摘要：某5000t/d水泥生產(chǎn)線所配的篦冷機(jī)規(guī)格偏小，投產(chǎn)后窯系統(tǒng)實(shí)際最高產(chǎn)量遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致出篦冷機(jī)熟料溫度高，嚴(yán)重制約了水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率和窯系統(tǒng)的最大產(chǎn)能發(fā)揮，影響工廠的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過對(duì)部分篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)的改造后，降低了出篦冷機(jī)熟料的溫度，增加了余熱發(fā)電量，提高了工廠的經(jīng)濟(jì)效益。

  0  引 言

  我院為河北某公司5000 t/d新型干法水泥生產(chǎn)線所配的篦冷機(jī)為棒式第四代篦冷機(jī)，設(shè)計(jì)之初窯系統(tǒng)最高產(chǎn)量定位為5 500 t/d 。2010年生產(chǎn)線投產(chǎn)后，窯系統(tǒng)最高產(chǎn)量遠(yuǎn)超5 500 t/d，經(jīng)常穩(wěn)定在5 800 t/d，有時(shí)能到6 000 t/d。此時(shí)發(fā)現(xiàn)出篦冷機(jī)熟料溫度高，遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)值，經(jīng)測(cè)定熟料最高溫度有時(shí)達(dá)到230 ℃。由于熟料溫度過高，導(dǎo)致熟料庫庫底膠帶輸送機(jī)膠帶燒壞，膠帶的壽命大打折扣；另外，由于入水泥磨的熟料溫度過高，水泥磨的滑履軸承溫度經(jīng)常超過設(shè)定值而報(bào)警，水泥磨不得不頻繁停機(jī)，嚴(yán)重制約了窯系統(tǒng)的提產(chǎn)和水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率。針對(duì)此狀況，2010年10月對(duì)篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定，2011年7月對(duì)部分篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行了更換，改造后篦冷機(jī)冷卻效果明顯提高，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

  1  存在的問題

  生產(chǎn)線在試生產(chǎn)階段，由于窯系統(tǒng)的產(chǎn)量在5000t/d左右，出篦冷機(jī)熟料溫度基本在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。隨著生產(chǎn)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的熟悉，窯系統(tǒng)產(chǎn)量穩(wěn)步上升，產(chǎn)量基本穩(wěn)定在5800 t/d左右，最高達(dá)到6000 t/d。隨著產(chǎn)量的上升，篦冷機(jī)主要出現(xiàn)以下問題：

  （1）篦冷機(jī)篦下壓力高，F(xiàn)1室和F2室風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥門全開的情況下，鼓不進(jìn)足夠的風(fēng)；

  （2）出篦冷機(jī)熟料溫度高，常在150 ℃左右，有時(shí)甚至出現(xiàn)紅料，經(jīng)測(cè)定熟料最高溫度達(dá)到230 ℃；

  （3）雖然出篦冷機(jī)熟料溫度高，但是去余熱發(fā)電的廢氣溫度不高（360 ℃左右），大部分時(shí)間達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度（設(shè)計(jì)溫度為380 ℃），這說明熟料中的熱量沒有充分置換出來。

  針對(duì)出現(xiàn)的問題，2010年10月企業(yè)組織了設(shè)計(jì)院和風(fēng)機(jī)設(shè)備制造廠家分別對(duì)篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果見表1，篦冷機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

  2 問題分析

  從表2的數(shù)據(jù)來看，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)值的總風(fēng)量為569880m3/h，熟料單位配風(fēng)量分別為2.735m³/kg熟料(窯產(chǎn)量5000t/d)、2.487m³/kg熟料(窯產(chǎn)量5500 t/d)、2.28 m³/kg熟料 (窯產(chǎn)量6000t/d)。篦冷機(jī)單位負(fù)荷分別為42.735t/d•m² (窯產(chǎn)量5000t/d)、47t/d•m²(窯產(chǎn)量5 500 t/d)和51.28 t/d•m²(窯產(chǎn)量6000t/d)。對(duì)應(yīng)窯最高產(chǎn)量6000t/d來說，風(fēng)機(jī)總風(fēng)量的設(shè)計(jì)值足夠，但篦冷機(jī)的冷卻面積明顯偏小，篦冷機(jī)的單位面積負(fù)荷偏大。一般篦冷機(jī)的負(fù)荷在42~45 t/d•m²之間，對(duì)應(yīng)額定產(chǎn)量5 000 t/d的生產(chǎn)線，篦冷機(jī)冷卻面積一般為130m²左右。

  從表1的數(shù)據(jù)來看，不管是設(shè)備廠家還是設(shè)計(jì)院的標(biāo)定結(jié)果，風(fēng)機(jī)實(shí)際的運(yùn)行總風(fēng)量與設(shè)計(jì)值相差比較大，約差36%，特別是F1、F2和F3的風(fēng)機(jī)。此時(shí)實(shí)際運(yùn)行的熟料單位配風(fēng)量為1.54 m³/kg熟料(窯產(chǎn)量5 700 t/d)，明顯低于標(biāo)準(zhǔn)值。

  綜上所述，產(chǎn)生問題的主要原因有：

  （1）設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)窯系統(tǒng)產(chǎn)量定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致篦冷機(jī)選型偏小。當(dāng)窯系統(tǒng)產(chǎn)量超過5 500 t/d時(shí)，篦冷機(jī)單位面積負(fù)荷偏大，篦冷機(jī)篦床上的熟料厚度高于篦冷機(jī)設(shè)計(jì)的理論值。

  （2）F1、F2和F3室風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)壓力富余偏小，從表1的標(biāo)定數(shù)據(jù)來看，風(fēng)機(jī)出口壓力高于額定值約10%。當(dāng)窯系統(tǒng)產(chǎn)量超過5 500 t/d，表現(xiàn)為鼓不進(jìn)足夠的風(fēng)。

  （3）冷卻風(fēng)機(jī)的整體效率偏低，偏離設(shè)計(jì)值太多，風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的總風(fēng)量與設(shè)計(jì)值約差36%（窯產(chǎn)量5700t/d時(shí)）。

  （4） 第四代篦冷機(jī)的篦板為無漏料篦板，但細(xì)小的物料會(huì)積在篦縫中，長(zhǎng)期不清理會(huì)堵篦縫，這樣也會(huì)增加篦板的阻力。

  3 改造與效果

  3.1  改 造

  根據(jù)對(duì)標(biāo)定結(jié)果的分析，本著快速達(dá)到目標(biāo)而又少投入的原則，充分利用原有廠房空間，最大限度地利用原有的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和保持風(fēng)機(jī)所配的高壓電機(jī)的功率不變，進(jìn)行以下技改：

  （1）F1、F21、F22三臺(tái)風(fēng)機(jī)增加壓力，風(fēng)量基本保持不便，重新購買高效率風(fēng)機(jī)，保持原有風(fēng)機(jī)的功率，這樣原有電機(jī)不用更換繼續(xù)使用。

  （2）原來的F21、F22兩臺(tái)風(fēng)機(jī)更換到F31、F32，原來的F31、F32兩臺(tái)風(fēng)機(jī)拆掉，其它的風(fēng)機(jī)不變。

  這樣只需購買三臺(tái)風(fēng)機(jī)，原有的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和電氣元件均不需要改變，技改周期短，利用工廠大修時(shí)間就可以完成。技改后的風(fēng)機(jī)參數(shù)見表3。

  3.2  改造效果

  篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)經(jīng)過技改后，窯系統(tǒng)的產(chǎn)量穩(wěn)定在5300~5700 t/d時(shí)，出篦冷機(jī)熟料溫度比技改前降低約40 ℃，去窯頭余熱發(fā)電的廢氣溫度提高約15 ℃（廢氣溫度375 ℃），熟料溫度基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 這樣降低了由于熟料溫度高導(dǎo)致水泥磨的滑履軸承溫度而停機(jī)的概率，提高了水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低了出水泥磨的水泥溫度，改善了水泥的物理性能。另外，去窯頭余熱發(fā)電的廢氣溫度提高，單位熟料的余熱發(fā)電量也相應(yīng)增加了約3 kW•h/kg熟料，技改綜合效益明顯。但是，當(dāng)窯系統(tǒng)產(chǎn)量維持在5700 ~6000 t/d的高位時(shí)，出篦冷機(jī)熟料溫度還是偏高(約150~180 ℃)。

  4  結(jié)束語

  （1）出篦冷機(jī)熟料溫度的高低主要決定于篦冷機(jī)的單位面積負(fù)荷和所配冷卻風(fēng)機(jī)的參數(shù)及效率，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該針對(duì)窯系統(tǒng)的最大產(chǎn)量來合理選擇篦冷機(jī)的規(guī)格，這樣才能發(fā)揮系統(tǒng)的最大能力，給工廠帶來好的經(jīng)濟(jì)效益。否則就會(huì)給生產(chǎn)帶來麻煩，制約系統(tǒng)產(chǎn)能的發(fā)揮。

  （2）篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)的參數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮適當(dāng)?shù)母挥嘞禂?shù)，以適應(yīng)窯產(chǎn)量的波動(dòng)。

  （3）對(duì)于業(yè)主來說，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)，及時(shí)清理篦縫中細(xì)料和加強(qiáng)氣室之間的密封，也是保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件。

  （4）對(duì)部分篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換后，提高了篦冷機(jī)的冷卻效果，增加了余熱發(fā)電量，降低了熟料溫度，相應(yīng)提高了水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率，提升了工廠的經(jīng)濟(jì)效益。