水泥篦冷機(jī)冷卻效率的研究

大同煤礦集團(tuán)建材有限責(zé)任公司 姜 澤

引言

篦冷機(jī)全稱為熟料蓖式冷卻機(jī)，是水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中的核心生產(chǎn)設(shè)備，其主要作用是對(duì)水泥熟料進(jìn)行輸送，并在輸送的過(guò)程中熱冷卻，進(jìn)一步對(duì)余熱回收利用[1]。篦冷機(jī)篦床可以通過(guò)反饋信號(hào)自動(dòng)調(diào)整篦床推動(dòng)速度，使其傳動(dòng)裝置能夠適應(yīng)復(fù)雜的工作情況，從而控制料層厚度，與此同時(shí)，通過(guò)風(fēng)量反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷風(fēng)機(jī)風(fēng)量，從而達(dá)到水泥生產(chǎn)工藝要求。

篦冷機(jī)工作中最重要的技術(shù)指標(biāo)就是其冷卻效率，這對(duì)最終生產(chǎn)的水泥品質(zhì)有極大的影響。為了保證水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，篦冷機(jī)應(yīng)盡可能均勻的對(duì)水泥熟料進(jìn)行冷卻，且應(yīng)保持高冷卻效率，高回收率，高運(yùn)轉(zhuǎn)率，從而實(shí)現(xiàn)高效、高產(chǎn)。

1 篦冷機(jī)工作原理

篦冷機(jī)篦床由動(dòng)蓖板和定蓖板組成，定蓖板均固定于機(jī)架之上，而所有的動(dòng)蓖板由連桿機(jī)構(gòu)連接在一起，且與定蓖板相互間隔，在往復(fù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，動(dòng)蓖板相對(duì)于定蓖板做往復(fù)滑動(dòng)[2]。定蓖板與動(dòng)蓖板上均有通風(fēng)孔，水泥熟料經(jīng)回轉(zhuǎn)窯煅燒，從窯口下落到篦冷機(jī)頭部的篦床上，在篦床上動(dòng)蓖板的驅(qū)動(dòng)下，水泥熟料不斷向前推進(jìn)，與此同時(shí)，篦床下的冷風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)由冷風(fēng)機(jī)打入壓縮空氣，在高壓作用下，冷風(fēng)通過(guò)蓖板上的氣孔，且在進(jìn)入氣孔后擴(kuò)散，從而對(duì)水泥熟料進(jìn)行迅速冷卻。在動(dòng)蓖板的推動(dòng)下，水泥借由其自重以及風(fēng)力的作用，在篦床上逐漸推進(jìn)冷卻，到達(dá)篦冷機(jī)末端時(shí)，熟料溫度達(dá)到環(huán)境溫度，從而進(jìn)入下一步工序。

2 篦床機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

篦冷機(jī)篦床的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、減速機(jī)、小鏈輪鏈條、大鏈輪鏈條、滑塊、同步軸等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該機(jī)械系統(tǒng)中設(shè)置了較為復(fù)雜的多級(jí)減速機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)路線為：電機(jī)—減速機(jī)—鏈輪鏈條—大鏈輪連桿、滑塊。減速機(jī)帶動(dòng)小鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)由鏈條帶動(dòng)大鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸固定于大鏈輪上，起到曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用，將鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變成滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同步軸將動(dòng)力傳遞到篦床兩端，從而推動(dòng)篦床做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

圖1 篦床傳動(dòng)系統(tǒng)

為保證熟料的冷卻效率，工藝上對(duì)熟料的厚度有一定的要求，額定工況下，要求熟料厚度應(yīng)保持到600mm左右，此時(shí)熟料的冷卻效率高，均勻性較好[3]。物料層過(guò)薄會(huì)產(chǎn)生漏風(fēng)，浪費(fèi)冷風(fēng)量，此時(shí)應(yīng)降低篦床推動(dòng)速度；反之，當(dāng)物料層過(guò)厚時(shí)，應(yīng)提高篦床推動(dòng)速度，使物料厚度達(dá)到合理范圍內(nèi)。一般情況下，篦床的推動(dòng)速度為4～12次/min。因此，為提高篦冷機(jī)的冷卻效率，應(yīng)做到多方位配合協(xié)調(diào)。

3 提高篦冷機(jī)冷卻效率的方案

3.1 料層和風(fēng)量的匹配

在實(shí)際操作過(guò)程中，應(yīng)注重料層厚度與風(fēng)量的匹配。實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，料層越厚，其冷卻過(guò)程中需要的風(fēng)量越大，此時(shí)，應(yīng)增加低溫段的風(fēng)量，同時(shí)窯頭引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也需要提高。當(dāng)料層較厚時(shí)，一室蓖下壓力上升，此時(shí)，應(yīng)加快蓖速，開(kāi)大高壓風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)。此種工況下會(huì)造成窯頭排風(fēng)機(jī)入口溫度上升，篦冷機(jī)傳送系統(tǒng)負(fù)荷增大，但蓖下壓力短時(shí)間內(nèi)會(huì)有所下降。因此物料層較厚時(shí)，提高篦床速度，當(dāng)一室蓖下壓力有下降趨勢(shì)時(shí)，即可降低篦床推動(dòng)速度，從而降低窯頭排風(fēng)機(jī)入口溫度和熟料傳送系統(tǒng)的負(fù)荷，有效提高篦冷機(jī)冷卻效率。

3.2 冷卻風(fēng)量的平衡

在篦冷機(jī)內(nèi)，冷卻風(fēng)量應(yīng)與二、三次風(fēng)量、窯頭風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量、煤磨用熱風(fēng)量達(dá)到平衡狀態(tài)，從而保證窯頭微負(fù)壓。在高溫風(fēng)機(jī)、窯頭排風(fēng)機(jī)以及煤磨引風(fēng)機(jī)的共同作用下，篦冷機(jī)內(nèi)存在相對(duì)的“零”壓區(qū)。當(dāng)料層厚度增大或窯頭排風(fēng)機(jī)抽力加大，使得高溫段冷卻風(fēng)機(jī)排風(fēng)量較少，“零”壓區(qū)就會(huì)向窯頭方向前移，進(jìn)而導(dǎo)致二、三次風(fēng)量下降，窯頭負(fù)壓增大；當(dāng)料層變薄或窯頭排風(fēng)量減小，使得高溫段冷卻風(fēng)機(jī)排風(fēng)量增大，此時(shí)，“零”壓區(qū)將會(huì)后移，二、三次風(fēng)量增大，窯頭負(fù)壓減小。因此，在操作中穩(wěn)定的“零”壓區(qū)是保證足夠的二、三次風(fēng)的關(guān)鍵。窯頭負(fù)壓相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，不僅可以保證熱量回收，還對(duì)燃料的助燃以及窯系統(tǒng)的熱力分布產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用。

3.3 弧形閥的操作

弧形閥作為篦冷機(jī)的關(guān)鍵部件，其操作同樣不容忽視，一般情況下，為不影響蓖下壓力及傳動(dòng)系統(tǒng)，操作員往往關(guān)注的是弧形閥上部風(fēng)室，防止其堆料過(guò)多。但卸料過(guò)空就會(huì)產(chǎn)生漏風(fēng)，從而直接影響熟料冷卻?；⌒伍y的控制由時(shí)間和料位開(kāi)關(guān)完成，由時(shí)間控制時(shí)，很難做到精確操作，而采用料位開(kāi)關(guān)時(shí)，其電器元件易損壞，因此，中控操作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)時(shí)窯況及熟料結(jié)粒的變化，與現(xiàn)場(chǎng)操作人員及時(shí)溝通，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)的方法干預(yù)弧形閥的操作。

4 結(jié)語(yǔ)

篦冷機(jī)的冷卻效率對(duì)水泥產(chǎn)品質(zhì)量的影響至關(guān)重要，為提高篦冷機(jī)的冷卻效率，應(yīng)注重料層厚度和風(fēng)量的匹配，同時(shí)保證篦冷機(jī)內(nèi)冷卻風(fēng)量的平衡，根據(jù)實(shí)時(shí)工況及時(shí)對(duì)弧形閥干預(yù)操作，從而達(dá)到高產(chǎn)、高效的目的。

[1]付義長(zhǎng).增加篦冷機(jī)風(fēng)量提高冷卻效率[J].水泥,2002(3).

[2]徐圣杰.水泥生產(chǎn)線篦冷機(jī)料層厚度新型控制技術(shù)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2009(1).

[3]丁奇生.水泥熟料篦式冷卻機(jī)的技術(shù)改進(jìn)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2005(3).