厚料層冷卻機的優(yōu)越性

Holcim 公司Untervaz 水泥廠一臺2000t/d 級多筒冷卻機預熱器窯，在運行40年后，更換CP公司生產(chǎn)的最新結(jié)構的ETA冷卻機，該機冷卻效率高，維修費用低，入窯二次空氣溫度既高又穩(wěn)，用于余熱發(fā)電的廢氣溫度也高，性能如下：

（1）厚料層

冷卻機料層厚度950mm，冷風透過熟料需時0.4～1.5s。常規(guī)冷卻機料層厚度為600mm，由于料層厚度增加，冷卻機效率提高2.4%，達到75.8%，熱回收風量為0.758m3（標）/kg。

（2）熟料輸送通道單獨控制

冷卻機5條熟料輸送通道。兩側(cè)的1號、5號通道沖程為150mm，熟料停留時間約45.5min；中間的2 號、3號、4號通道為180mm，停留時間約38min。此舉有利于冷卻機橫向斷面熟料溫度穩(wěn)定，消除“紅河”。

（3）溫度梯度（圖1）

料層高度穩(wěn)定，底部冷熟料和頂部熱熟料相互不混合，與冷熱熟料混合的料層相比，有利于傳熱，提高入窯二次風的風溫和穩(wěn)定。

（4）通風面積組合（圖1）

通風面積組合可以調(diào)整，在進料口（HE-組件）8 排篦板后，各室長度分別為1.2m、1.4m、2.2m（X2）、3.3m 和3.4m。

高溫熟料區(qū)冷卻室面積小，熟料溫度越低則冷卻室面積越大，室下不設置氣流鎖封閥板，減少氣流的漏風和壓降。

表1 冷卻機性能

圖1 冷卻機下各室（小室在熱端）分布和熟料冷卻曲線

和早期冷卻機相比，進料口（HE-組件）篦床長度增加，熟料溫度降至1200℃以下，此外，反向沖程有利于優(yōu)化輸送效率，采用滑動摩擦取代慢速反向沖程的靜態(tài)摩擦，可減少冷卻機傳動動力消耗。

（5）ETA熟料輸送通道

新冷卻機通過有限元分析，采用蘑菇形進風，以減少壓降損失。和傳統(tǒng)篦床相比，熟料料層增高，阻力損失增加，相應動力損失增加，可通過冷卻機熱效率增加來補償（圖2）。ETA 冷卻機所使用的冷卻風量降低，廢氣量減少，廢氣風機電耗下降。冷卻風量約1.5m3（標）/kg，動力消耗低于傳統(tǒng)冷卻機。

（6）磨損

ETA 冷卻機極為牢固，2004 年投產(chǎn)的一臺冷卻機，由于采用蘑菇形進風及采用冷卻空氣和熟料接觸方式，十分有利于熱交換和減少熟料對部件的磨蝕，迄今沒有因磨損而更換熟料輸送通道，且操作中工藝性能穩(wěn)定，此外在靜態(tài)的HE-組件和熟料通道之間，采用耐熱混凝土橫梁，公司對HE-組件和熟料通道的使用保證期為5年。

其他情況：

（1）熟料質(zhì)量

多筒冷卻機置換后，C3S性能得以改善，在原料成分可比較的基礎上，C3S含量從65%提高至71%，熟料粉磨溫度穩(wěn)定，電耗下降2～3kWh/t水泥。

（2）代用燃料

料層厚度增加，冷卻效率增加，入窯二次風溫增高且穩(wěn)定，十分有利于煅燒代用燃料，該廠代用燃料主要為塑料、生活垃圾、廢油代用熱量約35%，代用燃料水分和灰分含量高，相應增加熱耗，但冷卻機熱效率提高可補償此損失。

（3）廢熱回收

該廠冷卻機廢氣用于發(fā)電，采用ABB 公司的有機Rankile循環(huán)，冷卻機廢熱溫度高，有利于增加發(fā)電量。

性能見表1。

圖2 蘑菇形進風口