用中材装备第四代篦冷机篦床改造旧篦冷机

汪伟，王清虎，李桐斌，陈学勇

用中材装备第四代篦冷机篦床改造旧篦冷机

汪伟1，王清虎2，李桐斌1，陈学勇1

1　前言

篦冷机是水泥厂熟料烧成系统的重要主机设备，其主要功能是冷却、输送水泥熟料，为回转窑及分解炉等提供热空气。“红河”、“堆雪人”、烧篦板、断螺栓、掉篦板和熟料冷却不均匀是篦冷机存在的主要问题，是制约生产线连续运转的关键。随着新型干法水泥生产技术和装备的迅速发展，以及水泥熟料篦冷机技术的不断进步，高效能、运行可靠的熟料篦冷机成为确保系统生产能力的关键。为实现篦冷机的高性能，篦床的设计是关键，篦床是整个篦冷机的核“芯”，因此针对某些现场的实际情况考虑，可以保留篦冷机外部设备，用中材装备集团设计研发的Sinowalk第四代篦冷机篦床更换旧篦床，快速换“芯”，完美实现改造需求。

2　项目概况

新乡市振新水泥有限公司（原新乡市振新水泥厂，现隶属于河南省太阳石集团）采用的是国内某厂步进式篦冷机，该篦冷机主要存在以下问题：

（1）篦床段节梁经常断开，液压缸底座开裂，凹凸密封撕裂，铜套磨损极快，需要频繁更换备件。

（2）液压系统可靠性差，漏油渗油严重，业主需要长期大量地订购备件进行维护。

表1　改造方案

（3）润滑系统老化，由于工况的特殊，选用的分配管路形式不合适，导致使用寿命均偏短，而且整体润滑点偏多，很多润滑点不能顺利出油进行润滑。

（4）控制系统简单，设计的程序达不到自动智能控制，甚至在生产过程中，控制系统发生紊乱后，重启复位也很难奏效，业主只能人工操作液压系统。

（5）篦冷机工艺参数设置不合理，系统的热回收效率、二次风温低，出料温度高，不能满足工艺生产的需要。

总之，目前现场冷却机已经完全不能满足生产所需要的可靠性和稳定性，工艺性能也不能满足烧成系统的需求，需要改造升级。

3　改造方案

通过现场勘查和测绘，考虑采用中材装备集团的Sinowalk400系列第四代步进式篦冷机进行改造。由于Sinowalk400系列步进式篦冷机主机设备采用模块化设计和安装，单列宽度为400mm，单个段节梁为2 000mm，因此可以针对不同产量或面积进行灵活组合，非常方便。中材装备集团针对该生产线篦冷机存在的问题，并结合实际情况，在仍能利旧的情况下，保留原有设备，将此次改造方案定为换“芯”改造，将原有篦冷机内部篦床更换为Sinowalk 400-9×11第四代步进式篦冷机，同时保留原上、下壳体和破碎机，对液压、润滑、控制进行部分改造和升级（见表1）。

4　改造实施

4.1篦床主机快速安装

Sinowalk400篦冷机的活动篦床结构为一段水平式。在拆除原有篦冷机以后，从篦冷机后部的破碎机端面将新篦床运送进篦冷机壳体内（如图1）。由于中材装备集团的Sinowalk400系列步进式篦冷机采用整体模块化设计和安装，因此发货时将篦床一分为二，在现场只需要对两段篦床进行吊装和对接（如图2）即可完成80%的篦床安装工作，安装工期非常短，安装难度很低。篦床安装完后，对其进行紧固加强，确保机械主机的运行可靠。

图1　篦床从破碎机端送进壳体内部

图2　两段篦床对接安装完成

4.2液压系统精益求精

液压系统是篦冷机运行的动力来源，运行可靠极为重要，如果驱动系统出现问题，整个系统的运转率将难以保证。原液压系统采用的4台电机在运行过程中未出现故障，现场检测也无问题，经综合考虑，仍采用原4台旧电机，保留动力系统不变；现场勘测原有油箱，加热、冷却、过滤系统均完好，保留使用。此次改造采用新型负载敏感液压系统，相对于原液压系统能够节能47%。改造时液压站整体发货至现场，通过软管与原有系统连接，保证了安装的快速和高效。同时整个液压系统采用最优化的密封形式和高质量密封圈，实现了液压系统零泄露（如图3）。

4.3润滑系统化繁就简

图3　利旧改造后的液压站台

图4　新程序中设计的油缸运动速度曲线

表2　改造前后参数对比

原有润滑系统采用双线集中润滑，通过现场检测，原有加油泵和润滑泵完全可以使用，因此保留现有的加油泵和润滑泵，同时对现有的润滑管路进行部分整改，以满足新篦床的润滑。原设备润滑点达到上千个，而且润滑管采用8mm胶管，尤其在篦冷机风室内温度偏高的情况下老化速度非常快，很多润滑管路都已经不出油甚至断裂。这次改造更换了新的分配器，更换了与新篦床匹配的接头，并采用金属网套的软管形式，保证了润滑的充分和可靠，同时降低润滑点40%。

4.4控制系统人工智能

原篦冷机的控制程序功能比较简单，不能实现油缸平稳运行，也没有故障识别等功能。由于原PLC及数字量和模拟量输入与输出模块都可使用，因此只需在原有硬件设备基础上添置很少部分的元器件，更换修改新的液压站控制程序即可。

在考虑液压系统的特性下，在程序中设计了加、减速斜坡（如图4），这样油缸在启停时不会因为阀口的突然开关而造成巨大的冲击，确保了油缸运动过程的平稳和顺畅，使得系统的可靠性有了极大提高。

新程序充分考虑了系统的容错模式，在确保系统顺利平稳运转的前提下，出现故障模式时能够自行处理故障，也可以单独屏蔽某一列，而不影响整个系统的运行。

4.5工艺性能完全达标

在水泥工艺生产线上，任何设备的最终目的都是服务于工艺要求，篦冷机也一样，作为烧成系统中的关键主机设备，其最终目标是满足烧成工艺的要求，只有完全满足了工艺烧成的需求，才是一台好的篦冷机，如果不能充分满足工艺烧成的需求，任何其他的技术保障和性能参数都毫无意义。

经改造后，公司水泥产量逐渐增加，最终稳定在4 000t/d，完全超出了业主改造预想的产量，同时，热回收效率也有极大提高。二次风温稳定在1 200℃以上，出料冷却温度在100℃左右，高温段的热回收效率达到了75%以上，完全满足了窑内煅烧的需求，节能高效地实现了篦冷机的冷却和输送功能。

5　结语

此次改造计划安排非常紧凑合理，从停窑拆除到篦冷机安装总共18d，本次篦冷机换“芯”改造，周期短，投入低，效果明显。

（1）改造后的篦冷机运行稳定，未出现过因篦冷机造成烧成系统停窑停机的情况，极大地提高了系统的运转率。液压系统“零泄露”，运行平稳，控制系统操作灵活方便，更智能化，控制手段不再单一。

（2）由于Sinowalk400系列步进式篦冷机采用死料层操作模式，由一层低温的固定料层保护篦板，篦板基本无磨损，也没有更换过篦板，备件费用极大降低。

（3）采用独特的凹凸式迷宫密封，在凹凸密封间隙处产生高速气流，确保了整个篦床在运动过程中无任何漏料现象，无需类似于三代机的拉链机，从而降低了业主对拉链机的维护、备件以及熟料拉链机的电耗。

（4）二次风温稳定在1 200℃以上，结合同样由中材装备集团进行的部分窑尾技改，整体熟料煤耗在原有基础上降低了7kg标煤，每年节省标煤10 080t，给业主带来了极大的经济和社会效益。

The Retrofit of Old Grate Cooler with Sinomatec Fourth Generation Cooler

TQ172.622.4

A

1001-6171（2016）04-0086-02

通讯地址：1中材装备集团有限公司，天津300400；2河南省新乡市振新水泥有限公司，河南新乡，453621

2015-11-06；编辑：吕光