摘要：某5000t/d水泥生產線所配的篦冷機規格偏小，投產后窯系統實際最高產量遠超設計值，導致出篦冷機熟料溫度高，嚴重制約了水泥磨的運轉率和窯系統的最大產能發揮，影響工廠的經濟效益。經過對部分篦冷機冷卻風機的改造后，降低了出篦冷機熟料的溫度，增加了余熱發電量，提高了工廠的經濟效益。

  0  引 言

  我院為河北某公司5000 t/d新型干法水泥生產線所配的篦冷機為棒式第四代篦冷機，設計之初窯系統最高產量定位為5 500 t/d 。2010年生產線投產后，窯系統最高產量遠超5 500 t/d，經常穩定在5 800 t/d，有時能到6 000 t/d。此時發現出篦冷機熟料溫度高，遠超過設計值，經測定熟料最高溫度有時達到230 ℃。由于熟料溫度過高，導致熟料庫庫底膠帶輸送機膠帶燒壞，膠帶的壽命大打折扣；另外，由于入水泥磨的熟料溫度過高，水泥磨的滑履軸承溫度經常超過設定值而報警，水泥磨不得不頻繁停機，嚴重制約了窯系統的提產和水泥磨的運轉率。針對此狀況，2010年10月對篦冷機冷卻風機進行了標定，2011年7月對部分篦冷機冷卻風機進行了更換，改造后篦冷機冷卻效果明顯提高，經濟效益明顯。

  1  存在的問題

  生產線在試生產階段，由于窯系統的產量在5000t/d左右，出篦冷機熟料溫度基本在設計值范圍內。隨著生產技術人員對設備和生產工藝的熟悉，窯系統產量穩步上升，產量基本穩定在5800 t/d左右，最高達到6000 t/d。隨著產量的上升，篦冷機主要出現以下問題：

  （1）篦冷機篦下壓力高，F1室和F2室風機調節閥門全開的情況下，鼓不進足夠的風；

  （2）出篦冷機熟料溫度高，常在150 ℃左右，有時甚至出現紅料，經測定熟料最高溫度達到230 ℃；

  （3）雖然出篦冷機熟料溫度高，但是去余熱發電的廢氣溫度不高（360 ℃左右），大部分時間達不到設計溫度（設計溫度為380 ℃），這說明熟料中的熱量沒有充分置換出來。

  針對出現的問題，2010年10月企業組織了設計院和風機設備制造廠家分別對篦冷機冷卻風機進行了標定。標定結果見表1，篦冷機和冷卻風機設計參數見表2。

  2 問題分析

  從表2的數據來看，風機設計值的總風量為569880m3/h，熟料單位配風量分別為2.735m³/kg熟料(窯產量5000t/d)、2.487m³/kg熟料(窯產量5500 t/d)、2.28 m³/kg熟料 (窯產量6000t/d)。篦冷機單位負荷分別為42.735t/d•m² (窯產量5000t/d)、47t/d•m²(窯產量5 500 t/d)和51.28 t/d•m²(窯產量6000t/d)。對應窯最高產量6000t/d來說，風機總風量的設計值足夠，但篦冷機的冷卻面積明顯偏小，篦冷機的單位面積負荷偏大。一般篦冷機的負荷在42~45 t/d•m²之間，對應額定產量5 000 t/d的生產線，篦冷機冷卻面積一般為130m²左右。

  從表1的數據來看，不管是設備廠家還是設計院的標定結果，風機實際的運行總風量與設計值相差比較大，約差36%，特別是F1、F2和F3的風機。此時實際運行的熟料單位配風量為1.54 m³/kg熟料(窯產量5 700 t/d)，明顯低于標準值。

  綜上所述，產生問題的主要原因有：

  （1）設計時對窯系統產量定位不準，導致篦冷機選型偏小。當窯系統產量超過5 500 t/d時，篦冷機單位面積負荷偏大，篦冷機篦床上的熟料厚度高于篦冷機設計的理論值。

  （2）F1、F2和F3室風機設計壓力富余偏小，從表1的標定數據來看，風機出口壓力高于額定值約10%。當窯系統產量超過5 500 t/d，表現為鼓不進足夠的風。

  （3）冷卻風機的整體效率偏低，偏離設計值太多，風機實際運行的總風量與設計值約差36%（窯產量5700t/d時）。

  （4） 第四代篦冷機的篦板為無漏料篦板，但細小的物料會積在篦縫中，長期不清理會堵篦縫，這樣也會增加篦板的阻力。

  3 改造與效果

  3.1  改 造

  根據對標定結果的分析，本著快速達到目標而又少投入的原則，充分利用原有廠房空間，最大限度地利用原有的風機基礎和保持風機所配的高壓電機的功率不變，進行以下技改：

  （1）F1、F21、F22三臺風機增加壓力，風量基本保持不便，重新購買高效率風機，保持原有風機的功率，這樣原有電機不用更換繼續使用。

  （2）原來的F21、F22兩臺風機更換到F31、F32，原來的F31、F32兩臺風機拆掉，其它的風機不變。

  這樣只需購買三臺風機，原有的風機基礎和電氣元件均不需要改變，技改周期短，利用工廠大修時間就可以完成。技改后的風機參數見表3。

  3.2  改造效果

  篦冷機風機經過技改后，窯系統的產量穩定在5300~5700 t/d時，出篦冷機熟料溫度比技改前降低約40 ℃，去窯頭余熱發電的廢氣溫度提高約15 ℃（廢氣溫度375 ℃），熟料溫度基本達到設計要求。 這樣降低了由于熟料溫度高導致水泥磨的滑履軸承溫度而停機的概率，提高了水泥磨的運轉率，降低了出水泥磨的水泥溫度，改善了水泥的物理性能。另外，去窯頭余熱發電的廢氣溫度提高，單位熟料的余熱發電量也相應增加了約3 kW•h/kg熟料，技改綜合效益明顯。但是，當窯系統產量維持在5700 ~6000 t/d的高位時，出篦冷機熟料溫度還是偏高(約150~180 ℃)。

  4  結束語

  （1）出篦冷機熟料溫度的高低主要決定于篦冷機的單位面積負荷和所配冷卻風機的參數及效率，在設計階段就應該針對窯系統的最大產量來合理選擇篦冷機的規格，這樣才能發揮系統的最大能力，給工廠帶來好的經濟效益。否則就會給生產帶來麻煩，制約系統產能的發揮。

  （2）篦冷機冷卻風機的參數在設計時應該考慮適當的富余系數，以適應窯產量的波動。

  （3）對于業主來說，加強對設備的維護，及時清理篦縫中細料和加強氣室之間的密封，也是保證設備正常運轉的條件。

  （4）對部分篦冷機冷卻風機進行更換后，提高了篦冷機的冷卻效果，增加了余熱發電量，降低了熟料溫度，相應提高了水泥磨的運轉率，提升了工廠的經濟效益。