對(duì)丹麥FLS公司824S型篦冷機(jī)的改造

福建水泥股份有限公司煉石水泥廠(chǎng)（原福建省順昌水泥廠(chǎng)）于1988年8月建成投產(chǎn)。熟料冷卻選用了丹麥FLS公司Folax824S型篦冷機(jī)，回轉(zhuǎn)窯達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)以后，特別是1998年4月對(duì)分解爐進(jìn)行了改造，窯產(chǎn)量超過(guò)2100t/d，篦冷機(jī)冷卻能力不足和一些設(shè)計(jì)缺陷便充分暴露出來(lái)。為解決設(shè)計(jì)缺陷，我廠(chǎng)對(duì)5號(hào)窯結(jié)合無(wú)煙煤燃燒技術(shù)進(jìn)行改造，將原篦冷機(jī)的第一段篦床改為高效節(jié)能的充氣梁控制流篦床（由南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院提交改造方案），經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明，該機(jī)的改造雖有曲折，但最終還是取得了較為滿(mǎn)意的效果。本文詳細(xì)介紹篦冷機(jī)的主要改造內(nèi)容、出現(xiàn)的問(wèn)題、解決措施及改造效果。  

　　1、原篦冷機(jī)存在的問(wèn)題我廠(chǎng)的Folax824S型篦冷機(jī)實(shí)際上是丹麥FLS公司第二代厚料層操作推動(dòng)式篦冷機(jī)，篦床寬3.2m、長(zhǎng)23m，篦床有效面積為64.4m2，分三段傳動(dòng)，沖程為125mm，生產(chǎn)能力為2000t/d.存在的問(wèn)題主要有： 

　　1.1.第一排篦板為固定篦板，當(dāng)窯操作出現(xiàn)波動(dòng)，煤粉沒(méi)有完全燃燒，熟料煅燒結(jié)粒不佳時(shí)，容易在窯口堆積“雪人”。且有時(shí)不易清除，越積越大，容易造成前端幾排篦板燒壞。 

　　1.2.出料溫度高，通常在100℃左右，經(jīng)常伴有紅料，有時(shí)篦床甚至出現(xiàn)“紅河”現(xiàn)象，導(dǎo)致篦板磨損快，使用壽命短，有時(shí)還會(huì)燒壞篦板，經(jīng)常需要更換大量篦板和側(cè)板。 

　　1.3.風(fēng)室間存在漏風(fēng)、串風(fēng)現(xiàn)象，密封效果差，如果損壞的篦板和側(cè)板由于某些原因沒(méi)有及時(shí)更換，漏料及漏風(fēng)現(xiàn)象就會(huì)變得愈加嚴(yán)重，進(jìn)一步降低冷卻效果，造成其他篦板、側(cè)板的損壞，加劇篦下支承滾輪、導(dǎo)向輪、各部軸承，甚至橫梁的損壞，帶來(lái)一系列的機(jī)械故障，對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率造成較大影響。 

　　1.4.熱效率低，據(jù)南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)定，不足60％，且二、三次風(fēng)溫低，分別為950℃和800℃左右，無(wú)法滿(mǎn)足窯和分解爐的無(wú)煙煤燃燒條件，南方豐富且廉價(jià)的無(wú)煙煤資源得不到利用，使熟料成本居高不下。 

　　2、主要改造內(nèi)容本次改造兼顧投資和工期，經(jīng)南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院論證，只要將第一段篦床改為高效節(jié)能的充氣梁控制流篦床，而第二、三段篦床及相應(yīng)的冷卻風(fēng)機(jī)等均保持原狀，即能滿(mǎn)足燃燒100％無(wú)煙煤和日產(chǎn)2200t熟料的生產(chǎn)要求。這種第三代充氣梁控制流篦床的工作原理為：出窯的熾熱熟料（1300℃～1500℃）落入篦冷機(jī)后，在篦床頭部采用新型控制流高阻凹槽篦板對(duì)熟料進(jìn)行快速急冷，這種冷卻方式與傳統(tǒng)篦冷機(jī)差別較大。其中固定篦板的冷卻空氣是通過(guò)風(fēng)機(jī)、各支管、支管風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、固定充氣橫梁到各固定篦板；而活動(dòng)篦板的冷卻空氣是通過(guò)風(fēng)機(jī)、各支管、支管風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、撓性活動(dòng)金屬軟管、活動(dòng)充氣縱梁、活動(dòng)空氣橫梁，最終到達(dá)各活動(dòng)篦板。通過(guò)上述供氣系統(tǒng)，篦床上各活動(dòng)、固定篦板在不同區(qū)域劃分為一組一組供氣（特別是粗細(xì)不同區(qū)域），冷卻風(fēng)由各支管風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)閥得到合理而細(xì)致的調(diào)節(jié)控制，能更有效地克服熟料粒度變化及粗細(xì)料離析帶來(lái)的影響，冷卻風(fēng)分布更加均勻，確保熟料的充分冷卻和出料溫度的降低。具體的改造內(nèi)容有： 

　　2.1.篦板及護(hù)板改造將原篦板、護(hù)板改造為新型控制流篦板及新型護(hù)板，篦板的有效面積基本保持不變，但篦板的排列方式及數(shù)量進(jìn)行了調(diào)整，數(shù)量由原來(lái)的58塊增加到69塊。篦板安裝形式采用傾斜式設(shè)計(jì)，篦板面與水平面夾角為10度，以限制料堆的高度，有利于熟料的輸送。另外在篦床的頭部增加了一排活動(dòng)篦板，這樣第一排篦板就由原固定式改為活動(dòng)式，可以防止在落料點(diǎn)形成死料、不易堆積“雪人”。 

　　南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)的高阻控制流篦板是由篦板體和兩塊導(dǎo)板焊接在一起構(gòu)成，其表面為一凹槽，每塊篦板有四條狹長(zhǎng)型篦縫，篦縫長(zhǎng)寬尺寸為330×4mm，篦板結(jié)構(gòu)。篦板阻力經(jīng)冷態(tài)測(cè)定在3500MPa以上，高壓空氣經(jīng)篦縫由水平偏下方向噴出，速度很快，因此能對(duì)篦床上的熟料進(jìn)行再分配，有效地克服熟料粒度變化及粗細(xì)料離析的影響，使冷卻空氣分布更加均勻，確保熟料充分的冷卻和出料溫度的降低。凹槽面也得到有效冷卻，且槽內(nèi)填滿(mǎn)的熟料減少了篦板面的直接磨損，成倍的延長(zhǎng)了篦板的使用壽命。 

　　2.2.活動(dòng)框架的改造廢棄原活動(dòng)框架（兩縱六橫），以新型的充氣式活動(dòng)框架（兩縱七橫）代之，兩根活動(dòng)縱梁通過(guò)撓性活動(dòng)金屬軟管（共7根）與篦床底部的固定風(fēng)管聯(lián)結(jié)，該金屬軟管為充氣梁技術(shù)的關(guān)鍵部件，采用了特殊設(shè)計(jì)，既可伸縮又能偏轉(zhuǎn)；既要耐溫又要耐磨，主要零件材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，以確保活動(dòng)縱梁與底部固定風(fēng)管聯(lián)結(jié)、密封安全可靠。 

　　2.3.固定框架的改造固定框架保留了原底部框架，最大限度地利用原構(gòu)件。本次改造除更換6根固定充氣橫梁外，還更換了中心縱梁和各部支承梁等構(gòu)件。 

　　2.4.殼體改造對(duì)上部殼體進(jìn)行了局部改造，而下部殼體則全部進(jìn)行了更新。 

　　2.5.傳動(dòng)裝置改造由于篦床軌跡由原水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)改為傾斜向上10度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此電機(jī)功率放大到30kW，且調(diào)速方式也由直流調(diào)速改為變頻調(diào)速。 

　　2.6.潤(rùn)滑系統(tǒng)改造由于一段篦床傳動(dòng)裝置及活動(dòng)篦床頭部進(jìn)行了徹底改造，潤(rùn)滑點(diǎn)變化大、數(shù)量增加，因此，一段篦床增加了一套單獨(dú)的潤(rùn)滑系統(tǒng)（二、三床仍使用原潤(rùn)滑系統(tǒng)）。 

　　2.7.增加4個(gè)重錘鎖風(fēng)閥一段篦床底部有4個(gè)灰斗，每個(gè)灰斗配置一個(gè)氣動(dòng)卸料閥鎖風(fēng)，定時(shí)卸料。由于灰斗受局部高溫影響電磁閥容易損壞，故障率高，為確保鎖風(fēng)效果，在氣動(dòng)卸料閥下方的下料管上又增加了一道單層單門(mén)重錘鎖風(fēng)閥。 

　　2.8.增加8臺(tái)冷卻、密封風(fēng)機(jī)由于冷卻原理的本質(zhì)變化，一段篦床原有4臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)全部廢棄，最初的改造方案新增了7臺(tái)風(fēng)機(jī)，其中1臺(tái)用于頭部風(fēng)室密封，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)這臺(tái)“密封”風(fēng)機(jī)選型太小，無(wú)法確保篦下壓力起到有效的密封作用，造成頻繁漏料降低篦板使用壽命。為避免浪費(fèi)和長(zhǎng)時(shí)間的停產(chǎn)，利用定檢機(jī)會(huì)在頭部風(fēng)室再增加1臺(tái)同規(guī)格的“密封”風(fēng)機(jī)，因此總共增加了8臺(tái)風(fēng)機(jī)。 

　　3、存在的問(wèn)題及解決措施1.控制流篦板損壞改造投產(chǎn)后的最初幾個(gè)月內(nèi)，頭幾排控制流篦板、端護(hù)板及側(cè)板出現(xiàn)過(guò)幾次因高溫而產(chǎn)生的變形、磨損和開(kāi)裂現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)對(duì)篦板材質(zhì)取樣化驗(yàn)和分析后發(fā)現(xiàn)，除篦板材質(zhì)中最關(guān)鍵的Ni元素的含量嚴(yán)重偏低外，重要的原因是密封風(fēng)機(jī)（0號(hào)）選型偏小，密封空氣無(wú)法托住經(jīng)篦板之間縫隙下落的高溫細(xì)顆粒物料，通過(guò)觀察孔可以看到大量細(xì)紅料落入灰斗，因此，我們利用小修機(jī)會(huì)在頭部風(fēng)室增加1臺(tái)密封風(fēng)機(jī)（01號(hào)），加大風(fēng)量，保證了密封壓力。同時(shí)，更換化學(xué)成分能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的篦板，從而解決了漏料和篦板早期失效問(wèn)題。 

　　3.1.傳動(dòng)裝置電機(jī)選型偏小最初的改造方案，一床電機(jī)功率僅為22kW，投運(yùn)后經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載跳停現(xiàn)象，且有時(shí)不能啟動(dòng)，也導(dǎo)致了篦板的燒壞，影響正常生產(chǎn)。重新核算后又將電機(jī)功率加大到30kW，并更換能力相當(dāng)?shù)臏p速機(jī)和變頻器。 

　　3.2.風(fēng)機(jī)配置不合理，今后仍需整改經(jīng)過(guò)一段曲折和再改造之后，終于使篦冷機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到提高二、三次風(fēng)溫，降低出料溫度，延長(zhǎng)篦板使用壽命的目的。改造后的總風(fēng)量稍大于改造前的設(shè)計(jì)值，即使扣除又增加的1臺(tái)（01號(hào)）密封風(fēng)機(jī)，總風(fēng)量仍然很大，有悖于充氣梁控制流篦床減少熟料冷卻風(fēng)用量的改造初衷，不利用二、三次風(fēng)溫的大幅提高，從改造后的儀表顯示值可以看出二、三次風(fēng)溫確實(shí)提高了，但熱效率仍然偏低，未達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果。 

　　因此，下一步我們打算再采購(gòu)1臺(tái)合適的風(fēng)機(jī)，以替代原2臺(tái)密封風(fēng)機(jī)（0號(hào)及01號(hào)），對(duì)風(fēng)量過(guò)剩嚴(yán)重的1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)風(fēng)機(jī)也進(jìn)行調(diào)整，以降低用風(fēng)量和電耗，進(jìn)一步提高二、三次風(fēng)溫，使冷卻機(jī)改造后真正發(fā)揮其高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。