第四代篦冷機風(fēng)室密封鋼刷 金屬絲鋼絲刷密封

篦冷機是預分解窯系統中的一個(gè)很其重要的設備，它是窯爐熱源的助推器，其熱效率及的性直接影響到生產(chǎn)線(xiàn)的運轉率、熟料質(zhì)量和系統能耗。正如《新世紀水泥導報》“燒成論壇”欄目主持人齊硯勇先生所說(shuō):“高產(chǎn)、低消耗、低排放的主要矛盾集中在篦冷機、燃燒器所在的窯頭”。故冷卻機的作用和重要性越來(lái)越受到重視。目前國內第三代篦冷機在使用中有很多不盡人意的地方，針對普遍性的問(wèn)題，我們進(jìn)行梳理、分析、歸納，并結合法國圣達瀚冷卻技術(shù)，提出具體的改進(jìn)措施，本文進(jìn)行總結介紹，供同行參考。

1第三代篦冷機的通病分析

1.1 充氣梁設計加工不合理，導致堵塞

在我國水泥生產(chǎn)線(xiàn)上用得比較廣的第三代充氣梁篦冷機，由于篦板與梁的配套設計上存在缺陷，或制作、安裝上達不到要求的精度等因素的制約，使得第三代充氣梁篦冷機運行情況不盡人意。在改造中遇到較為嚴重的是充氣梁被一層一層熟料填滿(mǎn)之后形成了堅硬的水泥石(見(jiàn)圖1)，用風(fēng)鎬才能除掉。于是新建廠(chǎng)在了解篦冷機這一狀況后，在設備選型時(shí)就選擇比正常配套大許多，造成資金和資源的浪費。

1.2 篦冷機急冷效果差，熟料出口溫度高，熱回收效率低

篦冷機的作用一是急速冷卻熟料，改善熟料的易磨性和其他性能;二是回收高溫熟料蘊含的熱能。但目前許多第三代篦冷機存在二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫低(前者850~1 000 ℃，后者700~800 ℃)，熟料出口溫度高(≥180 ℃)，熱回收效果和冷卻效果差、“紅河”現象嚴重等問(wèn)題。這種現象的原因主要表現在四個(gè)方面。

1.2.1 高溫燒蝕嚴重，篦板壽命短

充氣梁和高阻力篦板在結構設計與風(fēng)的噴吹速度上不盡合理，起不到驟冷作用，熟料的冷卻效能降低，反而會(huì )加大篦板直接面對高溫熟料的侵襲和磨損，其壽命大大縮短，增加篦冷機的維修工作量和維修成本。據統計，現在水泥廠(chǎng)篦板的使用壽命一般可以達到1~3年，但活動(dòng)床篦板和邊護板每年大修都要全部更換，使用效果差一些的廠(chǎng)家，局部篦板頻繁燒損，壽命一般不會(huì )超過(guò)一個(gè)月。

1.2.2 篦冷機密封差，漏風(fēng)竄風(fēng)嚴重

許多篦冷機密封材料多數還采用落后的石棉板或耐溫橡膠，運行不久就全部損壞，風(fēng)室與風(fēng)室之間基本是相通的，不能各供風(fēng)單元獨立的通風(fēng)，各風(fēng)機鼓入的不同風(fēng)壓的冷卻風(fēng)在各風(fēng)室之間相互擾亂，內耗大，有效地穿透熟料層的冷卻風(fēng)減小，無(wú)法實(shí)現設計的配風(fēng)理念。嚴重時(shí)，前面的高壓風(fēng)機啟動(dòng)后，后面的中低壓風(fēng)室的風(fēng)機不能正常啟動(dòng)，反而被吹著(zhù)倒轉。另外，隨著(zhù)篦冷機技術(shù)的發(fā)展，單位篦床面積產(chǎn)量越來(lái)越高，料層厚度不斷增加，風(fēng)室壓力也要求增加，如果風(fēng)室密封不好，風(fēng)室相互串風(fēng)，分室功能和冷卻效果大大減弱。

此外，在風(fēng)室灰斗與拉鏈機或熟料輸送機之間采用電動(dòng)弧形閥卸料鎖風(fēng)，但由于其閥板和底部容易磨穿，也容易被大塊料卡住不能運行，鎖風(fēng)效果差，所以在篦冷機下部的拉鏈機總是有正壓和“返風(fēng)”現象，冒灰大，環(huán)境污染大。

1.2.3 冷卻風(fēng)機選型不當，導致風(fēng)量和風(fēng)壓配置不合理

合適的風(fēng)量、風(fēng)壓是讓篦冷機冷卻性能的關(guān)鍵。但許多篦冷機配置的冷卻風(fēng)

機還存在問(wèn)題，尤其是在高溫段，風(fēng)量和風(fēng)壓明顯不足，導致篦冷機高溫端熱回收效果與急冷效果差。如果在高溫段熟料因風(fēng)量風(fēng)壓不足沒(méi)得到驟冷，到了中低溫段要想通過(guò)加大風(fēng)量強化冷卻至正常的熟料溫度基本是不可能的。

造成配風(fēng)失衡重要因素是設計時(shí)選擇風(fēng)量與風(fēng)壓均偏低，或因風(fēng)機制造質(zhì)量不足以提供足夠的風(fēng)量與風(fēng)壓，相比而言，風(fēng)壓偏低更嚴重?，F在國際先進(jìn)的篦冷機技術(shù)，實(shí)際風(fēng)量在1.9~2.2Nm3/kg熟料之間，配置風(fēng)量在2.5~2.7 Nm3/kg熟料之間。國內的配風(fēng)因設計單位不同，差異較大，一般在2.2 Nm3/kg熟料以上，有的為2.5 Nm3/kg熟料左右，也有超過(guò)3 Nm3/kg熟料的。關(guān)于風(fēng)壓的選擇，隨著(zhù)大部分窯的增產(chǎn)、余熱發(fā)電技術(shù)的運用以及精細化操作的需要，客觀(guān)上要求篦冷機必須采用厚料層操作，高溫端料層厚度不能低于800 mm，活動(dòng)床頭端不能低于600 mm，尾端不能低于400 mm。實(shí)際上由于窯產(chǎn)量的大幅提高，大部分廠(chǎng)篦床上的料層厚度也基本處于這個(gè)水平，但配置風(fēng)壓卻遠遠低于相應的料層。

1.2.4 高溫變形、漏料嚴重

由于主梁和篦板梁受高溫變形，尤其是在2 500 t/d以上的篦冷機細料側篦板和側板被燒損、磨損，導致篦板與篦板間、篦板與側板間間隙增大，漏料嚴重，影響了其安全運轉。

1.3 機械方面存在的問(wèn)題

1.3.1 傳動(dòng)方面的問(wèn)題

(1)主、從動(dòng)軸容易竄軸、偏擺，運行不平衡，抖鏈現象嚴重。

(2)從動(dòng)軸上加強槽鋼受力負載大，固定螺栓容易斷裂，有的廠(chǎng)也發(fā)生斷軸的

現象，新安裝的篦冷機運行不到兩年，從動(dòng)軸斷裂四五次。

(3)從動(dòng)軸上的動(dòng)密封裝置失效，起不到密封作用。

(4)導軌、自由輪與導向輪磨損嚴重，由于高溫熟料的沖刷，支承梁也被燒變形。

1.3.2 篦板梁變形、活動(dòng)框架梁變形甚至斷裂

由于冷卻效果不好，整個(gè)床體經(jīng)受著(zhù)高溫，所以篦板梁、活動(dòng)框架梁變形較多，嚴重時(shí)活動(dòng)框架梁甚至斷裂。若進(jìn)行焊接處理，反而加速了其下次斷裂事故的發(fā)生?？蚣芰鹤冃螖嗔?，與安裝精度、設計選用的材料有關(guān)。許多冷卻機因大梁的設計強度偏小或者制造時(shí)選材不足，強度富余量不夠，小型篦冷機框架梁主材一般選用槽鋼型材，實(shí)際上它的彈性變形較大，剛度不足。特別是現在窯操作技術(shù)的進(jìn)步，窯產(chǎn)量的大幅提高，這一問(wèn)題更加嚴重。篦板梁變形，導致篦冷機內部的活動(dòng)框架梁變形更嚴重，在篦冷機負荷加重后，有的廠(chǎng)出現整體篦床下沉，尤其是以前設計的1 000 t/d的篦冷機，在篦床尾端沒(méi)有設計專(zhuān)門(mén)的支承梁，而通過(guò)從動(dòng)軸起支承作用，往往造成從動(dòng)軸頻繁地偏擺甚至斷裂。

1.3.3 熟料高溫影響后續設備安全

熟料溫度高不僅會(huì )造成篦板被燒穿，梁變形，同時(shí)它也會(huì )對熟料輸送設備、配料皮帶秤、膠帶以及水泥磨軸瓦造成了很大的安全隱患，有廠(chǎng)家的篦冷機后因熟料溫度高、水泥磨軸瓦溫度太高而不能連續運行，甚至每一個(gè)半月要燒一條庫底膠帶，系統設備的長(cháng)期安全運行受到了制約。

以上機械問(wèn)題是許多第三代篦冷機的通病，嚴重困擾著(zhù)維修人員，維修人員不得不重點(diǎn)防犯，每遇停窯必須檢查。這種篦冷機不僅運行質(zhì)量不高，資源浪費嚴重，還影響整個(gè)系統的運轉率，成倍地增加了工人的維修量，也增加了設備與人員的安全隱患。

2改進(jìn)措施

針對上述第三代篦冷機的“通病”，我們結合法國圣達瀚技術(shù)，對這些篦冷機進(jìn)行改進(jìn)和升級，均取得了顯著(zhù)的收效。下面對采取的技術(shù)措施進(jìn)行介紹。

2.1 利用急冷床實(shí)現熟料的急冷

急冷床(見(jiàn)圖2)是采用第四代技術(shù)的特點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)為第三代充氣梁技術(shù)進(jìn)行升級改造設計的，它是一個(gè)模塊化的床體，設計獨特，無(wú)漏灰滲灰，也不會(huì )漏風(fēng)竄風(fēng)，能讓高壓風(fēng)嚴格按設計與實(shí)際需要去供風(fēng)，使熟料在的溫差下進(jìn)行良好的熱交換。冷卻效率高，急冷效果好，機械的性高，它既兼顧了第四代篦冷機供風(fēng)、模塊化的優(yōu)點(diǎn)，又適合第三代篦冷機的改造，不用改變篦冷機的主體結構，是提升第二、三代篦冷機技術(shù)的途徑。

應用該技術(shù)進(jìn)行技改后，二、三次風(fēng)溫升高，熱回收量較一般第三代充氣梁篦冷機可增加300~500 kJ/kg熟料，篦冷機熱回收效率達78%，節能降耗顯著(zhù);在5~6年之內不需要維護，五六年之后只需按要求更換篦板就可

2.2 使用低阻力篦板延長(cháng)使用壽命

低阻力篦板(見(jiàn)圖3)表面分布著(zhù)凹槽，冷卻風(fēng)是通過(guò)接近水平的篦縫進(jìn)入充滿(mǎn)熟料的凹槽，然后通過(guò)滯留在槽內的熟料間隙朝著(zhù)熟料的前進(jìn)方向噴吹，不易堵料，不會(huì )出現被“吹穿”和風(fēng)“短路”的現象。篦面通風(fēng)冷卻均勻，磨損小，且不易堆雪人，漏料很少，加之篦板經(jīng)特殊熱處理，其壽命在高溫段長(cháng)達5年以上，中低溫段長(cháng)達4年，提高了整機乃至窯系統的運轉率。

2.3 優(yōu)化篦冷機的配風(fēng)設計方案

在篦床的高溫區配置合適風(fēng)量風(fēng)壓的冷卻風(fēng)是讓對熟料急冷的關(guān)鍵。風(fēng)量取決于料量、料溫;壓力取決于管路系統阻力、篦板阻力、料層阻力以及來(lái)料的波動(dòng)。

優(yōu)化配風(fēng)后，高溫熟料離開(kāi)前端固定床時(shí)，熟料的顏色已經(jīng)由白色變成了暗紅色和黑色，再經(jīng)過(guò)20多分鐘活動(dòng)床上的慢冷過(guò)程后，達到出篦冷機熟料溫度小于65 ℃+環(huán)境溫度。

為了各冷卻風(fēng)室的氣密性，目前將“氣動(dòng)雙重鎖風(fēng)閥”(見(jiàn)圖4)技術(shù)用于風(fēng)室與拉鏈機之間的密封，可以好的解決漏風(fēng)問(wèn)題。同時(shí)采用“金屬絲柔性密封材料” (見(jiàn)圖5)用于風(fēng)室與風(fēng)室之間的密封，好的解決篦冷機里面竄 風(fēng)、漏風(fēng)等致命問(wèn)題，使風(fēng)室的分隔效果與高壓風(fēng)系統設計原理相匹配，而且每個(gè)風(fēng)室可以靈便獨立調節風(fēng)壓和風(fēng)量。

可在保持篦冷機的主體框架結構不變的前提下，對篦冷機內部實(shí)施改造，改造篦床與篦板的結構與配置，達到均料與均風(fēng)以及急冷的效果，解決冷卻效能的瓶頸問(wèn)題，改造成本低，性?xún)r(jià)比高。

3改造后的效果對比

改造后取得了顯著(zhù)效果，主要體現在節能降耗、提高產(chǎn)量和質(zhì)量、提高機械的的性、提高設備的運轉率、降低設備維護費用等方面。效果對比見(jiàn)表1。

根據我國水泥生產(chǎn)線(xiàn)上用得比較廣的第三代充氣梁篦冷機的通病，有針對性地選用急冷床、低阻力篦板、新型的密封和鎖風(fēng)配件，優(yōu)化篦冷機的配風(fēng)，提高篦冷機的單位面積冷卻效率。實(shí)踐證明，采用這些技術(shù)對第三代充氣梁篦冷機進(jìn)行改造，是較好的投資少、見(jiàn)效快的方法。