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TC型國產(chǎn)第三長篦冷機技術(shù)及其應(yīng)用

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4.1 冷卻工藝措施

篦冷機冷卻工藝設(shè)計的核心問題是如何達到盡可能高的冷卻效果和熱回收率。力求以最少的冷卻風(fēng)冷卻盡可能多的熱熟料，使冷卻風(fēng)與熱熟料充分進行熱交換，提高入窯系統(tǒng)的二、三次風(fēng)的溫度，從而達到高產(chǎn)、高效、低熱耗的目的。
4.1.1 采用第三代篦冷機的“充氣梁”技術(shù)

?TC篦冷機在篦床的高溫區(qū)（淬冷區(qū)和主要熱回收區(qū)）采用高冷卻效率、高熱回收率的“充氣梁”裝置。全面考慮料層縱、橫向的阻力（料厚及顆粒組成）和料溫的分布規(guī)律，即沿縱向又沿橫向?qū)Ⅲ鞔矂澐殖勺銐蛐〉膮^(qū)域，形成合理的冷卻小單元，并有針對性地分配以可調(diào)節(jié)的冷卻風(fēng)（稱可控氣流）。最終達到以最少的冷卻風(fēng)，高效冷卻一定量的熱熟料并高效熱回收的目的。

每根“充氣梁”一般分隔為左右兩個“小風(fēng)室”或左、中、右三個“小風(fēng)室”，以便于進一步細分冷卻單元，每個“小風(fēng)室”都有獨立進風(fēng)口。按工藝布置要求，由“充氣梁”有機排列組合成為“充氣篦床”。將“充氣梁”各“小風(fēng)室”的進風(fēng)口與帶調(diào)節(jié)閥的管路系統(tǒng)分組連接起來，配以具有相應(yīng)風(fēng)量風(fēng)壓的風(fēng)機便構(gòu)成了“充氣篦床”的冷卻系統(tǒng)。

TC型“充氣篦板”的氣流出口為縫隙式結(jié)構(gòu)，由于幾乎所有的冷卻風(fēng)都通過出口縫隙，因而其氣流速度明顯高于普通篦板的篦孔氣流速度。這一特點使“充氣篦板”具有兩個特性：一是高阻力；另一是氣流高穿透性。它對熟料冷卻工藝有重要意義，前者增加了篦床阻力對系統(tǒng)總阻力的百分比，相對降低了料層阻力變化的影響。當料層波動時仍可保持冷卻風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，確保冷卻效果；第二個特點則有利于料層深層次的氣固熱交換，特別是對紅熱細料的冷卻更有特殊的作用，有利于消除“紅河”現(xiàn)象，解決了第二代篦冷機難以克服的主要問題。

在篦床的中溫區(qū)，采用TC型低漏料篦板，用冷風(fēng)室通風(fēng)。這種篦板有縱向集料槽，冷卻風(fēng)以較高的速度從集料槽的兩側(cè)縫隙噴出，因此既減少細粒熟料的漏料量，又增加了篦板的通風(fēng)阻力。篦板阻力的增加同樣可降低不均勻料層阻力對篦床總阻力的影響。因而雖然用冷風(fēng)室通冷卻風(fēng)，仍可較有效地對熟料進行冷卻。

4.1.2 采用厚料層冷卻技術(shù)

設(shè)計最大料層厚600～700mm，增加料層厚度使冷卻風(fēng)與熱熟料有充分的熱交換條件：增加接觸面積和延長接觸時間。充分的熱交換使熱熟料得到有效的冷卻并提高了冷卻熟料后的熱風(fēng)溫度，有利于熱回收；厚料層冷卻工藝顯著提高了單位篦面積產(chǎn)量。此外，厚料層操作還使篦板受到溫度較低的冷料層的保護，避免與紅熱熟料直接接觸而受到熱損害。
4.1.3 合理配冷卻風(fēng)

在淬冷區(qū)和熱回收區(qū)為“充氣篦床”配有合適風(fēng)量、風(fēng)壓的冷卻風(fēng)是保證其冷卻性能的關(guān)鍵。風(fēng)量取決于料量、料溫及所要求的冷卻后的出料溫度，它難過熱平衡計算，氣、固（風(fēng)與料）熱交換等熱工計算得出基本理論值，再根據(jù)TC篦床工業(yè)實驗等實踐經(jīng)驗加以修正；風(fēng)壓的確定基于管路系統(tǒng)阻力計算、TC篦床阻力數(shù)據(jù)（實驗）和料層阻力的計算結(jié)果再行修正。

由于熟產(chǎn)經(jīng)主要冷卻區(qū)冷卻后其溫度已較低（與第二代篦冷機相比），故在后續(xù)冷卻區(qū)，所需的冷卻風(fēng)量也比第二代的少；但為了適應(yīng)窯產(chǎn)量的波動（有時窯不正常，產(chǎn)量變化可多達30%），因此配風(fēng)仍留有一定的余地。
4.2 按工藝要求，力求完善設(shè)備設(shè)計
4.2.1 TC篦板設(shè)計

?TC篦板是“充氣篦床”的核心機件，設(shè)計時考慮我國水泥廠操作筆管理水平的實際，采用整體鑄造結(jié)構(gòu)（國外多為組合結(jié)構(gòu)），既減少了加工量又有良好的抗高溫變形能力。TC篦板內(nèi)部氣道和氣流出口設(shè)計力求良好的氣動性能，出口冷卻氣流順著料流的方向噴射并向上方滲透，強化冷卻效果。TC篦板初步設(shè)計后，經(jīng)試制、模擬實驗和工業(yè)實驗后定型。TC篦冷機樣機投入使用后，實踐證明TC篦板的良好冷卻性能，尤其對消除“紅河”現(xiàn)象有明顯效果。
4.2.2 TC充氣管道設(shè)計

第三代篦冷機充氣管道系統(tǒng)比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計有相當大的難度。其中最大的難點是與活動“充氣梁”相連的活動風(fēng)管裝置的設(shè)計。它一端固定。另一端隨活動框架前后擺動，要求移動靈活且密封良好。國外現(xiàn)有活動風(fēng)管設(shè)計有軟管型、活絡(luò)關(guān)節(jié)型和機內(nèi)立式滑閥型等。TC型活動風(fēng)管裝置設(shè)計自成一格，共有三種:

（1）帶密封滑板的軟管裝置；
（2）機外帶滑板式密封箱的充氣風(fēng)管裝置；
（3）帶特殊密封箱的機外套管式裝置。既簡化管路系統(tǒng)又便于安裝和維護。

4.2.3 漏料鎖風(fēng)裝置的設(shè)計

??????? 漏料鎖風(fēng)是冷卻風(fēng)有效利用的保證。TC篦冷機篦下漏料鎖風(fēng)裝置采用集料斗加電動料位鎖風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)，這種裝置既能有效鎖風(fēng)又使篦床下有足夠的檢修空間；鎖風(fēng)閥由料位傳感裝置自動控制，斷續(xù)工作，鎖風(fēng)好，壽命長，又有節(jié)能功效

4.3 選配性能優(yōu)良的風(fēng)機

??????? 風(fēng)機的性能是篦冷機主要性能的根本保證，它應(yīng)滿足如下要求：
??????? （1）風(fēng)機必須保證在一定負載下有穩(wěn)定的足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓；
??????? （2）有良好的效率，以降低能耗；
??????? （3）要配有良好性能的調(diào)節(jié)閥門及執(zhí)行器，保證風(fēng)量的良好調(diào)節(jié)；
??????? （4）高壓風(fēng)機配裝消聲器，有利于環(huán)境保護。

4.4 設(shè)置自動控制和安全操作檢測系

4.4.1 三元自動控制系統(tǒng)

自動控制是TC篦冷機性能和穩(wěn)定、安全操作的極其重要的保證。三元控制即篦速控制、風(fēng)量控制和余風(fēng)排放控制（即窯頭負壓控制），其控制原理與第二代篦冷機雖然相同，但篦速和風(fēng)量控制的控制條件卻有差異。第二代篦冷機以篦下壓力為控制依據(jù)，而第三代篦冷機以供風(fēng)系統(tǒng)的固定和活動風(fēng)管管內(nèi)壓力的綜合數(shù)值為依據(jù)。自控設(shè)計時按TC型管路系統(tǒng)的特點設(shè)置測點，最后將數(shù)據(jù)進行綜合處理作為篦速和風(fēng)量控制的依據(jù)

4.4.2 安全操作檢測及保護裝置

TC型篦冷機設(shè)有下列監(jiān)測和保護裝置：

（1）篦板測溫及報警裝置；

（2）料層狀況電視監(jiān)測裝置；

（3）風(fēng)室漏料鎖風(fēng)閥的故障報警及電機過載保護裝置；

（4）漏料拉鏈機斷鏈報警裝置;

（5）冷卻風(fēng)機監(jiān)測和報警裝置。

5 實際應(yīng)用情況

TC篦冷機技術(shù)在國內(nèi)水泥廠新線建設(shè)和老廠技改中得到廣泛的應(yīng)用（詳風(fēng)TC篦冷機應(yīng)用業(yè)績表）。其中第一臺TC2000t/d篦冷機已于1999年5月在安徽白馬山水泥廠通過國家鑒定。實測其入窯二次風(fēng)溫達1079℃；入分解爐三次風(fēng)溫達875℃；單位冷卻風(fēng)量為1.98m3/kg.cl；熱回收率達到74.1%；單位表面積產(chǎn)量為45.63t/m2·d（產(chǎn)量2400t/d）。各項技術(shù)性能指標已評定為達到90年代國際先進水平。該機熱端篦板壽命保證為1年以上，實際運轉(zhuǎn)至今已兩年，熱端篦板未更換過一塊。

在老廠技改中，比較突出的是采用TC技術(shù)對北京水泥廠原2000t/d Fuller篦冷機進行的技術(shù)改造。在不增加原有篦床面積的條件下，對原一、二段篦床進行較徹底的改造：第一段篦床進料端改為固定式充氣篦床，后按活動式充氣篦床和阻力加充氣組合篦床；第二段第一室改為阻力篦床后按普通篦床。一段新裝6臺風(fēng)機；二段利用原有風(fēng)機。改造周期約半個月（風(fēng)機基礎(chǔ)提前施工）。改造后一次投料成功。并很快達到預(yù)期目標：最大投料量達170t/h，后在在保證質(zhì)量的前提下，穩(wěn)產(chǎn)2350～2400t/d。冷卻效果很好，出料（25mm左右）可用手抓捏；二、三次風(fēng)提高50～100℃，熱耗顯著降低，產(chǎn)量提高約15～20%，而煤耗基本不變；實踐證明該機的技改取得顯著的效果。

6 TC型篦冷機使用業(yè)績

?天津仕名公司TC型篦冷機使用業(yè)績表
序號規(guī) 格使用廠家使用情況備 注
11000t/d太原水泥廠投產(chǎn)新建
21000t/d小屯水泥廠投產(chǎn)新建
32000t/d白馬山水泥廠投產(chǎn)新建
41000t/d鑫磊水泥廠投產(chǎn)新建
52000t/d雙陽水泥廠 （二線）投產(chǎn)新建
6850t/d葛州壩水泥廠（四線）投產(chǎn)新建
72000t/d山東水泥廠 （三線）投產(chǎn)新建
82000t/d耀縣水泥廠投產(chǎn)改造
91000t/d蒲廟水泥廠投產(chǎn)改造
102000t/d葛州壩水泥廠（三線）投產(chǎn)改造
111000t/d光化水泥廠 （三線）投產(chǎn)改造
12850t/d北京燕山水泥廠投產(chǎn)改造
131500t/d巢湖鐵道水泥廠投產(chǎn)改造
142500t/d葛州壩水泥廠投產(chǎn)新建
151000t/d山東水泥廠 （一線）投產(chǎn)改造
162500t/d荻港水泥廠 （一線）投產(chǎn)新建
172000t/d牡丹江水泥廠投產(chǎn)新建
182000t/d雙陽水泥廠 （一線）投產(chǎn)改造
192350t/d北京水泥廠投產(chǎn)改造
202500t/d荻港水泥廠 （二線）在建新建
212500t/d鹿泉水泥廠在建新建
222500t/d琉璃河水泥廠在建新建
232500t/d雙陽水泥廠 （三線）在建新建
241000t/d甘肅山丹水泥廠在建新建
252×2500t/d安徽樅陽水泥廠在建新建