篦冷机的结构特点操作注意事项.docx

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篦冷机的结构特点操作注意事项

篦冷机的结构特点和操作注意事项

篦冷机评价主要指标：

热回收效率，从热的熟料中实现最大的热回收。

单位面积产量，反映篦冷机规格。

单位冷却风量，反映二三次风温度及废气处理量出料温度。

熟料冷却程度，可靠性和使用寿命。

运转率，单位功率。

一、篦冷机的结构特点

我公司采用的是南京院自主开发的NC42340推动篦式冷却机（简称篦冷机），是水泥厂熟料烧成系统的重要主机设备，它不仅起冷却和输送物料的作用，还是提供热回收的主要设备。

在现代干法水泥生产系统中，高效节能、运行可靠的篦冷机已经成为确保系统生产能力强、能耗低、运转率高以及系统操作稳定的关键因素。

1、构造与主要零部件

篦冷机钢壳体的内部装有由固定篦板和活动篦板相排列的篦床，篦床的安装形式可以是水平推动、倾斜推动、倾斜水平组合式推动和阶梯式几种。

篦板向上斜倾，使篦床呈锯齿状，在篦板上有许多长孔或圆孔，熟料由回转窑进入冷却机，在卸落过程中，就被由篦孔下部及篦板缝隙向上运动的空气直吹急冷，在传动装置的作用下，活动篦板沿固定篦板的表面作往复运动，对熟料层不断进行耙拨，使熟料由高温区向出口端运动。

在高温区，冷却空气与热熟料有最大的温差，因而在该区同样进行淬冷。

NC型推动篦式冷却机（以下简称篦冷机）接受来自回转窑的约1400℃的高温熟料，在其冷却热回收过程中，特别是在其受料区和热回收区采用先进的新型控制流篦板新技术，提高了熟料的分布效果，均匀冷却效果和热交换效率，有效的提高了二、三次风温度和降低篦冷机出料温度，进一步减少熟料冷却用风量，大幅度提高了篦冷机的热回收效率。

“受料区固定床”结合新型控制流篦板的特殊出风方式进一步提高了篦板的使用寿命，确保烧成系统的稳定高效，高运转和低能耗。

篦冷机作为烧成系统的主机和关键设备之一，承担着对水泥生产熟料的冷却、系统热回收、输送和破碎的主要功能。

篦冷机主要由固定篦床、活动篦床、传动装置（液压传动系统）、上下壳体、控制流篦板风管、灰斗部分、支撑装置、干油集中润滑系统、熟料破碎机、栅条装置、空气炮装置、风机、自动控制和报警装置组成。

（一）篦床部分

篦床的固定篦板装在固定横梁上，固定横梁安装放在壳体支柱上的承重纵梁上。

活动篦板装在活动横梁上，活动横梁装在活动框架上，在活动框架的底面通过螺栓固定有倾斜导轨，它支承在托轮槽内，当活动框架移动时，倾斜导轨沿托轮槽的表面作相对移动，使活动框架作往复运动。

（二）传动部分

篦冷机液压传动特点：

结构紧凑，运行平稳，调速方便，对工况变化适应性强，可靠性好，运转率高。

（三）机壳

机壳由钢板制成，在壳体内壁的篦床上方位置镶砌一层轻质绝热材料和一层耐火砖，以防热量散失。

（四）风冷系统

在篦板下部空间用钢板隔成几个空气室，以便按冷却需要对各室适当地分配空气量。

每一空气室分别用管道与一台变转数的高压风机或中压风机相连，管道上设有阀门，通过阀门的执行机构来调节开启程度，分配合适风量。

（五）破碎机

在篦冷机的熟料出口，设有熟料破碎机（锤式破碎机），其回转方向使熟料重新返回冷却篦床，从篦床上下来的熟料经过细篦条，又重新入破碎机破碎。

2、篦冷机工作原理和结构特点

（1）、工作原理：

高温熟料从窑口自然“落入”篦床，通过篦板的往复推动逐步推至后续篦床，形成一定厚度的料床，经各冷却风机鼓入的冷却空气由下向上吹入料床，渗透扩散对熟料冷却至环境温度+65℃，并经过熟料破碎至≤25mm（50%以上）落入输送机中。

由篦板篦缝漏下的细熟料通过风室下灰斗收集后，通过由时间控制的电动弧行阀进入熟料链斗机输送入熟料库。

同时，风机鼓入的冷却风经热交换吸收熟料中的热能后作为二次风入窑，三次风入分解炉以及作为生料或煤磨烘干用风。

其余的废气经收尘后排入大气。

作为工艺设备，它承担着对高温熟料的骤冷任务。

骤冷可阻止熟料矿物晶体长大，特别是阻止C3S晶体长大，有利于强度与易磨性的改善，同时，骤冷可使液相凝固成玻璃体，使MgO及C2A大部分固定在玻璃体内，有利于熟料的安定性的改善及抗化学侵蚀性能。

作为热工设备，在对熟料骤冷的同时，承担着对入窑二次风及入炉三次风的加热升温任务。

尽可能的提高二、三次风温度。

不仅可以回收热量，并且对燃料的助燃和燃尽以及全窑系统的热力分布有好的作用。

作为热回收装备，它承担着对出窑熟料携出的大量热焓的回收任务。

回收的热量以高温热随二、三次风进入窑、炉之内，有利于降低系统煅烧热耗；以低温热能亦有利于余热发电。

作为熟料输送设备，它承担着对高温熟料的输送。

任务，对高温熟料进行冷却有利于熟料输送和贮存。

（2）、技术参数

规格：

4.2m×34m

篦床有效面积：

133.2m2

入料温度：

1400℃

出料温度：

65℃+环境温度

出料粒度：

≤25mm占90%以上

篦板冲程：

≤130mm

冲程次数：

4～25次/min

系统热回收效率：

72～75%

冷却用风量：

＜2Nm3/kg·cl

（3）、结构特点

该型篦冷机具有以下特点：

1）采用新型控制流冷却技术，熟料骤冷效果好，篦冷机单位面积生产能力高，对烧成熟料的适应性以及产量波动、恶劣工况下的可靠性好。

2）采用高阻力、气流渗透性及冷却性能好的新型控制流篦板，能更有效地克服熟料粒度变化及粗细料离析产生的料层不同阻力的影响。

在篦床纵横向对不同单元和区域分别进行了细致合理的细化供风，保持气固两相热交换的有效和稳定，有效消除热细料的“红河”现象，并确保了熟料充分均匀的冷却和出料温度的进一步降低。

3）新型控制流篦板的热回收区换热效果好，能提供高而稳定的二次、三次空气，热回收量较传统篦冷机增加80kJ/kg·cl以上，冷却机热回收效率达72%以上，节能降耗。

4）新型控制流篦板除高阻力及气流渗透及冷却热交换性能好外，篦面出风均匀，全篦面有风，彻底消灭了冷却盲区，并避免了篦板磨损。

螺栓紧固结构，简单可靠，方便安装和更换。

5）冷却空气用量少，单位冷却用风量小于2Nm3/kg·cl，篦冷机余风排气量减少20%。

6）采用气密及气流性能好的新型空气梁供风结构，篦板进风截面大而开阔。

横梁底部设置事故排料孔，方便事故后的清灰。

利于改善及细化不同篦板区域的冷却供风且易于调配，彻底避免了热端篦床风室漏窜风、熟料冷却不均匀的问题。

7）取消了活动充气梁，根本上解决了固定风管与活动充气梁之间的柔性连接可靠度欠佳、易于疲劳损坏、易于磨损、漏风量偏大、难以适应篦床沉降状况变化的问题。

南京院篦冷机主要技术优点

能阻隔热量向篦板的热传导，有效保护篦板。

并能减轻出窑“大蛋”对篦床的冲击。

篦板上低层“射流”作用，达到最佳的换热效果。

篦板出风达到最大限度的均匀化。

篦板面上的“风膜”强化篦板自冷效果以及防磨效果。

更高的热回收效率，不低于72%（燃烧用风0.86Nm3/kg.cl时）。

热端篦床的故障率大大降低。

漏料率大大减少。

篦板使用寿命更长，正常使用时：

固定床篦板3年，热端篦板不低于1.5年。

出料温度低，不高于65℃加环境温度。

⑴、“受料区”采用固定篦床，梁内供风，以强化熟料分布，并大幅度降低热端的机械故障率。

为防止“雪人”的形成，安装了空气炮系统，通过可控间隔时间地“开炮”，及时清理过多的积料，保证设备的正常运行。

急冷后的熟料，易磨性得到改善，有利粉磨。

急冷的熟料，其矿物晶体的发育受阻，有利于水泥强度的发挥，提高了抗硫酸盐溶液侵蚀的能力，有利镁含量较高的水泥成品的安定性。

⑵、高温区采用组合式篦床，即固定篦板梁采用梁内供风，活动篦板梁采用风室供风，既能确保熟料得到充分冷却，又有效的避免了活动风管的密封这一薄弱环节，大大降低了机械故障率，从而有效的提高了整机的运转率；中、低温区采用风室供风，足以保证熟料的冷却效果。

⑶、新型的空气梁供风结构，极大的改善了不同篦床区域冷却供风及其风量的调节，彻底避免了料层厚度不同，颗粒粗细不均匀引起的熟料冷却不均匀的问题。

⑷、新型的控制流篦板和高阻力篦板具有气道流畅，结构合理，连接可靠，使用寿命长等特点。

⑸、篦冷机熟料破碎机前设有链幕装置，避免大块熟料破碎后抛回篦床过远，减少不必要的再循环冷却和保护壳体衬砌不受破碎机抛回熟料的破坏。

⑹、篦冷机底板下设有集料斗，并设有电动弧型阀，弧型阀定时开启，确保漏料不漏风。

⑺、篦冷机主体各润滑点采用油站集中润滑系统润滑，而破碎机润滑点采用人工定期润滑。

⑻、篦冷机的控制采用三元控制系统，既：

①通过每段推动篦床第二室的篦下压力值调整篦床速度，控制料层厚度及阻力；②控制恒定的冷却风量；③通过窑头负压控制、保证来自篦冷机的二次风量和排除过剩空气。

⑼、设有安全监测装置，篦板温度检测报警装置（报警温度设定在200～500℃范围，以使操作者有充分的时间判断温度升高的原因并采取必要措施），破碎机轴承温度检测装置，风机的风量、风压、风门开度及二次风、三次风和废气温度等操作监控装置，观察窑口落料及篦冷机进料端物料冷却情况的电视摄像装置。

二、日常运行操作注意事项和异常工况的操作调整

一、日常运行操作注意事项

1、固定篦板和充气梁风机正常运行时挡板必须全开；

2、一段篦床各空气室风机挡板尽量开大，保证空气室压力大于料层压力，防止窜风内漏；

3、尽量保持厚料层操作，一般600~700mm,二室空气室压力5.5~6.0KPa即可，二、三段篦床速度与一段比值是1：

2：

3段篦速=1：

1.5：

2.5，另可根据出料温度来调节篦速；

4、若一段离析现象明显，有“红河”现象，可加大红河区的风量；

5、一旦喂料稳定后，尽量不要频繁调整用风和篦速，减小人为波动。

加风原则：

由前往后，保持窑头负压。

减风原则：

由后往前，保持窑头负压，通常先开抽风机挡板或速度，再开冷却机风机或开挡板；

6、控制好合适的生料成份，特别要注意，SM不大于2.60，否则易堆“雪人”；

7、空气炮尽量少用，最好不用；

8、检修后前几排固定篦板要铺好熟料，不能有砖和大块，否则投料后熟料流不走；

9、严防窑内烧流！

10、检修时特别注意篦板间隙、空气梁积料、篦缝浇注料堵塞以及篦床上木头及编织袋等杂物。

二、主要参数的确定与选择

1、篦床负荷的确定：

篦床单位面积的产量称为篦床负荷，篦床负荷大，由料层厚，产量高，反之料层薄，产量低。

篦床负荷一般根据经验确定。

预分解窑用厚料层冷却机，其负荷可达1.5—1.8t/（m2·h）

2、料层厚度的确定:

料层厚度取决于篦床负荷和熟料在冷却机内的停留时间,通常停留时间为15—30mm。

在冷却机的高温区，为了提高冷却机的热交换效率和冷却效率，目前我国已推广厚料层技术，其厚度达到600mm左右。

在冷却机低温区篦床上，料层厚度控制在200—300mm，高温区料层厚比低温区提高了2—3倍。

在高温区采用厚料层技术，热效率可提高10%左右，冷却效率提高15%左右，同时厚料层技术还起到保护篦床的作用。

3、篦床宽度的确定：

篦床宽度根据窑的产量和窑径确定。

篦床太宽，布料困难，熟料分布不均匀，致使料层阻力不均，中间部位料层厚，两侧料层薄，局部区域出现露篦板和风吹透的现象，从而降低二次风的风温和热效率。

篦床太窄，会使料层太厚，冷却困难，同时使篦床过长，一般进口篦床比冷端篦床窄。

实际设计中，是在进料端篦床的两侧配置不带篦孔的盲板，它既不能透过空气，也不起推动熟料的作用，这样可起到调整入料口篦床宽度的目的。

4、篦床长度的确定：

篦床长度根据窑的台时产量、篦床负荷及篦床宽度的确定。

5、冷却机安装位置的确定：

熟料离开窑口时，由于惯性力作用，熟料被窑带过一段距离才掉落下来，回转窑转速的提高，熟料落偏的距离就增加。

为了防止熟料落偏现象的出现，在冷却机安装时，应使篦床中心线和回转窑的中心线偏离。

偏移的距离e=（0.1—0.15）D（D为窑体内径）。

一般窑的偏离取小值，预分解窑取大值。

6、篦床的分段与篦床斜度：

篦床的分段数与窑产量有关，小于1000t/d的可取一段；1000—2000t/d的，篦床可分两段；2000—3000t/d的，篦床可分二到三段；产量超过3000t/d，篦床可分三到四段；产量高的冷却机，在第一段倾斜时，其它段采用水平篦床。

篦床的倾斜度不宜过大，否则会使冷却机整机高度过高。

7、风压与风量的选择：

风机风量与风压的确定视各空气室上方篦床的料层厚度及熟料温度而定，即风压根据篦床阻力（含篦床阻力和料层阻力）确定，风量以各室被冷却的熟料量及温度确定。

三、篦冷机常见故障排除：

各种篦冷机由于结构不同，出现故障的原因及排除方法也有区别，但下述各条基本是一致的。

1、篦床跑偏

可能由于活动框架下部托轮装置标高误差超过允许范围、托轮轴承损坏、托轮轴水平度超差、活动框架下的倾斜导轨与托轮磨损严重，从而破坏了活动篦床的水平位置。

2、篦床脱落

可能由于活动框架下沉或跑偏造成活动篦板与固定篦板相互磨擦，篦床高温中遇水产生冷热急剧变化、联结螺栓松动，造成篦板间的相互挤压或磨擦等原因。

3、托轮轴断裂

可能由于托轮轴未找平、受力不均，托轮轴承磨损，使托轮轴不均匀下沉等原因。

4、篦床上的料走不动

可能由于上部不下料或篦床联结部位磨损，使孔拉长，行程减小等原因。

5、篦板损坏

篦板损坏的情况有多种，包括弯曲变形、裂纹、烧毁。

这是由于冷却机工作时，篦板上部受高温熟料加热，下部受空气冷却，当温度波动时，会引起裂缝、变形和悬臂部分弯曲，进而造成篦板的底面与固定篦床表面的间隙变化；长期工作会引起篦板烧毁。

因此要求篦板材料具有耐热性（t＞800℃），高温下的热稳定性和足够的耐磨性，并应在温度波动时变形较小。

目前国内引进的设备，高温区篦板选用含铬25%—28%，镍12%—14%的材料，中部选用含铬23%—27%，镍0.6%—1.2%的材料；国内高温区的篦板材料为ZGCr22Ni14N，ZGCr26Ni12，ZGCr19Mn12Si2N或高铬铸铁，后段选用ZGCr9Si2或球墨铸铁材料制成，以满足高温区对高温的要求，中温区对耐磨性和高蚀性的要求及低温区对耐磨的要求。

四、异常工况的操作调整

1、篦冷机出现“红河”的操作处理

“红河”是篦式冷却机常见的现象。

产生的主要原因是篦冷机冷却效果恶化，高温熟料在篦床上保持较长的时间，从篦冷机观察孔或工业电视中可看到篦床上有较长的“红河”带。

当SM过高，窑内煅烧不好，熟料结粒差，细小的熟料颗粒落入篦床，使篦下压力上升，透过熟料层的冷却空气量减少，熟料冷却效果变差产生“红河”。

入窑溜子温度波动大导致窑内工况不稳，煅烧时好时坏，也会产生“红河”。

“红河”的产生还和篦冷机的供风形式和篦板形式有很大关系。

第二代篦冷机采用空气室供风，使用普通圆孔或长条篦板。

这种形式的篦冷机篦下压力受料层厚度影响较大，篦床压降小，单位熟料冷却风量大。

由于出窑熟料结粒大小不均，落入篦床后，由于离析现象，细颗粒会聚集在篦床一侧使该侧的通风阻力增大，大量冷却空气会从相对孔隙率大的大颗粒聚集侧通过，造成冷却风的短路，使细颗粒侧的高温持续较长时间。

新生产线大多采用的都是第三代篦冷机。

这种篦冷机采用空气梁供风，使用的是高阻力篦板。

这种篦冷机提高了篦床压降，使篦下压力受料层厚度影响大大减小，单位熟料冷却风量也随之降低。

因此第三代篦冷机受离析现象影响产生“红河”的几率大大降低。

窑和篦冷机是一个有机的整体，篦冷机出现“红河”是由于窑内煅烧不好造成的。

因此，消除“红河”要从调整窑内煅烧着手。

稳定入窑溜子温度在850±5℃，减少入窑生料的波动。

“红河”产生时窑头适当加煤，加强窑内煅烧。

由于“红河”时冷却风量大大减少，入窑二次空气量也相对随之减少，为保证窑内通风量的稳定，应及时将篦床速度打快一些，调节幅度可以一段冷却风机的供风量或风机电流作为参考。

2、篦冷机“堆雪人”的操作

正常操作中，当生料中碱含量偏高或IM过高时，会导致篦冷机“堆雪人”。

但引起篦冷机“堆雪人”的主要原因还是篦冷机结构和窑的操作。

在篦冷机的设计时，考虑到空气室的密封和漏料情况，其第一排篦板多采用定板，这就为“雪人”的形成提供了一定的便利条件。

众所周知，熟料落入篦冷机后由于离析作用，在篦床上会形成低阻力区和高阻力区，在高阻力区冷却风通过少熟料高温会维持较长时间，当窑内温度过高或熟料AM偏高时，出窑熟料会保持较高粘度，落入定板后，熟料间相互粘结或熟料与篦冷机前墙耐火材料形成共熔物粘结，如果这种现象持续较长，没有及时调整操作，则这种粘结过程会继续发生形成“雪人”，生产中每次堆雪人之前窑与篦冷机工况较差，开始表现为红河，严重时红河可蔓延到低温区。

窑内混浊，这是因为红河时整个篦床压力升高，入窑的二次空气量大大减少窑内通风不良，煤粉燃烧速度慢，在熟料翻滚过程中粘结，煤粉中的有害成分S或Al2O3混入熟料液相中，使其粘度增大。

更为重要的是不完全燃烧导致的还原气氛使Fe3+被还原成低熔点的Fe2+，导致液相量增多。

几方面的原因作用形成雪人。

正常操作中，当发现篦冷机工况恶化时应及时调整，特别是红河产生时，应及时将篦速打快，高温区冷却风机档板开大，保证出窑熟料能及时得到冷却，同时保证入窑二次空气量不会减少太多，稳定入窑溜子温度，维持窑内热工制度稳定。

当发现雪人形成时，应及时通知现场巡检工采用推雪人装置将雪人清除，以免继续恶化。

若雪人较大时，应视情况减产运行。

直至将雪人清除，还要防止清出的大块卡破碎机下料口。

3、“烧流”的操作处理

烧流是新型干法窑中较严重的工艺事故。

通常是由于烧成温度过高，或生料成分发生变化导致硅酸盐矿物最低共熔点温度降低造成的。

众所周知，熟料的最终形成是通过液相反应得到的。

其烧结范围是1300℃-1450℃。

正常操作时的液相量约25%--30%，随着烧成温度的提高，矿物中的液相量会不断增加，当温度到一定程度时，硅酸盐矿物会全部转化为液相。

研究表明，当温度超过1600℃时，液相量的增加呈直线上升。

SM的高低反应硅酸盐矿物或熔剂矿物的多少，而AM的高低则反应液相粘度的大小或者可以说是形成液相温度的高低。

当生料的SM和AM都偏低时，不仅液相量增多，更重要的是矿物的最低共熔点温度降低。

在这种情况下如果还按照正常时的操作，则熟料中的液相量会大大增加，表现为窑内结圈或结大蛋，当烧成温度继续提高，就会形成液相更多，发展严重时就会造成烧流事故。

烧流对篦冷机的危害是相当严重的。

液态的熟料流入篦冷机，会造成篦孔的堵塞，导致冷却空气完全不能通过，造成篦板烧损，高温液相流入空气室，烧坏大梁。

这样的损坏对篦冷机几乎是致命的。

因此在操作中，应严禁杜绝烧高温。

烧流时窑前几乎看不到飞砂，火焰呈耀眼的白色。

NOX异常高。

由于熟料象水一样流出，窑电流会很低，与跑生料时的电流接近。

当发现烧流时立即大幅度减煤或止窑头煤一段时间，略减窑速，尽可能降低窑内的温度，如果物料已流入篦冷机内，要密切关注冷却机的压力、篦板温度。

严重时立刻停窑。

杨胜

2010-3-9