水泥工业篦冷机技改发展方向

李程伟

（合肥水泥研究设计院，合肥市 230051）

目前，熟料冷却机在水泥工业生产过程中起着至关重要的作用，已不再是当初仅仅为了冷却熟料的设备，而在当代预分解窑系统中与预热器、分解炉、回转窑、燃烧器等密切结合，组成了一个完整的水泥熟料烧成系统，成为一个不可缺少的具有多重功能的重要装备。

1 篦冷机的功能

（1）作为热工装备，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。

（2）作为一个工艺装备，它承担着对高温熟料的骤冷任务。

（3）作为热回收装备，它承担着对出窑熟料携出的大量热量的回收任务。

（4）作为熟料输送装备，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 国内篦冷机存在的主要问题

截止2013年底，我国共有新型干法水泥生产线1700条，其中实际运行的约1500条。目前国内水泥厂采用的第二代、第三代篦冷机的技术来源主要是美国富勒公司生产的富勒（Fu11er）型篦冷机和丹麦史密斯公司生产的福拉克斯（FOLAX）型冷却机，国内各设计院及装备公司进行消化吸收。经过国内二十多年的运行经验，出现一些共性的问题。

（1）二次风温、三次风温低，熟料温度高，热回收效果差。在篦床上存在明显的“红河”现象。

由于二次风温低，助燃效果差，大大降低了窑对煤质的适应性，特别是在煤质波动时，导致煤粉的燃烧速度变慢，对窑的操作影响更大，烧成温度提不起来，操作员不得不加大喂煤量，造成长焰燃烧。烧成带后移，高温区不集中，熟料难以烧成，粉料多，fCaO高，熟料质量差，提产困难。整个窑系统均衡稳定的烧成制度无法得到落实。

由于三次风温低，对烧成系统的影响会更大，一般而言，分解炉内煤粉燃烧速率比之碳酸钙的分解速率低，正因如此，分解炉规格设计首先考虑的是燃料的燃烬空间。如何提高燃烧速率、缩短燃烬时间，然而分解炉的特点是低温、低氧、无焰，处处伴随有高浓度粉料使燃料“劣质化”，甚至粉料结团将焦炭包裹其中。炉温每升高70℃，残余焦炭的燃烧速率就提高一倍。因此较高的三次风温对改善生料的预烧，为窑的稳产与高产打下一个好基础。另外，炉燃料比例高于窑燃料，因此三次风用量比二次风用量要大，三次风温高，节能效果更大。反之熟料热耗更高。

出窑高温熟料得不到急冷，输送入熟料库的温度还相当高，慢冷熟料质量差，而在急冷时，熟料液相来不及结晶而大部分转变成玻璃体，保证了熟料的质量。熟料不能急冷，它会使熟料在慢冷过程中产生粉化，降低熟料质量和易磨性。

（2）高温段篦板、支撑梁被烧蚀严重，备品备件等维护费用高。

充气梁和高阻力篦板容易出问题，起不了骤冷作用，不能冷却熟料，反而却让篦板直接受到高温熟料的侵袭和磨损，再好的材质也不可能长期安全运行。由于近年来耐热材料的价格大幅攀升，必然带来维修成本的上涨，同时也增加篦冷机的维修工作量。

（3）篦板结构设计不合理，维修量大，维护成本高。

因篦板结构的设计不合理，受热膨胀变形量大，使篦板强度大受影响，篦板磨损快，使用寿命短；篦板安装形式不符合人机工程学要求，更换时间长，也比较麻烦；篦板通风结构设计不合理，篦缝风速偏小，不能吹透高温熟料，起不到急冷的效果。

（4）漏料严重，加速篦板磨损；漏料锁风装置及拉链机负荷过载，故障率高。

漏料量大，极端情况下若连续漏红料，导致烧坏篦板梁及支撑装置等；篦床漏料处漏风严重，导致跑风，而熟料反而得不到充分冷却；下料斗积灰较多，卸灰阀开启频繁，容易产生故障；卸灰多，拉链机工作负荷大，严重时拉链机内全是熟料，潮湿或下雨天气，易板结，卡死链节，检修难度大。

3 待改造方向

（1）节能减排降低能耗。

现今许多水泥企业都在进行兼并重组，在集团内部深入开展横向对比、对标管理，以降低能耗节约成本。同时，国家逐年增强对水泥等高能耗企业节能减排的监管，并加大政策支持力度，因此对水泥生产节能减排技术的要求就更为迫切。篦冷机是水泥烧成系统的关键设备，而回转窑、预分解系统、燃烧器可实现节能减排的效果不够明显，冷却机的节能减排成效就摆在了一个重要的位置，因此冷却技术改造显得尤为重要。

（2）增加产能。2010年开始，水泥价格一路上扬，利润大增，各个水泥企业效益见好，都开足马力生产，并希望扩大生产产能，以实现更大的利润。但国家限制对新上生产线的审批，水泥生产企业只有通过对原有生产线进行技术改造的方式来增加产能。在原烧成系统中，回转窑和燃烧器都基本定型的，只有通过增大分解炉容积和篦冷机能力来实现。

4 改造方式

（1）更换进料口固定篦床（急冷区、或称斜坡部分）。

细化进料口篦床供风区域，实现落料中心区超高压供风和周边区域高压供风，提高入窑的二次风温度，实现对熟料急冷，增加熟料易磨性。

优点：这种改造方式，最节约成本，工期也短。

（2）更换入口固定篦床和第一段篦床（热回收区）。

在对进料口篦床供风区域进行调整的同时，采用空气梁、新型篦板、细化供风区域、改变熟料流速等多种技术手段更换第一段篦床。

优点：可部分利用原有设备，工期相对较短。

（3）整机拆除，采用步进式冷却机。

步进式冷却机取消了原有的漏料锁风系统和拉链机等，整体高度低，空间高度上适合所有的二代或三代篦冷机改造。步进式冷却机单位面积产量高，同时满足原有篦床面积增产的需要。

优点：实现节能减排的最优效果，同时达到扩大产能的目的。机械部件磨损小，维护费用都进一步降低。

5 结束语

水泥行业作为我国主要的高能耗、高排放产业，是工业领域节能减排的重点和难点，其节能减排效果对完成我国能源消耗目标、工业可持续发展起着举足轻重的作用。加大节能减排力度，已成为水泥行业面临的一项艰巨而紧迫的任务。因此对篦冷机进行节能降耗技术改造，不仅符合国家的产业政策的要求，还符合企业自身发展的要求，更符合市场的需求。