TC型國(guó)產(chǎn)第三長(zhǎng)篦冷機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用2

4 實(shí)現(xiàn)技術(shù)性能的措施
4.1 冷卻工藝措施
　　篦冷機(jī)冷卻工藝設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題是如何達(dá)到盡可能高的冷卻效果和熱回收率。力求以最少的冷卻風(fēng)冷卻盡可能多的熱熟料，使冷卻風(fēng)與熱熟料充分進(jìn)行熱交換，提高入窯系統(tǒng)的二、三次風(fēng)的溫度，從而達(dá)到高產(chǎn)、高效、低熱耗的目的。
4.1.1 采用第三代篦冷機(jī)的“充氣梁”技術(shù)
　　TC篦冷機(jī)在篦床的高溫區(qū)（淬冷區(qū)和主要熱回收區(qū)）采用高冷卻效率、高熱回收率的“充氣梁”裝置。全面考慮料層縱、橫向的阻力（料厚及顆粒組成）和料溫的分布規(guī)律，即沿縱向又沿橫向?qū)Ⅲ鞔矂澐殖勺銐蛐〉膮^(qū)域，形成合理的冷卻小單元，并有針對(duì)性地分配以可調(diào)節(jié)的冷卻風(fēng)（稱(chēng)可控氣流）。最終達(dá)到以最少的冷卻風(fēng)，高效冷卻一定量的熱熟料并高效熱回收的目的。
　　每根“充氣梁”一般分隔為左右兩個(gè)“小風(fēng)室”或左、中、右三個(gè)“小風(fēng)室”，以便于進(jìn)一步細(xì)分冷卻單元，每個(gè)“小風(fēng)室”都有獨(dú)立進(jìn)風(fēng)口。按工藝布置要求，由“充氣梁”有機(jī)排列組合成為“充氣篦床”。將“充氣梁”各“小風(fēng)室”的進(jìn)風(fēng)口與帶調(diào)節(jié)閥的管路系統(tǒng)分組連接起來(lái)，配以具有相應(yīng)風(fēng)量風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)便構(gòu)成了“充氣篦床”的冷卻系統(tǒng)。
　　TC型“充氣篦板”的氣流出口為縫隙式結(jié)構(gòu)，由于幾乎所有的冷卻風(fēng)都通過(guò)出口縫隙，因而其氣流速度明顯高于普通篦板的篦孔氣流速度。這一特點(diǎn)使“充氣篦板”具有兩個(gè)特性：一是高阻力；另一是氣流高穿透性。它對(duì)熟料冷卻工藝有重要意義，前者增加了篦床阻力對(duì)系統(tǒng)總阻力的百分比，相對(duì)降低了料層阻力變化的影響。當(dāng)料層波動(dòng)時(shí)仍可保持冷卻風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，確保冷卻效果；第二個(gè)特點(diǎn)則有利于料層深層次的氣固熱交換，特別是對(duì)紅熱細(xì)料的冷卻更有特殊的作用，有利于消除“紅河”現(xiàn)象，解決了第二代篦冷機(jī)難以克服的主要問(wèn)題。
　　在篦床的中溫區(qū)，采用TC型低漏料篦板，用冷風(fēng)室通風(fēng)。這種篦板有縱向集料槽，冷卻風(fēng)以較高的速度從集料槽的兩側(cè)縫隙噴出，因此既減少細(xì)粒熟料的漏料量，又增加了篦板的通風(fēng)阻力。篦板阻力的增加同樣可降低不均勻料層阻力對(duì)篦床總阻力的影響。因而雖然用冷風(fēng)室通冷卻風(fēng)，仍可較有效地對(duì)熟料進(jìn)行冷卻。
4.1.2 采用厚料層冷卻技術(shù)
　　設(shè)計(jì)最大料層厚600～700mm，增加料層厚度使冷卻風(fēng)與熱熟料有充分的熱交換條件：增加接觸面積和延長(zhǎng)接觸時(shí)間。充分的熱交換使熱熟料得到有效的冷卻并提高了冷卻熟料后的熱風(fēng)溫度，有利于熱回收；厚料層冷卻工藝顯著提高了單位篦面積產(chǎn)量。此外，厚料層操作還使篦板受到溫度較低的冷料層的保護(hù)，避免與紅熱熟料直接接觸而受到熱損害。
4.1.3 合理配冷卻風(fēng)
　　在淬冷區(qū)和熱回收區(qū)為“充氣篦床”配有合適風(fēng)量、風(fēng)壓的冷卻風(fēng)是保證其冷卻性能的關(guān)鍵。風(fēng)量取決于料量、料溫及所要求的冷卻后的出料溫度，它難過(guò)熱平衡計(jì)算，氣、固（風(fēng)與料）熱交換等熱工計(jì)算得出基本理論值，再根據(jù)TC篦床工業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以修正；風(fēng)壓的確定基于管路系統(tǒng)阻力計(jì)算、TC篦床阻力數(shù)據(jù)（實(shí)驗(yàn)）和料層阻力的計(jì)算結(jié)果再行修正。
　　由于熟產(chǎn)經(jīng)主要冷卻區(qū)冷卻后其溫度已較低（與第二代篦冷機(jī)相比），故在后續(xù)冷卻區(qū)，所需的冷卻風(fēng)量也比第二代的少；但為了適應(yīng)窯產(chǎn)量的波動(dòng)（有時(shí)窯不正常，產(chǎn)量變化可多達(dá)30%），因此配風(fēng)仍留有一定的余地。
4.2 按工藝要求，力求完善設(shè)備設(shè)計(jì)
4.2.1 TC篦板設(shè)計(jì)
　　TC篦板是“充氣篦床”的核心機(jī)件，設(shè)計(jì)時(shí)考慮我國(guó)水泥廠(chǎng)操作筆管理水平的實(shí)際，采用整體鑄造結(jié)構(gòu)（國(guó)外多為組合結(jié)構(gòu)），既減少了加工量又有良好的抗高溫變形能力。TC篦板內(nèi)部氣道和氣流出口設(shè)計(jì)力求良好的氣動(dòng)性能，出口冷卻氣流順著料流的方向噴射并向上方滲透，強(qiáng)化冷卻效果。TC篦板初步設(shè)計(jì)后，經(jīng)試制、模擬實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)后定型。TC篦冷機(jī)樣機(jī)投入使用后，實(shí)踐證明TC篦板的良好冷卻性能，尤其對(duì)消除“紅河”現(xiàn)象有明顯效果。
4.2.2 TC充氣管道設(shè)計(jì)
　　第三代篦冷機(jī)充氣管道系統(tǒng)比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有相當(dāng)大的難度。其中最大的難點(diǎn)是與活動(dòng)“充氣梁”相連的活動(dòng)風(fēng)管裝置的設(shè)計(jì)。它一端固定。另一端隨活動(dòng)框架前后擺動(dòng)，要求移動(dòng)靈活且密封良好。國(guó)外現(xiàn)有活動(dòng)風(fēng)管設(shè)計(jì)有軟管型、活絡(luò)關(guān)節(jié)型和機(jī)內(nèi)立式滑閥型等。TC型活動(dòng)風(fēng)管裝置設(shè)計(jì)自成一格，共有三種：
（1）帶密封滑板的軟管裝置；
（2）機(jī)外帶滑板式密封箱的充氣風(fēng)管裝置；
（3）帶特殊密封箱的機(jī)外套管式裝置。既簡(jiǎn)化管路系統(tǒng)又便于安裝和維護(hù)。
4.2.3 漏料鎖風(fēng)裝置的設(shè)計(jì)
　　漏料鎖風(fēng)是冷卻風(fēng)有效利用的保證。TC篦冷機(jī)篦下漏料鎖風(fēng)裝置采用集料斗加電動(dòng)料位鎖風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)，這種裝置既能有效鎖風(fēng)又使篦床下有足夠的檢修空間；鎖風(fēng)閥由料位傳感裝置自動(dòng)控制，斷續(xù)工作，鎖風(fēng)好，壽命長(zhǎng)，又有節(jié)能功效。
4.3 選配性能優(yōu)良的風(fēng)機(jī)
　　風(fēng)機(jī)的性能是篦冷機(jī)主要性能的根本保證，它應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：
（1）風(fēng)機(jī)必須保證在一定負(fù)載下有穩(wěn)定的足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓；
（2）有良好的效率，以降低能耗；
（3）要配有良好性能的調(diào)節(jié)閥門(mén)及執(zhí)行器，保證風(fēng)量的良好調(diào)節(jié)；
（4）高壓風(fēng)機(jī)配裝消聲器，有利于環(huán)境保護(hù)。
4.4 設(shè)置自動(dòng)控制和安全操作檢測(cè)系統(tǒng)
4.4.1 三元自動(dòng)控制系統(tǒng)
　　自動(dòng)控制是TC篦冷機(jī)性能和穩(wěn)定、安全操作的極其重要的保證。三元控制即篦速控制、風(fēng)量控制和余風(fēng)排放控制（即窯頭負(fù)壓控制），其控制原理與第二代篦冷機(jī)雖然相同，但篦速和風(fēng)量控制的控制條件卻有差異。第二代篦冷機(jī)以篦下壓力為控制依據(jù)，而第三代篦冷機(jī)以供風(fēng)系統(tǒng)的固定和活動(dòng)風(fēng)管管內(nèi)壓力的綜合數(shù)值為依據(jù)。自控設(shè)計(jì)時(shí)按TC型管路系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)置測(cè)點(diǎn)，最后將數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理作為篦速和風(fēng)量控制的依據(jù)。
4.4.2 安全操作檢測(cè)及保護(hù)裝置
TC型篦冷機(jī)設(shè)有下列監(jiān)測(cè)和保護(hù)裝置：
（1）篦板測(cè)溫及報(bào)警裝置；
（2）料層狀況電視監(jiān)測(cè)裝置；
（3）風(fēng)室漏料鎖風(fēng)閥的故障報(bào)警及電機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置；
（4）漏料拉鏈機(jī)斷鏈報(bào)警裝置；
（5）冷卻風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)和報(bào)警裝置。

5 實(shí)際應(yīng)用情況
　　TC篦冷機(jī)技術(shù)在國(guó)內(nèi)水泥廠(chǎng)新線(xiàn)建設(shè)和老廠(chǎng)技改中得到廣泛的應(yīng)用（詳風(fēng)TC篦冷機(jī)應(yīng)用業(yè)績(jī)表）。其中第一臺(tái)TC2000t/d篦冷機(jī)已于1999年5月在安徽白馬山水泥廠(chǎng)通過(guò)國(guó)家鑒定。實(shí)測(cè)其入窯二次風(fēng)溫達(dá)1079℃；入分解爐三次風(fēng)溫達(dá)875℃；單位冷卻風(fēng)量為1.98m3/kg.cl；熱回收率達(dá)到74.1%；單位表面積產(chǎn)量為45.63t/m2·d（產(chǎn)量2400t/d）。各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)已評(píng)定為達(dá)到90年代國(guó)際先進(jìn)水平。該機(jī)熱端篦板壽命保證為1年以上，實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)至今已兩年，熱端篦板未更換過(guò)一塊。
在老廠(chǎng)技改中，比較突出的是采用TC技術(shù)對(duì)北京水泥廠(chǎng)原2000t/d Fuller篦冷機(jī)進(jìn)行的技術(shù)改造。在不增加原有篦床面積的條件下，對(duì)原一、二段篦床進(jìn)行較徹底的改造：第一段篦床進(jìn)料端改為固定式充氣篦床，后按活動(dòng)式充氣篦床和阻力加充氣組合篦床；第二段第一室改為阻力篦床后按普通篦床。一段新裝6臺(tái)風(fēng)機(jī)；二段利用原有風(fēng)機(jī)。改造周期約半個(gè)月（風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)提前施工）。改造后一次投料成功。并很快達(dá)到預(yù)期目標(biāo)：最大投料量達(dá)170t/h，后在在保證質(zhì)量的前提下，穩(wěn)產(chǎn)2350～2400t/d。冷卻效果很好，出料（25mm左右）可用手抓捏；二、三次風(fēng)提高50～100℃，熱耗顯著降低，產(chǎn)量提高約15～20%，而煤耗基本不變；實(shí)踐證明該機(jī)的技改取得顯著的效果。

6 TC型篦冷機(jī)使用業(yè)績(jī)
天津仕名公司TC型篦冷機(jī)使用業(yè)績(jī)表
序號(hào)　　規(guī) 格　　　　使用廠(chǎng)家　　　使用情況　　　備 注
1　　　1000t/d　太原水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　　新建
2　　　1000t/d　小屯水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　　新建
3　　　2000t/d　白馬山水泥廠(chǎng)　　　　　投產(chǎn)　　　　新建
4　　　1000t/d　鑫磊水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　　新建
5　　　2000t/d　雙陽(yáng)水泥廠(chǎng) （二線(xiàn)）　　投產(chǎn)　　　　新建
6　　　850t/d　葛州壩水泥廠(chǎng)（四線(xiàn)）　　投產(chǎn)　　　　新建
7　　　2000t/d　山東水泥廠(chǎng) （三線(xiàn)）　　投產(chǎn)　　　　新建
8　　　2000t/d　耀縣水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　　改造
9　　　1000t/d　蒲廟水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　　改造
10　　2000t/d　葛州壩水泥廠(chǎng)（三線(xiàn)）　　投產(chǎn)　　　　改造
11　　1000t/d　光化水泥廠(chǎng) （三線(xiàn)）　　投產(chǎn)　　　　改造
12　　850t/d　北京燕山水泥廠(chǎng)　　　　　投產(chǎn)　　　　改造
13　　1500t/d　巢湖鐵道水泥廠(chǎng)　　　　　投產(chǎn)　　　改造
14　　2500t/d　葛州壩水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　新建
15　　1000t/d　山東水泥廠(chǎng) （一線(xiàn)）　　　投產(chǎn)　　　改造
16　　2500t/d　荻港水泥廠(chǎng) （一線(xiàn)）　　　投產(chǎn)　　　新建
17　　2000t/d　牡丹江水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　新建
18　　2000t/d　雙陽(yáng)水泥廠(chǎng) （一線(xiàn)）　　投產(chǎn)　　　　改造
19　　2350t/d　北京水泥廠(chǎng)　　　　　　投產(chǎn)　　　　改造
20　　2500t/d　荻港水泥廠(chǎng) （二線(xiàn)）　　在建　　　新建
21　　2500t/d　鹿泉水泥廠(chǎng)　　　　　　在建　　　　新建
22　　2500t/d　琉璃河水泥廠(chǎng)　　　　　在建　　　　新建
23　　2500t/d　雙陽(yáng)水泥廠(chǎng) （三線(xiàn)）　　在建　　　　新建
24　　1000t/d　甘肅山丹水泥廠(chǎng)　　　　在建　　　　新建
25　　2×2500t/d　安徽樅陽(yáng)水泥廠(chǎng)　　　在建　　　　新建