結(jié)合冀東磐石水泥公司3000t/d篦冷機(jī)應(yīng)用談第四代篦式冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2010-12-21 00:00
1 第四代篦冷機(jī)的總體結(jié)構(gòu)
第四代篦冷機(jī)由三部分組成：熟料輸送，熟料冷卻及傳動(dòng)裝置。與以往推動(dòng)篦式冷卻機(jī)的最大區(qū)別是：熟料輸送與熟料冷卻是兩個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。
總體結(jié)構(gòu)分上殼體和下殼體，中間是篦床。上殼體入料口端端部外側(cè)設(shè)若干個(gè)空氣炮，殼體里墻砌筑耐火磚，下殼體分若干個(gè)風(fēng)室，采用風(fēng)室供風(fēng)。尾部設(shè)一臺(tái)錘式破碎機(jī)，整個(gè)設(shè)備安裝完成后與水平面呈5°的斜度，便于熟料向下滑動(dòng)。篦床是由若干塊篦板組成，篦板固定不動(dòng)，篦板上部的推料棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)熟料向尾部運(yùn)動(dòng)。推料棒運(yùn)動(dòng)是由篦床下部的液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)的。每個(gè)風(fēng)室由l臺(tái)風(fēng)機(jī)供風(fēng)，高壓風(fēng)通過篦板縫隙進(jìn)入篦床上的熟料層里，對(duì)熟料進(jìn)行冷卻。
2 篦板及篦床
第四代篦冷機(jī)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(fēng)道為迷宮式。每塊篦板底部安裝一種空氣動(dòng)力平衡式空氣流量調(diào)節(jié)器(Mechanical Flow Regulation簡稱MFR)。
關(guān)于篦板阻力對(duì)空氣分配作用的關(guān)系式：
Vg/Vf=Rf+Rr/Rg+Rr
式中：Vg—冷風(fēng)通過粗顆粒熟料層的風(fēng)速；
Vf—冷風(fēng)通過細(xì)顆粒熟料層的風(fēng)速；
Rf—細(xì)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(shí)，則粗料側(cè)和細(xì)料側(cè)的風(fēng)速基本相等，即風(fēng)量能在全篦床上均勻分布。
實(shí)踐驗(yàn)證：
第一代篦冷機(jī)Vg/Vf=3；
第三代篦冷機(jī)Vg/Vf=1.75；
第四代篦冷機(jī)Vg/Vf=1
第四代篦冷機(jī)篦板采用迷宮式的篦縫和安裝MFR閥，達(dá)到了高阻力的特征，通過整個(gè)篦床全寬上的熟料層通過風(fēng)速相等，達(dá)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(dāng)篦床上熟料層阻力變化，MFR能自動(dòng)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(dá)到通風(fēng)恒定，最終達(dá)到整個(gè)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(dòng)力學(xué)原理。
MFR閥在通過篦板和熟料層冷風(fēng)作用下自動(dòng)關(guān)閉打開，當(dāng)熟料層阻力較大，冷卻風(fēng)較小時(shí)，閥門自動(dòng)打開，使篦板阻力降低，使冷卻風(fēng)量增大。而當(dāng)熟料層阻力較小時(shí)，冷卻風(fēng)較大時(shí)，閥門自動(dòng)關(guān)閉，使風(fēng)量減小，達(dá)到冷卻風(fēng)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(dòng)，篦板彼此之間也不存在縫隙，故整個(gè)篦床不漏料．則篦床下部不設(shè)輸送設(shè)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(cè)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(dòng)推料棒，隔一件是固定推料棒，活動(dòng)推料棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)熟料向尾部運(yùn)動(dòng)，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(duì)篦板的沖擊，又能防止熟料對(duì)篦板的磨損，有效地保護(hù)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(shí)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(shè)計(jì)
第四代篦冷機(jī)是做為模塊系統(tǒng)來制造的，它由一個(gè)必備的入口模塊和若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊寬。而標(biāo)準(zhǔn)模塊由4×14塊篦板組成，尺寸為 1.3m× 4.2m其上有活動(dòng)推料棒和固定推料棒各7件。2500t/d篦冷機(jī)由2×4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊組成，3000t/d篦冷機(jī)由3×5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊組成，5000t/d篦冷機(jī)由4×5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊組成。每個(gè)模塊包括一個(gè)液壓活塞驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)框架，它有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)板，沿著四條線性導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)板通過兩個(gè)凹槽嵌入篦板，凹槽貫穿整個(gè)模塊的長度方向。驅(qū)動(dòng)板上面由密封罩構(gòu)成阻塵器，防止熟料進(jìn)入篦板下面的風(fēng)室。
密封罩貫穿整個(gè)篦冷機(jī)的長度方向，在密封罩往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，確保篦板免受熟料的磨損。
5 風(fēng)機(jī)及風(fēng)量風(fēng)壓
第一、第二代篦冷機(jī)采用風(fēng)室供風(fēng)，篦床下部分若干個(gè)風(fēng)室，每個(gè)風(fēng)室由l臺(tái)風(fēng)機(jī)供風(fēng)，但由于漏風(fēng)嚴(yán)重，導(dǎo)致冷卻效率低，風(fēng)量損失大。第三代篦冷機(jī)在高溫區(qū)采用充氣梁供風(fēng)或采用充氣梁和風(fēng)室混合供風(fēng)，為防止冷風(fēng)倒流又設(shè)置密封風(fēng)機(jī)，低溫區(qū)采用風(fēng)室供風(fēng)。第三代篦冷機(jī)充氣梁供風(fēng)大大改善了冷卻效果。
而第四代篦冷機(jī)是采用風(fēng)室供風(fēng)，每個(gè)風(fēng)室由1臺(tái)風(fēng)機(jī)供風(fēng)，2500t/d型篦冷機(jī)分6個(gè)風(fēng)室，配6臺(tái)風(fēng)機(jī)。3000t/d型篦冷機(jī)分6個(gè)風(fēng)室，配6臺(tái)風(fēng)機(jī)。5000t/d型篦冷機(jī)分8個(gè)風(fēng)室，配8臺(tái)風(fēng)機(jī)。與第三代篦冷機(jī)比較，風(fēng)機(jī)數(shù)量大幅度減少。5000t/d型第三代篦冷機(jī)配置l8臺(tái)風(fēng)機(jī)，相差10臺(tái)風(fēng)機(jī)。
第三代篦冷機(jī)的配風(fēng)原則是“高風(fēng)壓，低風(fēng)量”。入料口區(qū)的最高風(fēng)壓達(dá)到11000Pa-12000Pa左右。而第四代篦冷機(jī)入料口區(qū)最高風(fēng)壓是在9500Pa。廣州魚峰水泥廠2000t/d型第四代篦冷機(jī)，正常工作風(fēng)壓在7000Pa-7500Pa。
由于第四代篦冷機(jī)采用特殊的篦板和良好的密封性能，用風(fēng)量較少。冀東磐石水泥公司3000t/d第四代篦冷機(jī)單位產(chǎn)量用風(fēng)量達(dá)到1.8Nm3/kg。
6 傳動(dòng)系統(tǒng)
第四代篦冷機(jī)采用液壓傳動(dòng)，縱向每一排篦床由一套液壓系統(tǒng)供油，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊有一個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸，油缸帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)板帶動(dòng)活動(dòng)推料棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2000t/d型篦冷機(jī)有兩套液壓系統(tǒng)，每個(gè)油泵電機(jī)功率為45kW。油泵系統(tǒng)設(shè)在距篦冷機(jī)較遠(yuǎn)的地方，不受篦冷機(jī)干液壓油由管路通入篦冷機(jī)殼體下部的油缸里，由控制系統(tǒng)來控制油缸的運(yùn)動(dòng)速度。
7 料層厚度
料層厚度對(duì)傳統(tǒng)的篦冷機(jī)是一個(gè)重要的考核指標(biāo)。第一代篦冷機(jī)料層厚度在200-300mm左右，第二代篦冷機(jī)由于篦板的革新，使料層厚度提高到400-500mm，入口處最高達(dá)到700mm。而第三代和第四代篦冷機(jī)已不太注重料層厚度指標(biāo)，因?yàn)橹灰鼙ＷC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(jī)已把篦冷機(jī)的綜合指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)的篦冷機(jī)，其產(chǎn)量、二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫、廢氣溫度、出料溫度等指標(biāo)應(yīng)該是都處于正常狀態(tài)，過分強(qiáng)調(diào)某一個(gè)指標(biāo)，而忽視其他指標(biāo)是不科學(xué)的。冀東磐石水泥公司3000t/d第四代篦冷機(jī)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(jī)本身不平衡所致。
改進(jìn)措施：優(yōu)化配料和系統(tǒng)操作，改善熟料粒度：提高風(fēng)量，尾部風(fēng)室增加風(fēng)機(jī)，且將尾部篦板上的調(diào)節(jié)閥都摘掉，增大風(fēng)量。
８ 綜述
認(rèn)真分析和研究第四代篦冷機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)。更加證明篦冷機(jī)設(shè)備的進(jìn)步其實(shí)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(shè)想，如：開發(fā)耐磨復(fù)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(jī)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(dá)到1mm左右。其冷卻效果會(huì)更好一些。
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