计的TC1164、TC12102在海螺集团内生产线上使用很广泛，而且技术成熟，使用效果好。

二、第三代篦冷机与第二代篦冷机的区别
1、料层厚度增加。

由于采用充气梁技术、高阻尼技术和高压风机，熟料冷却风的穿透能力上升，熟料在篦床上采取厚料层操作。

2、高温区风机的风压上升。

由于采用高阻尼篦板和充气梁技术，供风风机的风压上升，一般在8000-12000Pa左右，在实际工作时，高压风呈水平方向穿射出篦板并冷却高温熟料。

3、总风量得到了下降。

第三代篦冷机采用高阻尼篦板，篦板阻力远远大于二代篦冷机篦板，空气穿过篦板缝隙产生速度到达40m/s，通过实验可知，当速度到达一定时，篦床上物料的压力再增加，风速不会发生明显变化，这就告诉我们穿过高阻力篦板的冷风，继续穿过料层时，风速变化很小，结果为通过篦床上的冷风速度均匀，冷却速度均匀。

所以不需要太多的风量。

由于采用新型篦板，冷却空气得到了准确的利用，大量使用高压风机，总的风量得到了下降。

4、二次风温明显提高，篦冷机的热效率上升。

二次风温由二代篦冷机普遍的600-900℃上升为1000-1200℃左右，促进了煤粉的燃烧，提高窑系统产量。

5、漏料量减少。

在设计时，篦板的外形尺寸十分精确，同时篦板的漏料本身减少，结构缝得到了改良处理，总体篦床的漏料量大大减少。

6、单位电耗下降。

减少了漏风和漏料的处理，同时冷却风量下降了，在产量不变的情况下，单位电耗必然下降。

三、第三代篦冷机的操作考前须知
篦式冷却机的操作目标是要提高其冷却效率，降低出冷却机的熟料温度，提高热回收效率和延长篦板的使用寿命。

操作时，可通过调整篦床运行速度，保持篦板上料层厚度，合理调整篦式冷却机的高压、中压风机的风量，以得利于提高二、三次风温度。

当床上料层较厚时，应加快床运行速度，开大高压风机的风门，使进入冷却机的高温熟料始终处于松动状态。

并适当关小中压风机的风门，以减少冷却机的废气量；当析上料层较薄时，较低的风压就能克服料层阻力而吹透熟料层形成短路现象，熟料冷却效果差，为防止供风短路，这时可适当减慢床运行速度，关小高压风机风门，适当开大中压风机风门，以利于提高冷却效率
在第三代篦冷机的操作中关键是防止雪人的产生，产生雪人的主要原因很多主要是：配料不合理；烧流或跑生料；蓖床结构限制；风压缺乏；空气炮动作不良，压缩气缺乏或无润滑；冷却机中心线与窑中心线偏离不合理；蓖板堵塞；操作不当；风门开度缺乏或不合理；煤质差，熟料粘度大。

处理措施：合理配料；稳定操作；蓖床结构改良；操作上注意风压的变化；强化篦冷机空气炮的维护，确保工作状况良好，压缩气气压和注油雾化润滑；冷却机中心线与窑中心线偏离不合理要通过长时间验证后，确定科学的调整方案后在大修中实施；蓖板堵塞更换或者清理篦缝；风门开度要根据物料烧结状况进行调整；煤质差要与物料配料搭配结合，熟料粘度大时及时调整煅烧和物料配料。

操作中时刻注意窑内煅烧情况的变化，杜绝粉料和大块料的产生，
在投料初期窑内煤灰的影响，易烧流，防止烧流料堵塞篦板的篦缝，要做到经常到窑口和篦冷机一段观察，如有异常立即扭转操作状况。

为了严格控制篦板的使用周期，在实际操作中要坚决严禁关风推料操作和坚决杜绝关风热料操作，特别是检修时清理篦冷机篦床熟料时一定要做到开风机后再推篦床。

为了篦冷机紧急情况下的平安运行保护，一室的风机可以接入保安电源，确保窑在紧停时篦冷机高温区的篦板有冷却风机保护。

四、第三代篦冷机的检修维护考前须知
检修时必须彻底清理篦床上的积料和积灰，认真检查每块篦板和连接螺栓。

注重充气梁的放灰清理工作，确保空气梁的通畅。

注重篦板篦缝的清理工作，确保供风能够高速的射出篦缝，发挥急剧冷却熟料的作用。

注重空气室之间的密封工作和注重篦板结构缝和安装缝的处理，这是确保稳定空气室压力的关键，同时也是减少系统内漏风的主要途径。

在篦冷机耐火材料实施检修的同时必须做好篦板的保护工作，一般采用防雨布将整个篦床覆盖保护即可。

防止耐火材料将篦板堵住或者粘结。

五、第三代篦冷机的常见故障处理
1、辊破失速〔英国CP公司的HE10 -1845R/1845R/1845R篦冷机〕，故障现象：篦冷机熟料辊破经常发生电机空转或不转，辊破未动作〔没有旋转〕，孰料无法破碎积压在辊破上造成破碎机上方大量堵塞熟料的故障。

原因分析：操作错误；传动电机故障；传动减速机损坏；联接轴涨套打滑；轴断裂；速度开关故障；物料压死或卡死或下料口堵塞卡死；轴变形卡死；破碎程序选择不合理，PLC 程序不合理或跳电；报警或紧停未复位。

目前根据屡次发生辊破失速故障的主要原因集中于物料压死或异物卡跳。

处理措施：正确操作，严格按照操作规程操作；传动电机故障停窑修复或者更换；传动减速机损坏停窑更换；联接轴涨套打滑紧固选进螺栓；轴断裂责立即停窑更换；速度开关故障通知电气人员立即更换；物料压死或卡死或下料口堵塞、卡死那么进行减速〔篦床推速〕对下料口进行检查清堵处理；轴变形卡死立即停窑更换；PLC程序不合理或跳电立即恢复正常程序和供电；报警或紧停未复位操作检查后复位
2、冷却机蓖床传动失速〔液压传动或者机械链盘传动〕故障现象：常见篦冷机临停处理其他故障后，准备开机时发生冷却机篦床压死不动作或者开不了，或者在篦冷机减速操作后发生篦冷机篦床过负荷突然跳停。

原因分析：油品不正确，油位过低；操作错误；报警或紧停未复位；液压输送油管及接头漏油严重；液压模块故障；备用泵切换不正确；液压缸平衡阀错误翻开；传动感应器错误安装或故障；物料压死；空气室积料满抵住活动篦床大梁；蓖床机械卡死；油泵电机烧或其他报警。

但是根据现场实际情况分析，主要原因还是操作不当造成类似事故的发生，在机械传动时主要是因为启动篦床时未确认速度设定，结果高速启动冲断尼龙棒或者联结液偶、传动链条等等，严重时会将篦床传动减速机拉翻。

也曾发生过因活动篦床的支撑辊损坏且调整垫片脱落导致活动篦床直接落在固定篦床上，阻力太大无法推动的故障。

处理措施：操作严格按照操作规程操作；油泵电机烧那么立即切换备用泵进行更换处理。

无备用机时必须停窑处理故障；油管漏油严重或堵塞进行处理或者更换油管；各阀门开关不正确严格按照操作要求操作；过滤器堵塞或切换不到位那么更换滤芯或者板阀操作标准；泵回油压力调节器故障或回油过大那么更换回油压力调节器或者调整回油量减少；平安溢流阀动作调压或者更换处理；压力低报报警设定过高调整处理；压力表损坏更换处理；系统漏油严重进行堵漏处理；仪表报警故障进行电器专业维修处理；油品正确标准使用确保合理油位；液压模块故障或者液压缸故障那么进行更换；回油电磁阀动作那么检查工作回路是否正确。

同时组织检查机械专业因素和传动感应器的安装，为了防止事态严重，发生篦床失速时必须按照操作规程进行减产操作或者临停处理，在开动篦床前必须将鼓风机开启并将风门开大，减少篦床启动负荷。

空气室积料严重抵住大梁情况时必须组织空气室放料操作，并检查积料来源，特别重点检查篦板是否开裂或者脱落，同时也有发生因加脂多导致熟料粉尘和油脂混合物堵住灰斗下料口，如果确实物料压死那么立即停窑处理，待温度下降后组织清理篦床压料，注意平安。

检修重点检查内外支撑辊和间隙调整垫片是否点焊牢固，并建立完整的篦冷机检修台帐。

3、冷却机空气室灰斗弧型阀跑风严重，故障现象：篦冷机空气室漏风严重，且漏飞砂，空气室压力的不到保障，空气室压力一直偏低。

伴随着冷却机冷却效果差，熟料温度高等等问题，同时篦冷机的二次三次风温偏低，篦冷机热效率下降。

原因分析：弧型阀未关闭到位漏风严重；阀内阀芯磨损；阀芯关闭不严或密封磨损；灰斗未存料粉形成料封；弧型阀传动故障；灰斗破裂跑风严重；操作错误；报警或紧停未复位。

处理措施：弧型阀未关闭进行关闭处理，并调整开和关位置的限位开关状态；阀内阀芯磨损进行补焊或者更换处理；阀芯关闭不严或密封磨损机进行补焊或者更换处理；灰斗未存料粉形成料封，延长关闭时间，形成足够的料封；弧型阀传动故障进行处理或者更换；灰斗破裂跑风严重进行补焊和加固防震裂处理；操作上严格按照操作规程操作。

六、国产第三代篦冷机的进一步改良优化
1、篦床传动十字滑块加设干油注入密封，加强十字滑块的密封和防磨损作用，这样可以减少空
气漏风和减少十字滑块的磨损消耗；
2、强化空气室漏料灰斗的料封作用，采用双层料位计控制空气室灰斗料位，这样可以保证空气
室的压力，确保向篦板供风的压力
3、空气室分区需要科学合理便于巡检维修施工，建议模块化设计制造，检修门的安装和结构要
合理。

4、熟料破由高速锤式破碎机改良成为低速辊式破碎机，这样可以在长时间确实保熟料破碎粒度。

同时取消篦冷机尾部的链条、链幕。

5、低温区采用高阻尼低漏料篦板，提高空气室风压和低温区料床厚度，这样确保熟料的冷却效
果和降低熟料的最终出口温度。

6、废气取风口风管内衬没有耐磨材料保护，建议采用低温耐磨捣打料实施内衬保护，减少钢风
管磨损漏风。

7、设备采取模块式制造安装，减少制造和安装时间，提高设备安装质量
七、高原环境下第三代篦冷机选用考前须知
假设在高海拔地区情况就发生变化了，由于高海拔地区气压低，空气体积增大。

保持篦冷机规格不变〔篦床面积不变〕，保持气体质量流量不变，这时就需要加大风量，增加空气体积流量，增加的空气量，要根据海拔高度的变化情况适当加大风机的规格即可。

八、结束语
目前国产第三代控制流充气梁篦冷机已在已建、新建水泥熟料生产线上广泛使用，虽然现在已出现了更加先进更加节能的第四代篦冷机，但是由于设备价格和技术要求很高。

目前还无法在短期内全面替代第三代篦冷机的广泛使用，同时一味的改用第四代篦冷机也不符合国情和企业实际情况，在目前还必须强化第三代篦冷机的功能作用，为充分发挥控制流充气梁篦冷机的优点，广阔水泥工作者和生产厂家还需逐步优化操作，减少篦冷机的漏风及故障提高设备运转率，降低生产本钱，到达节能降本的创利途径。

:关于篦冷机设计假设干方面的探讨
•吴敬单位:沈阳恒星水泥机械[2007-2-7]
关键字:篦冷机
•摘要:关于篦冷机设计假设干方面的探讨
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开展奠定根底，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。

本人多年从事篦冷机的研究工作，谨利用本文针对有关篦冷机设计方面的一些问题进行探讨。

一、篦冷机规格确实定
篦冷机规格有两种表示方法，一种用产量表示，例如2000t/d篦冷机，3000t/d篦冷机。

另一
种是用篦床宽度×篦床长度表示，篦冷机规格与单位篦床面积产量有关，单位篦床面积产量大，篦冷机规格就小，反之就大。

第二代篦冷机单位篦床面积产量仅为30～40t/m2.d，而第三代篦冷机乃至第四代篦冷机单位篦床面积产量已到达40～50t/m2.d以上。

篦冷机的宽度B，对于一般窑型B是窑的有效内径的80%，对于预分解窑B是窑的有效内径的〔50～60〕%。

经验公式：B=0.52G0.44，B=1.04Dr—1.75
〔B———篦床宽度，m；G———窑产量，t/d；Dr———窑有效内径，m。

〕
篦冷机篦床面积：A=G/g 〔A———篦床面积，m2；g———篦床单位面积产量，t/m2d。

〕
篦床长度：L=A/B 〔L———篦床长度，m。

〕
关于篦床长度，在设计第二代篦冷机时一般规定1500t/d以下规格，采用一段篦床，1500t/d以上规格采用二段篦床，3000t/d以上规格采用三段篦床。

在第三代篦冷机设计过程中情况出现大变化，2000t/d规格的篦冷机篦床已有采用一段的，5000t/d
规格乃至10000t/d规格篦冷机篦床采用三段。

所以在确定单段篦床长度时，除考虑产量因素外，另外是考虑制造，安装的方便，传动装置负荷大小的因素。

一般要求第一段篦床长度应是足够允许回收空气能通过的有效篦床面积。

篦床长度与宽度之比约为4：1，不应超过5：1。

二、窑中心线和篦冷机中心线偏心距
篦冷机的布置和窑的相对位置一般是采用顺流，既料流方向一致。

由于回转窑在运转过程中离心力作用，导致落下的熟料一侧为粗颗粒，一侧为细颗粒，粗细颗粒的离析分布，使熟料在篦床上分布不均，阻力不均，影响通风及冷却，为解决这一问题，采用窑中心和篦冷机中心偏离一段距离的方法，既人为让出回转窑的细料落在篦冷机中心上。

设回转窑中心和篦冷机中心的偏心距为S ，那么关于S 确实定：日本公司认为一般窑型S=〔10～15〕%Dr，预热器窑S=13%Dr ，预分解窑S=〔15～18〕%Dr
美国FULLER公司认为：
一般窑型S=〔12～15〕%Dr ，分解窑S=15%Dr
在水泥厂改造中，由于有些工厂场地狭窄采用篦冷机按顺流布置不适宜，故改为逆流布置或T型布置，采用逆流布置或T型布置篦冷机篦床的篦板排列要进行调整，不能完全采用顺流布置的篦床，这一点对于要改造的生产厂家要格外注意。

三、篦床运动速度
篦冷机篦床运动为往复运动轨迹，往复行程120～130mm，运动速度单位为次/min，一般运动速度在5～20次/min之间，具体计算公式如下:
〔1〕计算熟料流量：W=G/1.44γ〔W———熟料流量，m3/min；γ———熟料密度，kg/m3。

〕〔2〕计算篦冷机在进料端的推料量：F=BShη
〔F———推料量，m3/冲程；S———行程，m。

h———料层厚度，m；η———输送效率，%。

〕〔3〕计算篦床运动速度：V=W/F〔V———篦床运动速度，冲程次数/min。

〕
篦床运动速度是一个经常变化的参数，当篦床上熟料量减少，料层减薄，就要放慢速度，保持篦床上有一定的料层厚度，假设当篦床上的熟料量增加，料层增厚，就要加快篦床运动速度，加快排料量，恢复原料层厚度。

一般篦床运动速度由中控室控制。

四、传动功率
一般中小型篦冷机均为一段篦床，传动功率在22～35kw之间，大型篦冷机一般分二段或三段篦床，传动功率在30～45kw之间。

2000t/d规格篦冷机采用一段篦床，传动功率在55kw左右，篦床传动功率计算公式:P=VAU0/12.44(P———篦床传动功率，kw；UO———综合料层厚度和换算系
数,0.24+0.0011h；h———料层厚度，mm。

)
电机的选择：〔1〕电机转矩的校核:T=9550P/n 〔2〕电机功率的校核:N=KP(T———电机转矩，N.m；N———电机功率，kw；n———电机转速，r/min；K———工况系数。

)
五、熟料在篦冷机里的停留时间
熟料从窑口落人篦冷机内到从篦冷机出口出来这段时间为停留时间，停留时间与出料温度，冷却效率有关，一般为保证出料温度低于100℃，废气排放温度低于300℃，，必须要保证熟料在篦冷机里有一定的停留时间，控制停留时间主要是控制篦床运动速度，熟料在篦冷机的停留时
间:T=BLγh/W(T———熟料在篦冷机里的停留时间，min。

)
六、篦冷机风量、风压的配置
篦冷机同单冷机比拟最大的优点就是篦冷机是强制通风，强制冷却，所以出料温度低，熟料质量好。

篦冷机所配风机的风量和风压是一个重要参数，它关系到出料温度，废气温度，二、三次风温度等参数的变化。

所以多年来人们一直在探讨这一问题。

关于篦冷机风量的选择，一般采用风载这一概念———每分钟每平米篦床面积承载风量。

在第二代篦冷机风量设计上，美国FULLER公司曾提出一台篦冷机在标准条件下的平均风载在95～
85m3/m2.min〔有效面积〕，最大设计风载为115m3/m2.min。

相邻风室最大风载差为15m3/m2.min。

关于风压的设计，美国FULLER公司提出计算公式：
P压=6.9308×10-5Q2×〔1.28h〕(P压———篦冷机某一风室的压力降，mmH2O；Q———某一风室对应的篦床风载，m3/m2.min；H———料层厚度，mm。

〕
上述公式仅限于第二代篦冷机，对于第三代篦冷机意义不大。

关于第三代篦冷机风量的选择观点不一，有人认为第三代篦冷机风载应大于第二代篦冷机风载，即最高设计风载为130m3/m2.min。

笔者认真研究了第三代篦冷机风量风压配置，认为应遵循“高风压，低风量〞的原那么，即入料端高风压在11000～12000Pa之间，风载在100～110m3/m2.min之间。