篦冷机风量与篦床速度的控制

蒋忠民刘登强刘艾明孙振红

中材建设有限公司（100176）

篦冷机风量与篦床速度的控制

蒋忠民刘登强刘艾明孙振红

中材建设有限公司（100176）

篦冷机是水泥烧成系统中非常重要的设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送及热风余热的回收利用，关系着生产的电耗与热耗。各大篦冷机制造商，都在篦冷机的环保、节能及安装操作方面给予大量的研发投入，推出了各自的第四代篦冷机。在总结我公司第三、第四代篦冷机的应用和生产操作总结的基础上，论述水泥行业现行的风量及篦床速度控制方式。

篦冷机；过程控制；水泥生产；风量；测量；PID

0 引言

在水泥工业中,篦冷机的主要作用是冷却、输送熟料和回收利用余热。第三、四代篦冷机的优点在于应用高阻尼篦板和充气梁技术使得供风风机压力上升，高压风呈水平方向穿射冷却熟料，供风总量减少，提高了二次风温，并在生产上利于厚料层操作。

与第三代篦冷机相比较，第四代篦冷机的篦板全部固定不动，熟料前行采用推杆推动。冷却风采用风机送风至装有自动调节阀的篦板，再穿透熟料层，将熟料急冷和进一步冷却，通过高温段的冷却风作为二次风和三次风入窑和分解炉。篦下自动调节阀调节风量，克服篦床料层厚度不均匀导致通风不均的缺陷。

因此，第三、四代篦冷机的供风风机风量控制和篦床速度控制对于发挥其优点和效率至关重要。

1 篦冷机风机风量控制

出于环保节能和电耗指标考虑，篦冷机风机风量控制的执行单元宜采用变频器。笔者通过大量生产实践统计，若采用阀门作为执行单元，风机将消耗10%～15%的能耗。

调节风量篦冷机风机风量控制策略，首先根据窑喂料量的工艺和生产需要制定窑喂料量对应冷却风量表，然后根据实时喂料量采用插值运算的方式查表来确定每台风机风量设定值，最后将风量设定值通过PID控制执行单元，如变频器、阀门等。风量控制策略流程如图1所示。

图1 风量控制策略流程图

制定窑喂料量对应冷却风量表，需要考虑操作员增加或减少窑喂料量的递进过程，如每一次增加30 t/h或40 t/h等。我公司某项目的制定窑喂料量对应冷却风量表如图2所示。

图2 窑喂料量对应冷却风量表

根据窑的实际喂料量，通过规则或插值运算在窑喂料量对应冷却风量（图2）中查找出每台风机风量的设定值。

如可根据实际篦冷机的工况制定这样的查表规则：当实际的窑喂料量值f位于某一区间之内（a，b）,如果f≤(a+b)/2选取最靠近的区间界值f=a,如果f＞(a+b)/2选取最靠近的区间界值f=b。如实际喂料量为130 t/h，根据此规则，风量的设定值为图2中的“L02：120 t/h”所对应的风量。同样也可以指定一些线性插值运算来查表。

2 篦床速度控制

篦冷机篦床速度的控制是为了稳定料层厚度，以配合对应冷却风量高效、均匀换热。由于直接测量高温工况下的料层厚度比较困难且性价比不高，目前，主要通过熟料高温过渡段篦床下的供风压力来间接反映料层厚度。根据篦冷机制造商提供的篦床最大、最小及正常工况下的恒定篦速，结合带料调试过程的篦床下的供风压力的记录，合理地找出正常工况恒定篦速下，篦床下的供风压力的波动区间。篦床速度的控制策略如图3所示。

图3 篦床速度的控制策略

确定好压力波动区间,需要考虑窑的喂料，同时建立好窑喂料量和压力波动的关系表。我公司某项目的窑喂料量对应压力波动区间的关系表如图4所示,表中A，B为插值曲线的斜率，PA/PB对应图3中的Pa和Pb。篦床速度的确定也由查表所得。

图4 窑喂料量对应压力波动区间关系表

3 总结

以上论述了近些年我公司应用于第三、四代篦冷机的风量和篦床速度控制。这种基于查表的控制方式，有效地稳定了篦冷机工况，充分发挥了第三、四代篦冷机的优势。传统的闭环控制与PID调节已不能很好地满足水泥用户对自动化生产的进一步需求。为此我们还需了解用户对篦冷机的控制、操作、运行维护的需求，力争在风量和篦床速度控制上精益求精，为后续设备在线诊断和远程维护系统的开发提供良好的基础。