結合冀東磐石水泥公司3000t/d篦冷機應用談第四代篦式冷卻機的結構特點
2010-12-21 00:00
1 第四代篦冷機的總體結構
第四代篦冷機由三部分組成：熟料輸送，熟料冷卻及傳動裝置。與以往推動篦式冷卻機的最大區(qū)別是：熟料輸送與熟料冷卻是兩個獨立的結構。
總體結構分上殼體和下殼體，中間是篦床。上殼體入料口端端部外側設若干個空氣炮，殼體里墻砌筑耐火磚，下殼體分若干個風室，采用風室供風。尾部設一臺錘式破碎機，整個設備安裝完成后與水平面呈5°的斜度，便于熟料向下滑動。篦床是由若干塊篦板組成，篦板固定不動，篦板上部的推料棒往復運動推動熟料向尾部運動。推料棒運動是由篦床下部的液壓缸往復運動帶動的。每個風室由l臺風機供風，高壓風通過篦板縫隙進入篦床上的熟料層里，對熟料進行冷卻。
2 篦板及篦床
第四代篦冷機篦板是由δ= 3mm的耐熱鋼板焊接而成，篦板表面鋪一層δ= 8mm的耐熱鋼板，總體尺寸 300mm× 300mm，厚度 60mm，篦縫為橫向凹槽式，篦縫風道為迷宮式。每塊篦板底部安裝一種空氣動力平衡式空氣流量調(diào)節(jié)器(Mechanical Flow Regulation簡稱MFR)。
關于篦板阻力對空氣分配作用的關系式：
Vg/Vf=Rf+Rr/Rg+Rr
式中：Vg—冷風通過粗顆粒熟料層的風速；
Vf—冷風通過細顆粒熟料層的風速；
Rf—細顆粒料層阻力；
Rg—粗顆粒料層阻力；
Rr—篦床阻力。
如果Rr>>Rf，Rg，則Vg/Vf≈1。
即如果篦床阻力比料層阻力大得多時，則粗料側和細料側的風速基本相等，即風量能在全篦床上均勻分布。
實踐驗證：
第一代篦冷機Vg/Vf=3；
第三代篦冷機Vg/Vf=1.75；
第四代篦冷機Vg/Vf=1
第四代篦冷機篦板采用迷宮式的篦縫和安裝MFR閥，達到了高阻力的特征，通過整個篦床全寬上的熟料層通過風速相等，達到冷卻空氣均勻分布的最佳狀態(tài)。
MFR閥采用自調(diào)節(jié)的節(jié)流孔板控制通過篦板的空氣流量。當篦床上熟料層阻力變化，MFR能自動靈敏調(diào)節(jié)閥的阻力，使熟料層阻力加篦板阻力之和維持恒定，達到通風恒定，最終達到整個篦床上空氣均勻分布。
MFR沒有采用電氣控制，而是基于簡單的物理定律和空氣動力學原理。
MFR閥在通過篦板和熟料層冷風作用下自動關閉打開，當熟料層阻力較大，冷卻風較小時，閥門自動打開，使篦板阻力降低，使冷卻風量增大。而當熟料層阻力較小時，冷卻風較大時，閥門自動關閉，使風量減小，達到冷卻風量恒定。
篦板是迷宮形式，不存在漏料現(xiàn)象。另外篦床本身不動，篦板彼此之間也不存在縫隙，故整個篦床不漏料．則篦床下部不設輸送設備。
在篦床的入料口端，有幾排固定篦板組成的階梯狀篦床。其上無輸送料裝置，傾斜篦床傾斜度為12°，兩側用耐火澆筑料筑成馬靴型，澆筑料在篦床上形成馬蹄形。在進口沖擊區(qū)熟料厚度，粒度，溫度變化很大。帶來熟料層阻力變化極大，而采用MFR閥便能有效地保持恒定的冷卻空氣量。在固定進口區(qū)熟料的縱向輸送是靠大于休止角滑行。
3 推料棒
第四代篦冷機輸送熟料是由篦床上的推料棒來完成的。推料棒橫向布置，沿縱向每隔 300mm安裝一件，即隔一件是活動推料棒，隔一件是固定推料棒，活動推料棒往復運動推動熟料向尾部運動，推向出料口。推料棒的橫斷面是不等邊三角形，底邊 125mm，高 55mm，材質(zhì)耐熱鑄鋼。推料棒底平面與篦床上的篦板上平面有 50mm的間距， 50mm的間距空間布滿冷熟料，這些冷熟料不僅能防止落下的熟料對篦板的沖擊，又能防止熟料對篦板的磨損，有效地保護篦板，使篦板的壽命在5年以上，而推料棒的壽命也在2年以上。推料棒與篦床的連接采用壓塊和拄銷，更換時只要取出拄銷，壓塊就與推料棒分開，更換十分方便。
4 模塊化設計
第四代篦冷機是做為模塊系統(tǒng)來制造的，它由一個必備的入口模塊和若干個標準模塊組成。入口模塊一般長由5～7排固定篦板長，寬有2～4個標準模塊寬。而標準模塊由4×14塊篦板組成，尺寸為 1.3m× 4.2m其上有活動推料棒和固定推料棒各7件。2500t/d篦冷機由2×4個標準模塊組成，3000t/d篦冷機由3×5個標準模塊組成，5000t/d篦冷機由4×5個標準模塊組成。每個模塊包括一個液壓活塞驅(qū)動的活動框架，它有兩個驅(qū)動板，沿著四條線性導軌運動。
驅(qū)動板通過兩個凹槽嵌入篦板，凹槽貫穿整個模塊的長度方向。驅(qū)動板上面由密封罩構成阻塵器，防止熟料進入篦板下面的風室。
密封罩貫穿整個篦冷機的長度方向，在密封罩往復運動時，確保篦板免受熟料的磨損。
5 風機及風量風壓
第一、第二代篦冷機采用風室供風，篦床下部分若干個風室，每個風室由l臺風機供風，但由于漏風嚴重，導致冷卻效率低，風量損失大。第三代篦冷機在高溫區(qū)采用充氣梁供風或采用充氣梁和風室混合供風，為防止冷風倒流又設置密封風機，低溫區(qū)采用風室供風。第三代篦冷機充氣梁供風大大改善了冷卻效果。
而第四代篦冷機是采用風室供風，每個風室由1臺風機供風，2500t/d型篦冷機分6個風室，配6臺風機。3000t/d型篦冷機分6個風室，配6臺風機。5000t/d型篦冷機分8個風室，配8臺風機。與第三代篦冷機比較，風機數(shù)量大幅度減少。5000t/d型第三代篦冷機配置l8臺風機，相差10臺風機。
第三代篦冷機的配風原則是“高風壓，低風量”。入料口區(qū)的最高風壓達到11000Pa-12000Pa左右。而第四代篦冷機入料口區(qū)最高風壓是在9500Pa。廣州魚峰水泥廠2000t/d型第四代篦冷機，正常工作風壓在7000Pa-7500Pa。
由于第四代篦冷機采用特殊的篦板和良好的密封性能，用風量較少。冀東磐石水泥公司3000t/d第四代篦冷機單位產(chǎn)量用風量達到1.8Nm3/kg。
6 傳動系統(tǒng)
第四代篦冷機采用液壓傳動，縱向每一排篦床由一套液壓系統(tǒng)供油，每一個標準模塊有一個驅(qū)動油缸，油缸帶動驅(qū)動板運動，驅(qū)動板帶動活動推料棒往復運動。2000t/d型篦冷機有兩套液壓系統(tǒng)，每個油泵電機功率為45kW。油泵系統(tǒng)設在距篦冷機較遠的地方，不受篦冷機干液壓油由管路通入篦冷機殼體下部的油缸里，由控制系統(tǒng)來控制油缸的運動速度。
7 料層厚度
料層厚度對傳統(tǒng)的篦冷機是一個重要的考核指標。第一代篦冷機料層厚度在200-300mm左右，第二代篦冷機由于篦板的革新，使料層厚度提高到400-500mm，入口處最高達到700mm。而第三代和第四代篦冷機已不太注重料層厚度指標，因為只要能保證正常的產(chǎn)量就必須保證一定的料層厚度。第三代和第四代篦冷機已把篦冷機的綜合指標作為評價指標。正常運轉(zhuǎn)的篦冷機，其產(chǎn)量、二次風溫、三次風溫、廢氣溫度、出料溫度等指標應該是都處于正常狀態(tài)，過分強調(diào)某一個指標，而忽視其他指標是不科學的。冀東磐石水泥公司3000t/d第四代篦冷機出現(xiàn)廢氣溫度高和出料溫度高等現(xiàn)象，其原因就是篦冷機本身不平衡所致。
改進措施：優(yōu)化配料和系統(tǒng)操作，改善熟料粒度：提高風量，尾部風室增加風機，且將尾部篦板上的調(diào)節(jié)閥都摘掉，增大風量。
８ 綜述
認真分析和研究第四代篦冷機的應用特點。更加證明篦冷機設備的進步其實質(zhì)就是篦板的創(chuàng)新。多年來，人們一直在努力探索，并提出很多設想，如：開發(fā)耐磨復合篦板，采用激光加工篦板縫隙。采用環(huán)形噴咀，改善氣流的方向和分布，開發(fā)十字耙式篦床和帶二次料層的篦床等?，F(xiàn)在我們使用的篦冷機其篦板是鑄造成形，篦縫尺寸再縮小是很難控制的，現(xiàn)在生產(chǎn)的篦板篦縫在2～3mm，若能達到1mm左右。其冷卻效果會更好一些。
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