某公司篦冷机换代改造的效果分析

一家公司熟料分公司5000t/d生产线一开始配备了第三代篦冷机，经过10多年的运行，设备老化，故障率逐渐增加，维护量增加；生产过程中，炉排篦冷机熟料温度高；二、三次风温低，热回收效率低。与目前先进的熟料燃烧指标相比，这种情况明显落后。公司决定升级篦冷机。

01、存在的问题

(1)原第三代炉排冷却机的炉排面积为121.2m2，冷却面积小，只能满足熟料5300t/d的需要。如果产量进一步提高，炉排篦冷机的熟料温度将超过90℃，这将对下游设备造成隐患。炉排篦冷机不能满足生产需要，是整个生产线的瓶颈。

(2)炉排篦冷机故障率高，备件消耗大。每年由于炉排篦冷机故障，维护工作量大，特别是高温炉排板、固定梁、活动梁需要定期更换维护；锤式破碎机锤头，反击板损耗大，破碎能力差，经常出现大块卡锤破碎，导致回转窑停机。年维护和备件费用约100万元。

(3)由于公司第三代炉排篦冷机为充气梁冷却系统，热回收效率低，材料层二次温度正常控制为980~1030℃，三次温度为800~850℃，平均吨熟料标准煤耗为110kg。

02、选用第四代CB型箅冷机

公司选用第四代炉排篦冷机(型号为CB16×50带中置辊破iHRB416，具体参数见表1)更换原炉排篦冷机，其特点如下:

表1焦作千业第四代炉排篦冷机主要参数

(1)每列采用独立液压驱动，运行可靠性高，有效减少回转窑炉排冷机故障引起的异常停机次数。

(2)熟料热回收效果好，一般高于75%，有效避免了出料温度高的现象。

(3)十字棒推料设备推料，推料效果好，设备损耗小，维护量小。

(4)模块化格栅床，格栅板不随推料设备移动，相对静态熟料层保护格栅板避免格栅板过热磨损，损耗小，格栅板维护量小。

(5)格栅板为特殊密封结构，正常鼓风不漏料，维护量低。

(6)采用自动风量调节阀，起到节能降耗的作用，能保证生产系统的稳定性。

(7)窑口下料处设置空气炮清雪人装置，避免炉排上物料堆积不均匀。

03、调试中表现出的优缺点

自2018年2月起，本项目改造工程首先拆除原炉排篦冷机。CB第四代炉排篦冷机安装完成后，回转窑系统于2018年3月18日点火，3月21日投入生产，3月25日余热发电系统并网，然后根据实际运行情况逐步增产。3月30日，熟料产量稳定在5900~6000t/d。目前，炉排篦冷机运行平稳正常，各项指标优于保证指标。

3.1优点

(1)公司第四代炉排篦冷机建议炉排压力控制为4500~6000Pa，结合调试、综合观察、二次温度、三次温度可保持在1100℃和900℃左右，炉排压力控制在5000~6000Pa，实际熟料厚度600~700mm，液压驱动油压约10mpa，低于设计报警值16mpa。

(2)与第三代炉排篦冷机相比，第四代炉排篦冷机在运行操作中可以监控更多的数据：炉排压力、气室压力、液压驱动压力、十字棒温度、单列驱动位移行程和滚动扭矩等。操作员可根据各参数综合判断炉排篦冷机的运行情况，并及时进行调整。

(3)与原锤式破碎机相比，辊式破碎机具有较强的破碎能力，不会出现大块堵塞破碎机的情况。输送辊和破碎辊的旋转方向可以改变，便于调整辊上的铁块或其他不能破碎的材料，不会迫使回转窑停机。

(4)每列驱动行程可单独调整。如果某一列驱动的熟料层出现红河现象，可以通过缩短驱动列的行程来实现；如果某一列出现故障，可以暂时停止运行，不影响其他驱动运行。只需适当降低熟料产量，就可以降低炉排篦冷机故障引起的窑系统停机频率。

3.2不足

调试期间也发现了几点不足：

(1)史密斯炉排篦冷机的标准要求是原料的标准偏差不应大于1%。如果直接在原料中加入粉煤灰，会对原料成分产生很大影响。建议后期调整材料平衡，尽量不要加粉煤灰。

(2)出料口空间小，设计考虑不周，导致熟料拉链机有空斗。建议后期改为人下料口，保证正常下料。

(3)两台风机进风口的压力表读数不对，后期需要校正。

(4)回转窑砖转换过程中，大量窑皮进入炉排篦冷机，大窑皮损失炉排篦冷机十字棒，窑皮大部分固定楔铁松动，需要更换；同时，大窑皮滚动过多，滚动破碎机破碎能力下降，大破碎能力不如锤式破碎机，考虑回转窑砖需要提前将大窑皮破碎成小体积，也建议增加辊距离可调功能。

04、效果分析

4.1运行数据对比。

为验证炉排篦冷机改造效果，公司和公司自运行数据（统计数据以2018年3月30日至4月1日72小时实际数据为准）估（见表2），以上年同期（2017年4月）月运行数据为基准，比较运行情况。

表2改造前后实际运行数据比较

从表2可以看出，熟料产量增加612.6t/d，炉排篦冷机单位工艺耗电量减少2.31kWh/t.cl，单位余热发电量增加6kWh/t.cl，每吨熟料多发电8.31kWh，标准煤耗减少2.12kgce/t.cl。

4.2出炉篦冷机熟料温度对比。

根据合同约定，出炉篦冷机的熟料温度≤环境温度+65℃。

采用热电偶测温法测量计算炉排篦冷机出口熟料温度，每8小时测量炉排篦冷机熟料温度，以读数平均值为基准。据统计，在25℃的平均环境温度下，炉排篦冷机的实际平均熟料温度为89℃，满足下游设备的需要，是水泥生产中合适的熟料温度。

4.3热回收效率对比。

根据燃料消耗、燃料成分和窑系统氧含量计算的三次风量和二次风量对应的炉排篦冷机热回收效率定义如下：

式中：

Hclinker-1kg1450℃熟料热量；

Hsee.Air-每公斤熟料随二次风返回窑内热量；

Htert.Air-每公斤熟料随三次风返回系统热量。

计算基准为环境温度。

通过热电偶的测量数据和回转窑系统的操作信息（燃料输入、燃料分析、氧含量等）建立热平衡，确定二次、三次风的温度和风量。根据环境温度，计算出炉排冷篦冷机的热回收效率为77.2%。

根据热平衡计算结果，目前热回收效率大于77%。

4.4运营收益分析。

改造后的实际运行效果收益如表3所示。

表3改造后实际收入统计

05、结束语

公司CB第四代炉排篦冷机运行稳定，效果良好，能满足回转窑系统生产后熟料冷却要求，热回收效率高于原炉排篦冷机，二、三次风温和窑锅炉进口烟气温度提高更稳定，整个回转窑和余热发电系统运行效果更好，运行指标满足要求，满足回转窑系统生产需求，熟料能耗指标降低。改造项目达到预期目标，CB第四代炉排篦冷机也不足于原炉排篦冷机。在未来的运行中，我们将继续探索和整改，以达到更好的运行效果。