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TC型國產第三長篦冷機技術及其應用

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4.1 冷卻工藝措施

篦冷機冷卻工藝設計的核心問題是如何達到盡可能高的冷卻效果和熱回收率。力求以最少的冷卻風冷卻盡可能多的熱熟料，使冷卻風與熱熟料充分進行熱交換，提高入窯系統的二、三次風的溫度，從而達到高產、高效、低熱耗的目的。
4.1.1 采用第三代篦冷機的“充氣梁”技術

?TC篦冷機在篦床的高溫區（淬冷區和主要熱回收區）采用高冷卻效率、高熱回收率的“充氣梁”裝置。全面考慮料層縱、橫向的阻力（料厚及顆粒組成）和料溫的分布規律，即沿縱向又沿橫向將篦床劃分成足夠小的區域，形成合理的冷卻小單元，并有針對性地分配以可調節的冷卻風（稱可控氣流）。最終達到以最少的冷卻風，高效冷卻一定量的熱熟料并高效熱回收的目的。

每根“充氣梁”一般分隔為左右兩個“小風室”或左、中、右三個“小風室”，以便于進一步細分冷卻單元，每個“小風室”都有獨立進風口。按工藝布置要求，由“充氣梁”有機排列組合成為“充氣篦床”。將“充氣梁”各“小風室”的進風口與帶調節閥的管路系統分組連接起來，配以具有相應風量風壓的風機便構成了“充氣篦床”的冷卻系統。

TC型“充氣篦板”的氣流出口為縫隙式結構，由于幾乎所有的冷卻風都通過出口縫隙，因而其氣流速度明顯高于普通篦板的篦孔氣流速度。這一特點使“充氣篦板”具有兩個特性：一是高阻力；另一是氣流高穿透性。它對熟料冷卻工藝有重要意義，前者增加了篦床阻力對系統總阻力的百分比，相對降低了料層阻力變化的影響。當料層波動時仍可保持冷卻風系統的穩定工作，確保冷卻效果；第二個特點則有利于料層深層次的氣固熱交換，特別是對紅熱細料的冷卻更有特殊的作用，有利于消除“紅河”現象，解決了第二代篦冷機難以克服的主要問題。

在篦床的中溫區，采用TC型低漏料篦板，用冷風室通風。這種篦板有縱向集料槽，冷卻風以較高的速度從集料槽的兩側縫隙噴出，因此既減少細粒熟料的漏料量，又增加了篦板的通風阻力。篦板阻力的增加同樣可降低不均勻料層阻力對篦床總阻力的影響。因而雖然用冷風室通冷卻風，仍可較有效地對熟料進行冷卻。

4.1.2 采用厚料層冷卻技術

設計最大料層厚600～700mm，增加料層厚度使冷卻風與熱熟料有充分的熱交換條件：增加接觸面積和延長接觸時間。充分的熱交換使熱熟料得到有效的冷卻并提高了冷卻熟料后的熱風溫度，有利于熱回收；厚料層冷卻工藝顯著提高了單位篦面積產量。此外，厚料層操作還使篦板受到溫度較低的冷料層的保護，避免與紅熱熟料直接接觸而受到熱損害。
4.1.3 合理配冷卻風

在淬冷區和熱回收區為“充氣篦床”配有合適風量、風壓的冷卻風是保證其冷卻性能的關鍵。風量取決于料量、料溫及所要求的冷卻后的出料溫度，它難過熱平衡計算，氣、固（風與料）熱交換等熱工計算得出基本理論值，再根據TC篦床工業實驗等實踐經驗加以修正；風壓的確定基于管路系統阻力計算、TC篦床阻力數據（實驗）和料層阻力的計算結果再行修正。

由于熟產經主要冷卻區冷卻后其溫度已較低（與第二代篦冷機相比），故在后續冷卻區，所需的冷卻風量也比第二代的少；但為了適應窯產量的波動（有時窯不正常，產量變化可多達30%），因此配風仍留有一定的余地。
4.2 按工藝要求，力求完善設備設計
4.2.1 TC篦板設計

?TC篦板是“充氣篦床”的核心機件，設計時考慮我國水泥廠操作筆管理水平的實際，采用整體鑄造結構（國外多為組合結構），既減少了加工量又有良好的抗高溫變形能力。TC篦板內部氣道和氣流出口設計力求良好的氣動性能，出口冷卻氣流順著料流的方向噴射并向上方滲透，強化冷卻效果。TC篦板初步設計后，經試制、模擬實驗和工業實驗后定型。TC篦冷機樣機投入使用后，實踐證明TC篦板的良好冷卻性能，尤其對消除“紅河”現象有明顯效果。
4.2.2 TC充氣管道設計

第三代篦冷機充氣管道系統比較復雜，結構設計有相當大的難度。其中最大的難點是與活動“充氣梁”相連的活動風管裝置的設計。它一端固定。另一端隨活動框架前后擺動，要求移動靈活且密封良好。國外現有活動風管設計有軟管型、活絡關節型和機內立式滑閥型等。TC型活動風管裝置設計自成一格，共有三種:

（1）帶密封滑板的軟管裝置；
（2）機外帶滑板式密封箱的充氣風管裝置；
（3）帶特殊密封箱的機外套管式裝置。既簡化管路系統又便于安裝和維護。

4.2.3 漏料鎖風裝置的設計

??????? 漏料鎖風是冷卻風有效利用的保證。TC篦冷機篦下漏料鎖風裝置采用集料斗加電動料位鎖風閥的結構，這種裝置既能有效鎖風又使篦床下有足夠的檢修空間；鎖風閥由料位傳感裝置自動控制，斷續工作，鎖風好，壽命長，又有節能功效

4.3 選配性能優良的風機

??????? 風機的性能是篦冷機主要性能的根本保證，它應滿足如下要求：
??????? （1）風機必須保證在一定負載下有穩定的足夠的風量和風壓；
??????? （2）有良好的效率，以降低能耗；
??????? （3）要配有良好性能的調節閥門及執行器，保證風量的良好調節；
??????? （4）高壓風機配裝消聲器，有利于環境保護。

4.4 設置自動控制和安全操作檢測系

4.4.1 三元自動控制系統

自動控制是TC篦冷機性能和穩定、安全操作的極其重要的保證。三元控制即篦速控制、風量控制和余風排放控制（即窯頭負壓控制），其控制原理與第二代篦冷機雖然相同，但篦速和風量控制的控制條件卻有差異。第二代篦冷機以篦下壓力為控制依據，而第三代篦冷機以供風系統的固定和活動風管管內壓力的綜合數值為依據。自控設計時按TC型管路系統的特點設置測點，最后將數據進行綜合處理作為篦速和風量控制的依據

4.4.2 安全操作檢測及保護裝置

TC型篦冷機設有下列監測和保護裝置：

（1）篦板測溫及報警裝置；

（2）料層狀況電視監測裝置；

（3）風室漏料鎖風閥的故障報警及電機過載保護裝置；

（4）漏料拉鏈機斷鏈報警裝置;

（5）冷卻風機監測和報警裝置。

5 實際應用情況

TC篦冷機技術在國內水泥廠新線建設和老廠技改中得到廣泛的應用（詳風TC篦冷機應用業績表）。其中第一臺TC2000t/d篦冷機已于1999年5月在安徽白馬山水泥廠通過國家鑒定。實測其入窯二次風溫達1079℃；入分解爐三次風溫達875℃；單位冷卻風量為1.98m3/kg.cl；熱回收率達到74.1%；單位表面積產量為45.63t/m2·d（產量2400t/d）。各項技術性能指標已評定為達到90年代國際先進水平。該機熱端篦板壽命保證為1年以上，實際運轉至今已兩年，熱端篦板未更換過一塊。

在老廠技改中，比較突出的是采用TC技術對北京水泥廠原2000t/d Fuller篦冷機進行的技術改造。在不增加原有篦床面積的條件下，對原一、二段篦床進行較徹底的改造：第一段篦床進料端改為固定式充氣篦床，后按活動式充氣篦床和阻力加充氣組合篦床；第二段第一室改為阻力篦床后按普通篦床。一段新裝6臺風機；二段利用原有風機。改造周期約半個月（風機基礎提前施工）。改造后一次投料成功。并很快達到預期目標：最大投料量達170t/h，后在在保證質量的前提下，穩產2350～2400t/d。冷卻效果很好，出料（25mm左右）可用手抓捏；二、三次風提高50～100℃，熱耗顯著降低，產量提高約15～20%，而煤耗基本不變；實踐證明該機的技改取得顯著的效果。

6 TC型篦冷機使用業績

?天津仕名公司TC型篦冷機使用業績表
序號規 格使用廠家使用情況備 注
11000t/d太原水泥廠投產新建
21000t/d小屯水泥廠投產新建
32000t/d白馬山水泥廠投產新建
41000t/d鑫磊水泥廠投產新建
52000t/d雙陽水泥廠 （二線）投產新建
6850t/d葛州壩水泥廠（四線）投產新建
72000t/d山東水泥廠 （三線）投產新建
82000t/d耀縣水泥廠投產改造
91000t/d蒲廟水泥廠投產改造
102000t/d葛州壩水泥廠（三線）投產改造
111000t/d光化水泥廠 （三線）投產改造
12850t/d北京燕山水泥廠投產改造
131500t/d巢湖鐵道水泥廠投產改造
142500t/d葛州壩水泥廠投產新建
151000t/d山東水泥廠 （一線）投產改造
162500t/d荻港水泥廠 （一線）投產新建
172000t/d牡丹江水泥廠投產新建
182000t/d雙陽水泥廠 （一線）投產改造
192350t/d北京水泥廠投產改造
202500t/d荻港水泥廠 （二線）在建新建
212500t/d鹿泉水泥廠在建新建
222500t/d琉璃河水泥廠在建新建
232500t/d雙陽水泥廠 （三線）在建新建
241000t/d甘肅山丹水泥廠在建新建
252×2500t/d安徽樅陽水泥廠在建新建