TC1164篦冷机改造方案.docx

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TC1164篦冷机改造方案

2500t/d篦冷机改造方案

一、总述：

广西华润红水河水泥有限公司水泥厂目前正在运行的第三代充气梁式篦冷机（TC1164），设计能力2500t/d，因窑实际产量高出设计能力和篦冷机固有的结构缺陷造成目前出料温度高、余热发电效率低、篦板及篦板梁烧损严重、设备零部件磨损老化、框架及梁变形严重、漏料量大、机械故障频繁，严重影响设备运转率，急需进行彻底改造。

为了保证改造后设备长期稳定地生产并达到增产效果，根据我公司第四代推动梁（推料棒）篦冷机技术的成功经验，特提出对原篦冷机进行改造的方案如下：

二、方案概述及工作原理：

（一）．原结构（第三代）概述：

该篦冷机为推动式篦冷机，属于第三代技术。

篦床整体分为前后2段各由1套曲柄滑块装置驱动。

篦下共分6个风室，共10台风机供风。

高温段采用充气篦板，最大有效宽度为9×300=2700mm，篦板排布长度为28×330=9240mm。

低温段采用富勒篦板，最大有效宽度为5.5×600=3300mm。

篦冷机总纵向篦板排布长度为64×330=21120mm，其中篦板自然漏料在风室内堆积，经弧形阀锁风卸料后进入SCD链斗输送机。

设备型号为TC1164,篦床总面积（有效）为61.4m2，设计生产能力为2500t/d，设计单位面积产量41t/m2.d；实际产量近2900t/d,实际单位面积产量为47t/m2.d，高于42t/m2.d最大能力，篦床总面积偏小。

受现场设备布局和基础的限制，现有设备外形尺寸不易改变，很难通过增加冷却面积来解决问题，必须在提高单位面积产量上想办法。

第三代篦冷机采用的是往复推动式篦床--活动篦板梁和固定篦板梁的交替动作使物料得到水平输送和翻滚，同时冷却风致下而上通过篦板和篦板间隙与热熟料直接换热达到冷却效果，也就是说熟料的输送和换热工作由一套篦板机构来完成，虽然工作时篦床将绝大多数熟料隔离在篦床上方，但仍有一部分细粉或颗粒通过缝隙泄漏到篦床下方的风室内，这属正常现象。

漏料在风室内堆积到一定量后经漏料锁风阀被及时排出机外。

存在的主要问题是：

1、篦板间隙问题：

活动篦板与固定间隙最初可按照设计要求调整到一理想状态，但要长期保持这一状态几乎不可能。

因为夹在篦板缝隙间的漏料对篦板不间断的磨损导致篦缝的不断加大，是不可逆转的。

人们可做的只是如何减缓这一过程或更换篦板。

因此往往感到新安装的篦冷机或维修过的篦冷机效果好一点。

另一方面，哪怕只经历一、二次非正常生产操作过程，高温热红料直接接触篦板后，由普通碳钢加工而成的篦板梁及支撑框架经不住高温的持续影响，产生永久的热变形导致篦板梁弯曲和扭曲，篦板缝隙要么过大，要么过小产生机械摩擦阻力。

很多设备篦板最大缝隙甚至达到20～30mm，大量热红料涌入下风室产生高温，加剧了机械构件烧损变形，产生恶性循环。

再有，目前普遍采用的托轮导轨式的活动篦床支撑方式，一但托轮和导轨产生磨损（月牙型导轨）下沉，直接影响就是篦板缝隙。

2、二次扬尘问题：

风机将风室内漏料不断吹起易堵塞篦缝，尤其对低漏料篦板影响较大；处于风室内的托轮和导轨及轴承在高粉尘的环境中极易损坏；夹带粉尘的外漏风污染作业环境；观察窗玻璃被粉尘阻碍视线无法观察风室内部状况，不利安全生产。

3、漏风问题：

第三代篦冷机往往达不到冷却效果的原因之一就是风的利用效率低。

如前所述，由于篦板间隙的不均匀性，工作时风阻会产生严重不均，往往会在篦床表面某一局部区域产生“吹穿”现象，冷空气超近路通过，降低了入窑气体温度。

其它区域特别是高阻力料层处于无风状态,为“红河”的产生创造条件，因此可以把这种漏风现象称之为风的“短路”；

其次风室之间运动件（活动框架）穿墙密封处漏风严重，该处窗口面积较大，活动框架横向摆动易使密封件损坏，相邻两室甚至多室之间风的平衡关系被打乱，甚至出现高压风反风现象。

这种情况可以称之为风的“内泄”;

第三，漏料锁风阀易被大块料卡死造成阀门关闭不严而产生漏风丢压，还有锁风阀操作和可靠性等原因。

这种情况可以称之为“外泄”。

总之，“短路”、“内泄”和“外泄”风直接影响到冷却效果，然而在现有结构上不易解决上述问题。

4、均风问题：

因窑的自转方向、转速、落差、熟料粒度及料量波动等因素的影响，分布在篦床表面的物料粒度产生严重的不均匀性或称物料粒度“偏析”，使风阻相差3～7倍，因此如何均匀、合理、可控的供风是解决冷却问题的关键。

由于使用条件限制，第三代篦冷机只在高温段前部增设了数量有限的“充气梁”和篦板，对均风起到一定的作用，提高了产量，但由于漏风因素影响其作用是有限的。

而从高温区后部直至出料端仍为大风室供风，几乎无法克服“偏析”的影响，这是第三代篦冷机的软肋。

若增加充气梁的数量还要解决前后阻力不均的矛盾，势必要增加冷却风机台数和功耗，使运行成本大大增加，经济上不合算。

5、机械问题：

经调查，第三代篦冷机普遍存在的设备问题是：

掉篦板、设备变形、篦床跑偏串轴、断轴断销、锁风阀不灵、锤头使用寿命短（温度影响）等，篦冷机运转率低、维修量大。

6、生产能力问题：

其实第三代篦冷机的物料输送能力是够用的，一般在设计上篦床的最高速度可以达到18次/分钟以上，以2500t/d篦冷机为例,高温段篦速在12次/分钟左右即可满足生产要求。

因此所谓能力不足是指篦冷机的冷却能力。

如前所诉第三代篦冷机存在风的“短路”、“内泄”和“外泄”问题，克服“偏析”的能力有限，因此其冷却能力显得严重不足，红料区后移，造成出料温度过高，对破碎、输送甚至水泥粉磨环节都产生不良影响。

同时伴随废气风温过高，经常烧毁布袋。

熟料和废气带走大量的热能造成能源浪费。

相反入窑二、三次风温及余热发电温度降低，使系统耗煤增加，热回收效益降低。

因此第三代篦冷机的改造主要围绕提高冷却换热效率来进行。

（二）、第四代篦冷机概述：

我公司研究生产的第四代篦冷机第一台设备已连续正常运行5年，5年以来共生产各种规格近40台，全部成功运行。

期间不断加以改进和完善使其即达到良好的技术性能指标又保证其良好的可靠性和设备运转率

作为专利产品，在结构上即达到先进型又做到了实用性，非常适合国内用户操作使用。

也可以说第四代篦冷机几乎在所有方面针对第三代的问题都加以解决。

2500t/d篦冷机技术参数如下：

1、规格：

SX4-1164G

2、产量：

～3000t/d（水泥熟料）

3、入料温度：

1400℃

4、出料温度：

65℃+环境温度

5、篦床实际冷却面积：

64m2

6、单位面积产量：

48t/m2.d

7、推动梁速度：

3～20次/min

8、电机功率：

37×2KW/380v（半台）或37×4KW/380v（整台）

9、传动形式：

液压传动

10、调速形式：

变频泵调节

11、二次风温：

～1050℃

12、三次风温：

～900℃

13、余热发电：

450℃以上

14、废气温度：

低于220℃

15、风机电耗：

降低100Kw

16、设备运转率：

98%以上

关于我公司第四代篦冷机详细特点和原理请另见其它介绍材料，这里简单概括如下：

1、篦床和篦板：

全部采用固定篦床和篦板，篦板之间无运动间隙，通风间隙恒久不变，风室内无漏料；

2、推动梁（推料棒）输送物料，配套的运动、密封和支撑部件安全可靠；

3、采用全篦床左右分风将篦冷机分成若干个完全独立的风室，冷却风利用率达到100%；

4、左右分风室结合调风篦板的运用使冷却风实现均匀调节，克服了物料“偏析”的影响，熟料冷却效果明显改善。

5、采用独特的变频液压控制系统，简单使用、运行平稳可靠。

6、新型的活动支撑装置和润滑系统使故障率降至极低。

7、出料温度明显降低，热回收效率提高，特别在高温区的急冷效果明显，使回收气体温度得到提升，尤其对增加余热发电效果显著。

三、局部改造方案（半台）：

（一）、改造内容：

在我公司成功技术基础上，综合考虑技术、成本、施工期等因素，采用成熟的第四代推动梁专利技术对原篦冷机第一段高温篦床（前28排）进行改造，改造后使篦冷机达到生产能力2900t/d，冷却效果达到65℃+环境温度以下，做到不漏料，篦冷机保持长期安全稳定生产。

具体实施内容如下：

此次改造主要针对篦冷机前半部分高温段（第一段前28排）篦床，原设备外壳体、底部侧框架、低温段篦床、出料破碎机等均保持不变。

原第一段篦床传动部分、内部支撑构件、篦板和篦板梁、活动框架、托轮导轨、隔墙板等拆除。

改造后使整个篦冷机分为前后两段：

第一段为推动梁篦床，采用液压传动；第二段仍为原普通篦床采用机械传动，这样可节约大量改造费用和时间，可达到最佳效果。

第一段篦床下共6个风室由6台风机供风，各供风区之间完全不窜风，

经初步核算原篦冷机配套风机可以利旧使用4台，新增2台。

高温篦板采用我公司自有调风技术，结构简单可靠，进一步避免了短路风和局部吹穿的形成。

改造后高温篦床共分3个工作单元：

1个固定单元和2个活动单元。

固定单元安装在篦床前部下料口位置，可以承受回转窑坠落的大块物料的冲击不变形，与空气炮结合可以防止堆雪人的发生。

另外公司还新推出一种机械式防堆雪人式固定篦床，该装置即使停用时可以正常下料生产，不影响主机运行。

活动工作单元为篦冷机的核心工作部分，两排并列安装在篦冷机框架内，负责熟料的冷却和输送，独特的设计结构确保不漏料、不卡料、不压死篦床。

每组活动单元包括固定不动的篦床和篦板、活动台车及推动梁、轴承支撑装置、油缸推动装置及密封护件等，在出厂前已组装调试完毕，现场整体吊装即可。

高温段篦床安装时保持一定的倾斜角度，以使物料运动更加顺畅。

所采用的液压站为公司与国内著名液压设备生产企业共同研发的专利技术，采用变频比例变量控制技术，实现无极变量输出及全数字化远程控制，液压容积效率达到98%以上，节能效果显著。

设备运行可靠，主要元器件均采用进口技术。

液压及电控装置可布置在现场附近合适位置，设备周围实现整洁和通道畅通。

由于所提供的设备80%均在出厂前组装完成，因此现场安装作业量减少，安装周期大为缩短。

（二）、工作内容：

1．由供方设计与制作部分，需方负责安装：

1）前部固定篦床部分1组

2）活动篦床工作单元2套

3）辅助支撑及隔墙板部分

4）液压站驱动系统

5）主机电控柜

6）干油润滑系统等。

2．按照供方提供设计图纸，需方组织现场改制安装：

1）拆除篦冷机第一段内部结构：

除保留底板、空气炮外篦冷机所有内部结构包括供风装置、传动装置、锁风阀等部分全部拆除；

2）上壳体的加高部分、篦冷机底板、拉链机气密焊接；

3）恢复下料栅条部分、链幕装置；

4）风机、下料口、废气口、热风口及各非标管道的制作；

5）耐火砖及浇注料材料采购与砌筑施工；

6）风机采购及安装基础；

7）电气部分的安装调整。

（三）、工作程序：

1、设计工作，由供方派人对现场进行详细技术考察。

双方签署协议后结合设备状况及原设计图纸进行详细的施工设计，设计方案由双方组织人员进行评审。

2、设备制造：

由供方组织生产，按期交货。

需方按供方提供的参数、砌筑图、电器图等安排材料采购、非标制做等。

3、现场施工：

由需方组织施工进行现场拆除和安装。

供方派人员进行安装技术指导。

4、试车及调试运行：

供方派人员跟踪服务。

（四）、进度安排：

设计：

20天；

制造周期：

60天；

现场施工：

25天

（五）、改造成本：

1．设计及指导：

免费

2．篦冷机制造（半台）：

163万元（供方提供，价格为增值税价格，包含运费及包装费，不含风机）。

3．新增风机价格：

8万元（2台，用户自备）

4.非标制作：

6万元（用户负责）

5.耐火砌筑：

5万元（局部，用户负责）

6.起重设备：

1万元（用户负责）

总计：

183万元

四、整体改造方案：

（一）、改造内容：

采用成熟的第四代推动梁专利技术对原篦冷机全部篦床（共64排）进行改造，改造后使篦冷机达到生产能力3000t/d，冷却效果达到65℃+环境温度以下，做到不漏料，篦冷机保持长期安全稳定生产。

具体实施内容如下：

此次改造主要针对篦冷机全部（共64排）篦床，原设备外壳体、底部侧框架、出料破碎机等均保持不变，但破碎机高度需调整。

原篦床传动部分、内部支撑构件、篦板和篦板梁、活动框架、托轮导轨、隔墙板等拆除。

改造后使整个篦冷机分为前后两段：

第一段为推动梁篦床，采用液压传动；第二段也为推动梁篦床采用液压传动。

第一段篦床下共6个风室由6台风机供风，第二段篦床下共4个风室由4台风机供风，各供风区之间完全不窜风，

经初步核算原篦冷机配套风机可以利旧使用7台，新增3台。

高温篦板采用我公司自有调风技术，结构简单可靠，进一步避免了短路风和局部吹穿的形成。

改造后高温篦床共分3个工作单元：

1个固定单元和2个活动单元。

固定单元安装在篦床前部下料口位置，可以承受回转窑坠落的大块物料的冲击不变形，与空气炮结合可以防止堆雪人的发生。

另外公司还新推出一种机械式防堆雪人式固定篦床，该装置即使停用时可以正常下料生产，不影响主机运行。

改造后高温篦床共分4个工作单元。

活动工作单元为篦冷机的核心工作部分，并列安装在篦冷机框架内，负责熟料的冷却和输送，独特的设计结构确保不漏料、不卡料、不压死篦床。

每组活动单元包括固定不动的篦床和篦板、活动台车及推动梁、轴承支撑装置、油缸推动装置及密封护件等，在出厂前已组装调试完毕，现场整体吊装即可。

各段篦床安装时保持一定的倾斜角度，以使物料运动更加顺畅。

所采用的液压站为公司与国内著名液压设备生产企业共同研发的专利技术，采用变频比例变量控制技术，实现无极变量输出及全数字化远程控制，液压容积效率达到98%以上，节能效果显著。

设备运行可靠，主要元器件均采用进口技术。

液压及电控装置可布置在现场附近合适位置，设备周围实现整洁和通道畅通。

由于所提供的设备80%均在出厂前组装完成，因此现场安装作业量减少，安装周期大为缩短。

（二）、工作内容：

1．由供方设计与制作部分，需方负责安装：

1）前部固定篦床部分1组

2）活动篦床工作单元6套

3）辅助支撑及隔墙板部分

4）液压站驱动系统

5）主机电控柜

6）干油润滑系统等。

2．按照供方提供设计图纸，需方组织现场改制安装：

8）拆除篦冷机内部结构：

除保留底板、空气炮外篦冷机所有内部结构包括供风装置、传动装置、锁风阀等部分全部拆除；

9）上壳体的加高部分、篦冷机底板、气密焊接；

10）恢复下料栅条部分、链幕装置；

11）风机、下料口、废气口、热风口改接及非标管道的制作；

12）耐火砖及浇注料材料采购与砌筑施工；

13）风机采购及安装基础；

14）电气部分的安装调整。

（三）、工作程序：

1、设计工作，由供方派人对现场进行详细技术考察。

双方签署协议后结合设备状况及原设计图纸进行详细的施工设计，设计方案由双方组织人员进行评审。

2、设备制造：

由供方组织生产，按期交货。

需方按供方提供的参数、砌筑图、电器图等安排材料采购、非标制做等。

3、现场施工：

由需方组织施工进行现场拆除和安装。

供方派人员进行安装技术指导。

4、试车及调试运行：

供方派人员跟踪服务。

（四）、进度安排：

设计：

20天；

制造周期：

120天；

现场施工：

45天

（五）、改造成本：

1．设计及指导：

免费

2．篦冷机制造（整台）：

286万元（供方提供，价格为增值税价格，包含运费及包装费，不含风机）。

3．新增风机价格：

12万元（3台，用户自备）

4.非标制作：

12万元（用户负责）

5.耐火砌筑：

12万元（局部，用户负责）

6.起重设备：

3万元（用户负责）

总计：

325万元

五、经济效益分析：

参照中开源水泥厂篦冷机改造的成功经验并结合计算得出效益分析如下：

1、提高设备运转率按照改造前运转率92%，改造后达到96%计算，全年增加运行时间350小时，多生产水泥熟料40000t，增加经济效益：

40000×10=400000元

2、维修费用降低：

按照改造前维修费用20万元，改造后维修费用1万元计，每年节约：

190000元

3、冷却效果好，热量回收率高，按照出料温度由200℃降至120℃考虑，按照每吨熟料节省1kg低位热值（5300kg-coal）煤，煤价按830元/吨计算可节约：

2800（吨）×320（天）×1=896000kg（煤）

896000/1000×830=743680元

4、增加余热发电量按照改造前25kw.h/吨熟料，改造后31kw.h/吨熟料计，篦冷机发电贡献率按1/3计，每吨熟料增加发电量2kw.h，按每度电费0.5元，全年合计节约：

2800（吨）×320（天）×2×0.5=896000元

5、提高熟料易磨性可以使水泥电耗降低2度/吨，成本降低1.0元/吨水泥，可节约：

896000×1.5（混合材）×1=1344000元

6、降低熟料耗用比：

由于熟料冷却效果好，熟料质量相应提高，从而增加了混合材掺入量，降低熟料耗用比率，水泥成本降低0.5元，全年节约：

896000×1.5×0.5=672000元

综上全年累计节约：

424.568万元

即运行一年后即可完全收回成本。

注：

以上计算为参照中开源水泥厂有关资料分析和粗略估算得出，但参数均取最低值，供参考。

沈阳盛雄装备技术有限公司提供

日期：

2012年5月30