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TC型國產第三長篦冷機技術及其應用
1 概述

往復推動篦式冷卻機是水泥廠熟料燒成系統配套的主機設備，其主要功能是對熱熟料進行冷卻、熱回收和輸送。由于其性能要求高，工況變化大，機構復雜，操作難度大而造成故障率高，直接影響窯的運轉率。因此在國內外篦冷機是公認的窯系統中主機設備的薄弱環節。世界上各國有關篦冷機設計和制造公司都長期不懈地投入力量進行開發研究，力圖解決這一關鍵問題，并已取得顯著成果。從本世紀30年代中期第一臺篦冷機使用至今，隨著熟料燒成技術的進步，篦冷機技術也不斷發展，先后已登上三個臺階，即生產了第一、第二、第三代篦冷機。第一代篦冷機產生于30年代，幾經改進基本上滿足了濕法、半干法及一般干法窯生產配套的需要；70年代初預分解窯技術的出現和逐漸推廣應用，使熟料燒成技術發生了巨大的飛躍，它要求篦冷機相應地大幅度提高單位有效面積產量，并提高熱回收率降低熱耗，于是第二代篦冷機應運而生；80年代中期，新型干法生產技術進一步完善，生產規模進一步擴大，使窯系統主機設備向大型化、高效率、低能耗方向發展，于是，80年代末，各國有關水泥裝備設計、制造公司開始開發第三代篦冷機，至89年代中期各國生產的第三代篦冷機開始推廣使用。

天津水泥工業設計研究院（TCDRI）從事篦冷機設計已有三十多年的歷史。60年代設計了第一代篦冷機系列裝備了幾十條濕法水泥生產線；70年代末80年代初設計了第二代篦冷機，以滿足當時新型干法水泥生產線的需要；85年引進美國Fuller公司的改進型第二代篦冷機的設計和制造技術，此項引進技術顯著提高了TCDRI的篦冷機設計技術水平。如今由TCDRI轉化設計的F uller篦冷機已有60多臺在國內投入使用，另有5臺出口國外（巴基斯坦4臺，馬來西亞1臺），取得良好的經濟效益和社會效益。

基于30多年的篦冷機設計實踐經驗，加上吸取有關國外的先進技術，天津水泥設計研究院于90年代初，開始新一代篦冷機的研制工作。從新篦板的設計試制、模擬實驗、工業實驗到樣機設計制造，前后經歷了五年的時間。如今，已形成從1000t/d至4000t/d的TC型第三代篦冷機系列。其中1000t/d級、2000t/d級及2500t/d級的篦冷機已在多個廠家投入使用并取得了令人滿意的效果。同時在國內，應用TC篦冷機技術對2000t/d及1000t/d 現有老式篦冷機的技術改造也正在陸續展開。

TC型篦冷機的天津水泥工業設計研究院（TCDRI）90年代開發的第三代篦冷機，如圖所示，TC篦冷機由上殼體、下殼體、篦床、篦床傳動裝置、篦床支承裝置、熟料破碎機、漏料拉鏈機、自動潤滑裝置及冷卻風機組等組成。

熱熟料從窯口卸落到篦床上，在往復推動的篦板推送下，沿篦床全長分布開，形成一定厚度的料床，冷卻風從料床下方向上吹入料層內，滲透擴散，對熱熟料進行冷卻。冷卻熟產后的冷卻風成為熱風，熱端高溫熱風作為燃燒空氣入窯及分解爐（預分解窯系統），部分熱風還可作烘干之用。熱風利用可達到熱回收，從而降低系統熱耗的目的；多余的熱風將經過收塵處理后排入大氣。冷卻后的小塊熟料經過柵篩落入篦冷機后的輸送機中；大塊熟料則經過破碎、再冷卻后匯入輸送機中；細粒熟料及粉塵通過篦床的篦縫及篦孔漏下進入集料斗，當斗中料位達到一定高度時，由料位傳感系統控制的鎖風閥門自動打開，漏下的細料便進入機下的漏料拉鏈機中而被輸送走。當斗中殘存的細料尚能封住鎖風閥門時，閥板即已關閉而保證不會漏風。

對現代篦冷機的性能要求是高冷卻效率、高熱回收率和高運轉率。為實現上述的高性能，篦床的設計是關鍵。TC篦冷機的篦床分為如下三部分：
（1）高溫區：即熟料淬冷區和熱回收區，在該區域采用TC型“充氣梁”裝置，其中前端五排采用“固定式充氣梁”，傾斜15°；后續四排為“活動式充氣梁”，傾斜3°。高溫區采用TC型“充氣梁”裝置是TC篦冷機達到高冷卻效率、高熱回收率和高運轉率的根本保證。應該強調在最高溫區采用“固定式充氣梁”裝置最大優點是大大降低了熱端篦床的機械故障率，這就充分保證篦冷機的運轉率。由于正對窯下料口區域的篦床采用“固定式充氣梁”裝置，熱熟料易于堆積，雖可調節冷卻風量來對積料厚度加以控制，但為防“雪人”和大塊熟料球的堆積，在端部殼體上加裝了一組空氣炮，按實際需要間斷地“開炮”，適時清理過多的積料，以保證穩定安全的操作。
（2）中溫區：采用低漏料篦板，該篦板有集料槽和縫隙式通風口，因冷卻風速較高而具有較高的篦板通風阻力，因而具有降低料層阻力不均勻影響的良好作用，有利于熟料的進一步冷卻和熱回收。
（3）低溫區，即后續冷卻區。經過前端TC篦板區和低漏料篦板區的冷卻，熟料已顯著降溫，故該區仍采用通常的Fuller篦板，這足以實現對該機性能的要求。

3.1 設計定型原則

第一，從實際出發，全面考慮篦冷機制造能力，輔機、電氣自動化配套，以及使用、管理水平等實際問題，既求先進又保證可靠。

第二，在主要技術性能指標方面留有增產的余地。如單位篦面積產量和單位冷卻風量兩個主要技術指標都留有約10%的余量，這樣，隨著熟料燒成技術的進步，當窯產量增加時，適當調整冷卻風量即可與窯產量相匹配。實踐經驗證明：篦冷機冷卻能力留有適當的余地以提高對熟料燒成技術進步的適應能力是非常必要的。

第三，設計上力求與第二代篦冷機接軌，便于已裝用的大量第二代篦冷機的技術改造，有利于新技術的推廣使用，既縮短技術改造周期又節省投資費用，對老廠挖潛有很大的意義。

3.2 TC型篦冷機的主要類型

TC型篦冷機采用復合式篦床，它由TC型充氣篦床和普通篦床組合而成。其中TC型充氣篦床又可分為兩種不同的結構形式——固定式充氣篦床和活動式充氣篦床。固定式充氣篦床由一組固定式充氣梁組成，而活動式充氣篦床則由活動式及固定式充氣梁交潛排列組合而成。

TC型篦冷機按固定式充氣篦床、活動式充氣篦床和普通篦床的不同組合可有如下三種主要類型：

① 熱湍為固定式充氣篦床后接普通篦床（見圖3a）；

② 熱端為活動式充氣篦床扣接普通篦床（見圖3b）；

③ 熱端為固定式充氣篦床加接活動式充氣篦床再后連普通篦床（見圖3c）。

上述采用風室供冷卻風的普通篦床所用的篦板可為通用型Fuller篦板或高阻力低漏料篦板，因此上述三種主要類型的篦板因采用不同的普通篦床而又有多種不同的組合。

TC型篦冷機按不同的三次風抽取形式也可分為兩種：

① 單獨設三次風口，配常規窯頭罩（圖1）；

② 配大窯頭罩，由窯頭罩抽三次風，即不單獨設三次抽口，二、三次風現時入窯頭罩，然后再分別入窯、入分解爐（圖2），這種形式三次風溫較高但二次風溫較低（相對第一類型而言）。

不同類型TC篦冷機取決于用戶的不同要求和選擇，其性能則均由TC篦冷機系列設計來保證。

3.3 TC型篦冷機的主要技術性能指標

TC型篦冷機系列的主要技術數據見下表：
型 號TC-836TC-1062TC-1176TC-1296
產量t/d1000～11502000～23003000～34504000～4600
篦面積（有效）m226.752.678.8106
段數1233
單位冷卻風量
Nm3/kg.cl2～2.32～2.32～2.32～2.3
熱效率 %71～7371～7371～7371～73
出料粒度 mm≤25≤25≤25≤25

進料溫度 ℃1371137113711371水泥人網,Gf|W
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出料溫度 ℃65+環溫65+環溫65+環溫65+環溫