篦冷机的使用维护及系统优化

桂许君

篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送，同时为回转窑、分解炉及余热发电等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备。

目前新型干法水泥生产线使用较多的篦冷机为第三代、第四代篦冷机，国内自主研发、制造及安装调试技术已较为成熟。我公司使用的是冀东水泥集团装备研发中心自主设计、冀东水泥工程公司制造安装的第四代篦冷机（JL4×5）。该篦冷机采用模块化设计和安装，同时采用自动调节风量装置，改善了分风不均的现象。2009年7月投入使用至今，整体运行效果较好。主要技术参数见表1。

该篦冷机已投入使用近十年，窑的产量稳定在6 000t/d，二次风温1 150℃，三次风温1 050℃，正常运行时油压稳定在14MPa左右，最高不得大于16MPa；篦速稳定在14次/min左右；出篦冷机熟料温度≤100℃。

1 篦冷机系统常见问题分析及处理

1.1 篦床压力高的主要原因及解决办法

（1）油缸掉落，造成单列篦床压力异常增高，支座螺栓断裂或杠杆断裂（螺纹处断裂较多，质量问题、疲劳断裂或异常压力等）。解决办法：降低投料量，先提高篦速推料，后降低油缸掉落所在风室风压及降低所在列的篦速，直至单列停车。准备工作到位后，分多次进风室处理掉落油缸，每次不得大于20min。

表1 主要技术参数

（2）料层较厚，篦速没有同步提高，造成压力增高。解决办法：可以设定系统自动调整篦速，也可以由操作员根据料层厚度、油压手动调整各列篦速。

（3）风机风压不足，造成压力高。解决办法：可以设定系统自动调整风量，也可以由操作员根据风压情况调整对应风机的挡板或调整电机频率（风机电机已实施改造）。

（4）由于安装错误，造成油缸压力高。解决办法：重新安装，确保安装正确。

（5）直线滑轨损坏，篦床运行阻力增加。解决办法：更换损坏的滑轨，运行过程中确保润滑系统良好，检修时检查处理滑轨的润滑情况、滑轨下沉情况。

（6）篦床错位（连接钢板与驱动角钢连接处螺栓松动、焊缝开焊），导致发生油缸拉缸现象（通过前后位移值差距大判断）。解决办法：停机后，调整单列篦床所有油缸的伸长量，保证伸长量一致，然后重新连接错位的连接钢板，并与驱动角钢纵向部位接触处焊牢。

（7）检修安装时驱动钢板与C型密封、U型盖板与篦板盖板等间隙小，造成摩擦阻力增大，空载试车时压力值偏大。解决办法：制定检修及验收标准，回装过程中控制间隙，空载试车时检验，及时处理异常摩擦。

（8）安装头部密封组件时，密封盖板翘起，与刮板角度不一致。运行时密封组件相互刮蹭，阻力增大，甚至导致篦床跳停。解决办法：拆下密封盖板，调整密封盖板的角度，保持与刮板角度一致。

（9）耐火材料或大块窑皮料卡在活动棒与固定棒之间，造成油压高，同时容易造成推力棒变形甚至断裂。解决办法：确保工艺检修质量，同时检修后将耐火砖、浇注料、窑皮料彻底清理干净。

（10）根据窑的旋转方向及落料情况，中间2列或1列篦子物料多，负荷大，造成压力偏高甚至超过16MPa。解决办法：油压高所在列的篦速控制在16次/min，同时提高其他列的篦速，最终将油压控制在16MPa以内。

1.2 篦床无法启动的主要原因及处理办法

（1）液压泵或比例阀等部件损坏。处理办法：及时更换。如果液压泵损坏可转换到备用泵使用，“四用一备”，确保备用泵的完好性。定期滤油，确保液压油的清洁度。定期清洗比例阀，及时清除内部异物（球阀内密封胶块等），确保油路畅通及换向正常。

（2）油缸油封损坏，造成内泄，进出液压油管窜油，呈内循环状态。处理办法：立即更换新的油缸。

（3）油温低于设定值时，篦床无法启动。处理办法：冬季检修后，提前开启加热器，确保油温在25℃左右。

（4）液压系统处在卸荷状态（液压系统控制柜上有个卸荷按钮）。处理办法：将按钮拧到正常运转的位置，便可启动篦床。

（5）运转过程中，篦床料层较厚，篦床急停，造成篦床压死，无法启动。处理办法：停机清理，直至篦床启动为止。

（6）熟料破碎机未启动，破碎机与液压系统程序之间有运行联锁。处理办法：启动破碎机后，启动液压系统。

1.3 篦床跳停的主要原因及处理办法

（1）篦床压力值达到额定值时，篦床就会跳停。处理办法：根据篦床压力高的原因，逐一排查解决。

（2）液压油油温过高，超过跳停温度值。处理办法：当夏季环境温度高时，需解决液压站降温通风的问题，必要时加大换热器。检查循环水压力及阀门是否正常打开。

（3）控制柜上的急停按钮被摁下。处理办法：恢复急停按钮。

1.4 风室漏料的主要原因及处理办法

主要漏料部位：活动模块纵向相邻接口处，驱动钢板与C型密封间隙部位。

其他漏料部位：固定模块头部密封处；驱动钢板与C型密封其他间隙部位；进风装置损坏磨透的部位（极少）。

漏料原因分析及解决办法如下：

（1）一风室（固定模块）内，头部密封组件经篦床熟料长时间的挤压和刮蹭，固定密封组件的螺栓松动，最终导致密封组件掉落。解决办法：进入一风室，恢复安装头部密封组件。检修时，加强头部密封组件的检查，将头部密封处以下几个部位满焊。密封盖板与前部驱动钢板端面接触部位，两面满焊（506焊条）。刮板与马蹄钢板接触部位，三面焊（A102焊条）。

（2）长期停风机后开动篦床（严禁此类处理方式），检修更换风室损坏件后出现漏料。解决办法：杜绝停风机时进风室检修（对篦床部件损伤较大，造成恶性循坏），但可以降低风机风量（风压≮3 000Pa，正常运行时，低温段风室风压严禁＜4 000Pa）。

（3）活动棒压块上的楔子未打紧，楔子脱落后，造成活动棒压块、U型盖板脱落，随之驱动钢板与C型密封开始磨损。当磨损的缝隙增大时，熟料便从缝隙漏到风室下。解决办法：安装或检修时，更换磨损严重的部件，并按要求调整间隙。打紧楔子，在楔子的正上方钻孔，打入ϕ8mm×65mm定位胀销。

（4）密封间隙未调好，驱动钢板与C型密封间隙、U型盖板与进风装置盖板两个部位的装配未达到设计图纸的要求（c=1mm），装配间隙超差较大，且不均匀。间隙较大容易挤进熟料颗粒，造成U型盖板及进风装置处磨损，随着熟料颗粒继续进入驱动钢板与C型密封之间的缝隙，造成二者磨损，熟料颗粒由此间隙处漏至篦床下风室内。如发现处理不及时，则会使磨损更严重、间隙更大，最终导致大量较大颗粒熟料漏至篦床下的风室内。解决办法：安装或检修时，保证驱动钢板的对中性、驱动钢板与C型密封间隙、U型盖板与进风装置盖板间隙的装配精度。

（5）驱动钢板伸出节断裂，掉落到风室内，从断裂部位漏料。这是驱动钢板伸出节部位应力集中原因所致。解决办法：停机检修更换新的驱动钢板，在加工驱动钢板时，应尽量将驱动钢板中的应力释放，减少断裂现象的发生。

1.5 篦板篦缝堵塞的主要原因及处理办法

率值降低时，熟料粘性增加，如果风量不足会造成篦板篦缝堵塞，篦床和熟料的冷却效果差、出料温度高、篦床压力高等。解决办法：提高篦速，加大风量。

1.6 熟料料层厚度低的主要原因及处理办法

当燃烧条件变化时，熟料粒度也会发生变化，同样，料层厚度也会有不同的压差。因此，如果仍然靠自动调节，则不能达到原先的熟料料层厚度。解决办法：冷却机驱动速率应当减慢，以维持一定的熟料料层厚度。

1.7 熟料层有结块现象的主要原因及处理办法

熟料的冷却效果较差。解决办法：提高冷却机驱动速率，以保证熟料运行稳定。应加大风量，特别是固定段的风量，才能保证熟料冷却效果良好，防止熟料结大团。另外，加快空气炮的放炮频率及推雪人装置的工作频率。

1.8 固定段熟料分布不好的主要原因及处理办法

熟料分布由固定段的鼓风量和活动段的驱动速率决定。适当调节固定段熟料的鼓风量和活动段篦床的驱动速率。如果熟料堆积或“雪人”形成，操作员应当加快空气炮放炮频率，或使用推雪人装置。

1.9 高温段活动棒、固定棒断裂的主要原因及处理办法

活动棒、固定棒铸造有缺陷，达不到设计要求的强度，大块的窑皮及坚硬的耐火材料直接砸到推动棒上或挤在中间，导致推动棒断裂。解决办法：如果是材质问题，应进行化学成分及力学性能的检验。避免大块的窑皮及坚硬的耐火材料砸断推动棒。

1.10 高温段固定棒脱落的主要原因及处理办法

（1）安装时，固定棒没有居中放置在固定棒两端的挡铁上（一头多，一头少），致使生产过程中，固定棒来回窜动而脱落。解决办法：安装时，居中放置固定棒。

（2）冷却机风机供风风量不足，冷却效果较差，造成篦床上熟料温度较高，固定棒受热弯曲变形而脱落。解决办法：生产中应随着篦床料层变化而提高供风风量，提高熟料的冷却效果。

（3）固定棒压块楔子固定不牢固，致使生产过程中压块脱落而导致固定棒脱落。解决办法：安装或检修时，打紧楔子，并在楔子的正上方打入ϕ 8mm×65mm定位胀销，确保压块压紧固定棒。如有间隙，将楔子卡紧并焊接在一起，避免固定棒因间隙大而脱落。

1.11 活动棒脱落的主要原因及处理办法

活动棒压块楔子固定不牢固，致使生产过程中压块脱落，而最终导致活动棒脱落。解决办法：安装或检修时，打紧楔子，并在楔子的正上方钻孔打入ϕ8mm×65mm定位胀销。

1.12 破碎机轴承座振动大的主要原因及处理办法

产生问题的原因：（1）转子弯曲或断裂（日常检查、定期探伤，特别是使用后期）；（2）转子不平衡；（3）两个皮带轮不对中；（4）轴承轴向定位窜动；（5）轴承损坏；（6）轴承座未保证水平度；（7）轴承座底座地脚螺丝固定不牢、斜铁接触不好等。解决办法：依次排查处理解决。

1.13 转子轴向窜位的主要原因及处理办法

轴承锁紧套未锁紧。解决办法：拆开轴承盖检查处理。

1.14 锤头锤轴轴向窜动的主要原因及处理办法

挡板固定不牢。解决办法：螺栓拧紧后，点焊挡板和螺栓。

2 篦冷机检修要点及主要部件检修标准

2.1 工艺检修要点

（1）停窑时间＞3d，篦冷机篦床全部清理干净，包括篦缝。

（3）篦冷机内部浇注料施工前，必须严格做好篦冷机篦板上方的防护工作，铺好油布和多层板，避免浇注料流入，堵死篦缝。

（4）对于管道供风的篦板，检查清理管道内部，避免管道内积料，影响通风。

（5）篦冷机风机挡板，确保叶片本身的开关度一致，挡板开度与中控室给定一致。计划检修时，风机叶轮要彻底清灰。

（6）篦冷机检修完毕，要组织空载试机及验收。点火升温前，在内部固定段和高温段铺熟料或者卵石，避免刚投料期间熟料质量不稳定，糊死篦板。铺熟料时，如果熟料由窑头端进入，则下方应先铺上多层板和油布，避免因落差过大砸坏篦板，同时避免细粉料溅入篦缝内。

2.2 机械检修要点

（1）在安装推力棒（包括固定棒、固定棒G、活动棒、活动棒G）及压块（包括固定棒压块及活动棒压块）前，确保篦板无穿孔现象，支撑钢板及驱动钢板上“耳朵”无破损。

（2）安装推力棒并打紧压块上的楔子后，要保证推力棒不能被晃动。同时U型盖板与篦板间的间隙保证在1mm，固定棒与U型盖板间的间隙控制在2mm。

（3）在安装活动棒压块及固定棒压块前，要在支撑钢板及驱动钢板上、“耳朵”四周缝隙处打满596密封胶密封。

试样4在两次疲劳区中间主要为钝化区(箭头)，但是观察发现，在钝化区内出现了少量韧窝(箭头)，韧窝与钝化区交杂在了一起；当受载为23kN时，试样裂纹尖端钝化已经饱和，并且在试样几乎整个截面均出现了少量韧窝，因此可判断该试样处于临界断裂状态，即试样4为临界试样。

（4）选择合适的楔子，保证压块上楔子打紧后，能把弹性圆柱销装到位。

（5）在压块上楔子打紧后，若发现沿直线方向上多个楔子打紧不到位时，需由专业工程师确认，必要时调整活动导轨的高度。

（6）风室液压缸供油管接头处理后，试车不得有漏油现象。

（7）每个干油润滑点接头解开后，打油，确保有油出来，干油润滑有效。

（8）风室液压缸固定支座及活动支座螺栓紧固后，点焊处理，支座销轴两端焊挡块，防止掉落。

（9）固定室风箱补焊时，焊缝要满焊，焊缝不得有气孔、砂眼。

（10）C型密封更换后，要与篦板框架进行点焊，保证不能和驱动钢板发生刮擦。

3 篦冷机在使用过程中存在的问题、改进措施及效果

3.1 篦冷机液压缸主供油管路无缝钢管焊缝处容易漏油

改进措施：北京中冶迈克对我公司篦冷机液压缸主供油管路进行全部改造更换，液压管道选用20号无缝碳钢钢管，管道打坡口，全部采用氩弧焊焊接。弯管时，采用液压弯管机进行冷弯（不使用冲压弯头），弯曲部位要达到无扭转、压扁、波纹、凸凹不平现象的要求等。改造至今已6年多，未出现过渗漏油现象。

3.2 篦冷机液压站油温高（＞50℃）

改进措施：拆除原有列管式冷却器，更换成2个冷却面积为50m2的板式换热器（串联）。目前篦冷机液压站油箱温度在40℃以下。

3.3 篦冷机液压缸固定支座螺栓易断裂

改进措施：将支座螺栓更换成12.9级的高强度螺栓。同时对液压缸固定支座进行改造，在支撑梁前后及固定支座两侧，各增加一块加强筋板。前后加强筋板用螺栓穿起固定，改造后明显降低了螺栓断裂频次。

3.4 篦冷机液压泵因油质问题易损坏

改进措施：购买了一台高精度液压油专用滤油机，定期安排加油工对液压油进行过滤，确保液压油的清洁。近3年来未发生过篦冷机液压泵损坏事故（原来的5台泵使用一年后全部更换，费用在15万元左右）。

3.5 篦冷机液压缸缸体易断裂

改进措施：刚开始使用液压缸，缸体为圆形，易发生断裂事故。后与厂家沟通，厂家将液压缸结构形式改为方形，液压缸整体靠四根丝杆固定，缸体断裂问题基本消除。

3.6 篦冷机三列四列熟料冷却效果不好

改进措施：三列和四列篦床老式篦板改为宽篦缝新式篦板，改造后满足需要。

3.7 篦冷机原配套的电气控制系统落后

问题原因：换向冲击、有效行程波动较大，篦速设定值只能为整数。篦床故障停机现场复位时，液压泵自动启动。

改进措施：控制系统升级改造，采用液压伺服控制系统，增加液压缸在推程和回程做功情况的显示功能，更换为与大系统一致的AB公司的PLC。改造后有效行程增加，运行油压稳定，冲击少。

3.8 篦冷机容易产生“雪人”

改进措施：增加了液压推雪人装置，定期推动。

3.9 一室用于风室密封的F10风机有返风现象

改进措施：F10风机由原来的风量3 000m3/h，全压11 040Pa，功率18.5kW，改为现有风量5 000m3/h，全压12 000Pa，功率30kW的风机，返风现象消失。

3.10 二次风温不稳定且偏低

改进措施：固定篦板，封堵部分区域。

3.11 篦冷机篦床上物料冷却状态不易掌握

改进措施：篦床高温段增加摄像头，高、中、低温段增加6个小观察门，立墙上增加标尺（便于运行中观察料层、取样水冷法测温）。

3.12 篦冷机冷却用风较大，电耗偏高

改进措施：低温段的风机配置较大，有较大的节能空间，且公司库房有技改遗留下来的变频器备件。2018年7月，利用检修时机，对F8风机电机实施变频改造，节能效果显著。

4 结语

通过对篦冷机的正确操作、使用及维护，系统设备高效稳定运行，在保证产质量的同时，有效降低了生产成本，提升了企业产品的竞争力。