第四代篦式冷却机的应用特点

1 第四代篦冷机的总体结构

第四代篦冷机由三部分组成: 熟料输送, 熟料冷却及传动装置。与以往推动篦式冷却机的最大区别是: 熟料输送与熟料冷却是两个独立的结构。总体结构分上壳体和下壳体。中间是篦床。上壳体入料口端端部外侧设若干个空气炮, 壳体里墙砌筑耐火砖, 下壳体分若干个风室, 采用风室供风。尾部设一台锤式破碎机, 整个设备安装完成后与水平面呈5°的斜度, 便于熟料向下滑动。篦床是由若干块篦板组成, 篦板固定不动, 篦板上部的推料棒往复运动推动熟料向尾部运动。推料棒运动是由篦床下部的液压缸往复运动带动的。每个风室由1台风机供风, 高压风通过篦板缝隙进入篦床上的熟料层里, 对熟料进行冷却。

2 篦板及篦床

第四代篦冷机篦板是由δ=3mm的耐热钢板焊接而成, 篦板表面铺一层δ=8mm的耐热钢板, 总体尺寸300mm×300mm, 厚度60mm, 篦缝为横向凹槽式, 篦缝风道为迷宫式。每块篦板底部安装一种空气动力平衡式空气流量调节器(Mechanical FlowRegulation简称MFR) 。关于篦板阻力对空气分配作用的关系式:

Vg/Vf=Rf+Rr/Rg+Rr

式中: Vg—冷风通过粗颗粒熟料层的风速;

Vf—冷风通过细颗粒熟料层的风速;

Rf—细颗粒料层阻力;

Rg—粗颗粒料层阻力;

Rr—篦床阻力。

如果Rr>>Rf, Rg, 则Vg/Vf≈1。

即如果篦床阻力比料层阻力大得多时, 则粗料侧和细料侧的风速基本相等, 即风量能在全篦床上均匀

分布。实践验证:

第一代篦冷机Vg/Vf=3。

第三代篦冷机Vg/Vf=1.75。

第四代篦冷机Vg/Vf=1。

第四代篦冷机篦板采用迷宫式的篦缝和安装MFR阀, 达到了高阻力的特征, 通过整个篦床全宽上的熟料层通过风速相等, 达到冷却空气均匀分布的最佳状态。MFR阀采用自调节的节流孔板控制通过篦板的空气流量。当篦床上熟料层阻力变化,MFR能自动灵敏调节阀的阻力, 使熟料层阻力加篦板阻力之和维持恒定,达到通风恒定, 最终达到整个篦床上空气均匀分布。MFR没有采用电气控制, 而是基于简单的物理定律和空气动力学原理。MFR阀在通过篦板和熟料层冷风作用下自动关闭打开, 当熟料层阻力较大, 冷却风较小时, 阀门自动打开, 使篦板阻力降低, 使冷却风量增大。而当熟料层阻力较小时, 冷却风较大时, 阀门自动关闭, 使风量减小, 达到冷却风量恒定。篦板是迷宫形式, 不存在漏料现象。另外篦床本身不动, 篦板彼此之间也不存在缝隙, 故整个篦床不漏料, 则篦床下部不设输送设备。在篦床的入料口端, 有几排固定篦板组成的阶梯状篦床。其上无输送料装置, 倾斜篦床倾斜度为12°,两侧用耐火浇筑料筑成马靴型, 浇筑料在篦床上形成马蹄形。在进口冲击区熟料厚度, 粒度, 温度变化很大, 带来熟料层阻力变化极大, 而采用MFR阀便能有效地保持恒定的冷却空气量。在固定进口区熟料的纵向输送是靠大于休止角滑行。

3 推料棒

第四代篦冷机输送熟料是由篦床上的推料棒来完成的, 推料棒横向布置, 沿纵向每隔300mm安装一件, 即隔一件是活动推料棒, 隔一件是固定推料棒, 活动推料棒往复运动推动熟料向尾部运动, 推向出料口。推料棒的横断面是不等边三角形, 底边125mm, 高55mm, 材质耐热铸钢。推料棒底平面与篦床上的篦板上平面有50mm的间距, 50mm的间距空间布满冷熟

料, 这些冷熟料不仅能防止落下的熟料对篦板的冲击, 又能防止熟料对篦板的磨损, 有效地保护篦板, 使篦板的寿命在5年以上, 而推料棒的寿命也在2年以上。推料棒与篦床的连接采用压块和拄销, 更换时只要取出拄销, 压块就与推料棒分开, 更换十分方便。

4 模块化设计

第四代篦冷机是做为模块系统来制造的, 它由一个必备的入口模块和若干个标准模块组成。入口模块一般长由5~7排固定篦板长, 宽有2~4个标准模块宽。而标准模块由4×14块篦板组成, 尺寸为1.3m×4.2m其上有活动推料棒和固定推料棒各7件。2 500t/d篦冷机由2×4个标准模块组成, 3 000t/d篦冷机由3×5个标准模块组成, 5 000t/d篦冷机由4×5个标准模块组成。每个模块包括一个液压活塞驱动的活动框架, 它有两个驱动板, 沿着四条线性导轨运动。驱动板通过两个凹槽嵌入篦板, 凹槽贯穿整个模块的长度方向, 驱动板上面由密封罩构成阻尘器, 防止熟料进入篦板下面的风室。密封罩贯穿整个篦冷机的长度方向, 在密封罩往复运动时, 确保篦板免受熟料的磨损。

5 风机及风量风压

第一、第二代篦冷机采用风室供风, 篦床下部分若干个风室, 每个风室由1台风机供风, 但由于漏风严重, 导致冷却效率低, 风量损失大。第三代篦冷机在高温区采用充气梁供风或采用充气梁和风室混合供风,为防止冷风倒流又设置密封风机, 低温区采用风室供风。第三代篦冷机充气梁供风大大改善了冷却效果。而第四代篦冷机是采用风室供风, 每个风室由

1台风机供风, 2 500t/d型篦冷机分6个风室, 配6台风机。3 000t/d型篦冷机分6个风室, 配6台风机。5 000t/d型篦冷机分8个风室, 配8台风机。与第三代篦冷机比较, 风机数量大幅度减少。5 000t/d型第三代篦冷机配置18台风机, 相差10台风机。

第三代篦冷机的配风原则是“高风压, 低风量”。入料口区的最高风压达到11 000Pa~12 000Pa左右。而第四代篦冷机入料口区最高风压是在9 500Pa。广州鱼峰水泥厂2 000t/d型第四代篦冷机, 正常工作风压在7 000Pa~7 500Pa。2 500t/d型和3 000t/d型第四代

由于第四代篦冷机采用特殊的篦板和良好的密封性能, 用风量较少。冀东磐石水泥公司3 000t/d第四代篦冷机单位产量用风量达到1.8Nm3/kg。

6 传动系统

第四代篦冷机采用液压传动, 纵向每一排篦床由一套液压系统供油, 每一个标准模块有一个驱动油缸, 油缸带动驱动板运动, 驱动板带动活动推料棒往复运动。2 000t/d型篦冷机有两套液压系统, 每个油泵电机功率为45kW。油泵系统设在距篦冷机较远的地方, 不受篦冷机干液压油由管路通入篦冷机壳体下部的油缸里, 由控制系统来控制油缸的运动速度。

7 料层厚度

料层厚度对传统的篦冷机是一个重要的考核指标。第一代篦冷机料层厚度在200~300mm 左右, 第二代篦冷机由于篦板的革新, 使料层厚度提高到400~500mm, 入口处最高达到700mm。而第三代和第四代篦冷机已不太注重料层厚度指标, 因为只要能保证正常的产量就必保一定的料层厚度。第三代和第四代篦冷机已进步到把篦冷机的综合指标作为评价指标。正常运转的篦冷机, 其产量、二次风温、三次风温、废气温度、出料温度等指标应该是都处于正常状态, 过分强调某一个指标, 而忽视其他指标是不科学的。冀东磐石水泥公司3 000t/d第四代篦冷机出现废气温度高和出料温度高等现象, 其原因就是篦冷机本身不平衡所致。改进措施: 优化配料和系统操作, 改善熟料粒度; 提高风量, 尾部风室增加风机, 且将尾部篦板上的调节阀都摘掉, 增大风量。认真分析和研究第四代篦冷机的应用特点, 更加证明篦冷机设备的进步其实质就是篦板的创新。多年来, 人们一直在努力探索, 并提出很多设想, 如: 开发耐磨复合篦板, 采用激光加工篦板缝隙, 采用环形喷咀, 改善气流的方向和分布, 开发十字耙式篦床和带二次料层的篦床等。现在我们使用的篦冷机其篦板是

铸造成形, 篦缝尺寸再缩小是很难控制的, 现在生产的篦板篦缝在2~3mm, 若能达到1mm左