浅谈第四代篦冷机运行过程中存在的问题及处理

匡三浩 孟广林 程新联 姚汉伟

（新安中联万基水泥有限公司，河南 洛阳 471800）

1 篦冷机原理及运行情况介绍

我公司二期熟料生产线由国内某建筑材料工业设计研究院设计，配套使用SCH416R 第四代篦冷机，产能5000t/d，篦床有效面积134.4m2，该篦床由四列七段（4×7）共二十八个模块单元篦床组成，通过四连杆机构组成步进式篦床，由液压装置驱动，每段篦床由四列组成，除一段篦床每列有一个液压缸驱动外，二至七段篦床每列有两个液压缸同步驱动，各列相对独立。各段每列由既定程序控制，带动活动梁通过竖轴扭动推力棒向前向后运动，实现物料向前输送。每一排模块下部构成一个风室，并由一台风机提供冷却风，冷却风经篦板吹入料层，对热熟料进行冷却。

液压系统流量的调节使液压缸获得不同的推动频率，从而使篦床上的物料得到不同的料厚和停留时间。高温熟料从窑口卸落到阶梯篦床上，首先由阶梯篦床的高压风机对物料急冷，然后在风和重力的作用下滑落到标准模块上，并在往复扫摆的推力棒推送下，沿篦床分布开，形成一定厚度的料层，篦床上的物料在篦冷机刮板推送下缓慢向出料口移动。

篦冷机全套设备共用推力棒272根，活动梁28套，自润滑关节轴承416套，液压缸52套，行程开关56个。

2 故障现象及分析

在生产运行中经常出现活动梁机构损坏，料层吹穿，出料温度200～250℃等现象。通过对运行中几种故障的观察我们发现以下几个原因：

（1）活动梁传动机构频繁损坏并撞坏接近开关造成设备故障。该活动梁机构由竖轴、摇臂、连轴销、小连杆、自润滑关节轴承、活动梁、液压缸组成四杆传动机构，悬挂在固定于篦床内的竖轴下端和液压缸支撑座之间，重量在300kg左右,整个四连杆机构在自身重力作用下，对关节轴承施加向下作用力，造成关节轴承、轴销频繁损坏，活动梁下沉，阻力变大，用于控制推动行程的接近开关被撞坏而失效，造成设备故障。

（2）料层频繁吹穿。正常生产中篦冷机料层不易保持，料层或厚或薄，设计料层厚度 600mm ，但是在生产中料层不易保持，推力棒在竖轴的带动下，绕竖轴做扇形摆动，摆动角度在30～35°，在竖轴附近料层易堆积，推力棒远端呈凹坑状，整体篦冷机料面高高低低，料层薄的地方极易吹穿，篦冷机一、二室风机电流经常超过额定值，直径1cm左右的熟料颗粒也能在窑头煤管附近跳跃，细砂状熟料颗粒更多，窑前混沌一片。操作中稍不注意，飞沙极易起来，打破正常热工制度，不得不减慢篦速攒厚料层，料层厚时又吹不透，室下冷却风机电流快速下降，接近空载值，导致熟料层结拱压住推力棒，液压传动压力大于工作压力许可的20MPa，达到泄压阀设定值22.5MPa时泄压，液压传动失效，被迫减产慢窑。

（3）出篦冷机熟料温度达到200～300℃，运行中操作员为了避免液压传动故障，篦冷机前3段给定在10～15次，后4段都给定到最大次数18次，出窑熟料本身有离析现象，在篦冷机中由于受推力棒作用，离析现象更加严重，熟料从出窑到出篦冷机仅冷却13～19分钟，导致入库熟料温度高，曾经烧坏过熟料库底输送皮带，减慢篦冷机速度又出现压死现象。

综合以上现象，我们初步判断是因为4种主要因素造成：（1）篦冷机活动梁组件重力过大，需要有效支撑，来消除重力对关节轴承的破坏；（2）篦冷机冷却风机全压低，不能有效托浮熟料，导致推力棒受力过大；（3）篦冷机推动次数受程序限制，调节时只能给整数次，一、二段每加减一次，调节幅度高达10%～15%，对料层厚薄变化影响大；（4）推力棒行程大，每推动一次，对料层厚度破坏和料面平整度破坏作用超出控制要求。

3 问题处理

（1）针对关节轴承损坏频繁，在活动梁两端分别加装支撑托架，支撑托架底座焊接在篦板下平面，两端安装6210轴承，在活动梁底加装平行导轨（如图1），通过轴承和导轨来承担活动梁组件重力，消除关节轴承因不合理受力导致的设备损坏，延长活动梁组件的工作周期。

图1 活动梁底加装平行导轨

表1 二期篦冷机风机改造前后对比

（2）对篦冷机风机进行改造，增大风机电机功率，加大风机风量和风压，在生产中控制篦冷机料层在80～100cm左右，增加总料层厚度，减少推力棒运动过程对料层整体厚度的影响，并且厚料层操作更容易平衡单个风室中各篦板冷却风量，增加料层阻力，减少熟料离析现象对透气阻力的影响。延长出窑熟料在篦冷机中停留时间，在高温段加强熟料急冷。大修期间对前四台风机和电机进行了设备更换，第四室风机电机功率加大，避免料层整体结拱而产生的压风现象，杜绝风机电机出现空载现象，考虑到窑头引风机能力有限，没有对后面几室风机进行更换（如表1）。

（3）修改DCS程序。对操作员计算机Wincc 7.0系统进行重新组态，操作员可以输入含小数点后一位的4位数指令，操作站计算机控制指令由原来的整数变量修改为浮点变量，同时对现场站PLC程序进行修改，使数据传输到窑头站S7 400PLC CPU后，经过新加入的程序转换命令，屏蔽原有控制方式，改用新程序控制，输出4位数的浮点指令，经篦冷机现场控制柜转换成可执行程序驱动篦冷机控制机构来实现。控制精度提高10倍，改造前篦冷机1、2、3段速度每增加或减少一次，调节幅度在10%～15%，改造后最小调节幅度可以控制在1%，减少了篦速调节对料层厚度的影响。

（4）在大修期间对篦冷机传动液压缸行程重新定位，行程由统一的16cm，根据各段料层分布情况做相应调整，一段行程9cm，二段行程11cm，三段行程140cm，形成小短传方式，增加推动次数，形成短平快方式对熟料进行连续输送，避免大波浪形状料层。

4 改造后状态

改造后首次启动运行，经过空载试机，对个别支撑托架和液压缸行程进行了调节，进入负荷运行，通过优化回转窑系统操作参数，在窑投料370t/h时，篦冷机运行状态整体稳定，关节轴承频繁损坏现象消失，料层可以控制在90cm左右，压住篦冷机风机吹不透现象没有再出现，熟料在篦冷机中冷却时间可以达到25分钟，出篦冷机熟料温度在200℃以下，料层偶尔有小幅度吹穿现象，2次风温波动幅度在一个时间段由以前的80℃左右下降到30℃左右，达到预期目的。