行業(yè)動態(tài)
第四代篦冷機(jī)風(fēng)室密封鋼刷 金屬絲鋼絲刷密封
為了各冷卻風(fēng)室的氣密性,目前將“氣動雙重鎖風(fēng)閥”(見圖4)技術(shù)用于風(fēng)室與拉鏈機(jī)之間的密封,可以徹底解決漏風(fēng)問題。同時采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口的“金屬絲柔性密封材料” (見圖5)用于風(fēng)室與風(fēng)室之間的密封,徹底解決篦冷機(jī)里面竄 風(fēng)、漏風(fēng)等致命問題,使風(fēng)室的分隔效果與高壓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原理相匹配,而且每個風(fēng)室可以靈便獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)壓和風(fēng)量。
可在保持篦冷機(jī)的主體框架結(jié)構(gòu)不變的前提下,對篦冷機(jī)內(nèi)部實施改造,改造篦床與篦板的結(jié)構(gòu)與配置,達(dá)到均料與均風(fēng)以及急冷的效果,解決冷卻效能的瓶頸問題,改造成本低,性價比高。
3改造后的效果對比
改造后取得了顯著效果,主要體現(xiàn)在節(jié)能降耗、提高產(chǎn)量和質(zhì)量、提高機(jī)械的可靠性、提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率、降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等方面。效果對比見表1。
根據(jù)我國水泥生產(chǎn)線上用得比較廣的第三代充氣梁篦冷機(jī)的通病,有針對性地選用急冷床、低阻力篦板、新型的密封和鎖風(fēng)配件,優(yōu)化篦冷機(jī)的配風(fēng),提高篦冷機(jī)的單位面積冷卻效率。實踐證明,采用這些技術(shù)對第三代充氣梁篦冷機(jī)進(jìn)行改造,是較好的投資少、見效快的方法。
篦冷機(jī)是預(yù)分解窯系統(tǒng)中的一個很其重要的設(shè)備,它是窯爐熱源的助推器,其熱效率及的性直接影響到生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)率、熟料質(zhì)量和系統(tǒng)能耗。正如《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報》“燒成論壇”欄目主持人齊硯勇先生所說:“高產(chǎn)、低消耗、低排放的主要矛盾集中在篦冷機(jī)、燃燒器所在的窯頭”。故冷卻機(jī)的作用和重要性越來越受到重視。目前國內(nèi)第三代篦冷機(jī)在使用中有很多不盡人意的地方,針對普遍性的問題,我們進(jìn)行梳理、分析、歸納,并結(jié)合法國圣達(dá)瀚冷卻技術(shù),提出具體的改進(jìn)措施,本文進(jìn)行總結(jié)介紹,供同行參考。
1第三代篦冷機(jī)的通病分析
1.1 充氣梁設(shè)計加工不合理,導(dǎo)致堵塞
在我國水泥生產(chǎn)線上用得比較廣的第三代充氣梁篦冷機(jī),由于篦板與梁的配套設(shè)計上存在缺陷,或制作、安裝上達(dá)不到要求的精度等因素的制約,使得第三代充氣梁篦冷機(jī)運(yùn)行情況不盡人意。在改造中遇到較為嚴(yán)重的是充氣梁被一層一層熟料填滿之后形成了堅硬的水泥石(見圖1),用風(fēng)鎬才能除掉。于是新建廠在了解篦冷機(jī)這一狀況后,在設(shè)備選型時就選擇比正常配套大許多,造成資金和資源的浪費(fèi)。
1.2 篦冷機(jī)急冷效果差,熟料出口溫度高,熱回收效率低
篦冷機(jī)的作用一是急速冷卻熟料,改善熟料的易磨性和其他性能;二是回收高溫熟料蘊(yùn)含的熱能。但目前許多第三代篦冷機(jī)存在二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫低(前者850~1 000 ℃,后者700~800 ℃),熟料出口溫度高(≥180 ℃),熱回收效果和冷卻效果差、“紅河”現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。這種現(xiàn)象的原因主要表現(xiàn)在四個方面。
1.2.1 高溫?zé)g嚴(yán)重,篦板壽命短
充氣梁和高阻力篦板在結(jié)構(gòu)設(shè)計與風(fēng)的噴吹速度上不盡合理,起不到驟冷作用,熟料的冷卻效能降低,反而會加大篦板直接面對高溫熟料的侵襲和磨損,其壽命大大縮短,增加篦冷機(jī)的維修工作量和維修成本。據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)在水泥廠篦板的使用壽命一般可以達(dá)到1~3年,但活動床篦板和邊護(hù)板每年大修都要全部更換,使用效果差一些的廠家,局部篦板頻繁燒損,壽命一般不會超過一個月。
1.2.2 篦冷機(jī)密封差,漏風(fēng)竄風(fēng)嚴(yán)重
許多篦冷機(jī)密封材料多數(shù)還采用落后的石棉板或耐溫橡膠,運(yùn)行不久就全部損壞,風(fēng)室與風(fēng)室之間基本是相通的,不能各供風(fēng)單元獨(dú)立的通風(fēng),各風(fēng)機(jī)鼓入的不同風(fēng)壓的冷卻風(fēng)在各風(fēng)室之間相互擾亂,內(nèi)耗大,有效地穿透熟料層的冷卻風(fēng)減小,無法實現(xiàn)設(shè)計的配風(fēng)理念。嚴(yán)重時,前面的高壓風(fēng)機(jī)啟動后,后面的中低壓風(fēng)室的風(fēng)機(jī)不能正常啟動,反而被吹著倒轉(zhuǎn)。另外,隨著篦冷機(jī)技術(shù)的發(fā)展,單位篦床面積產(chǎn)量越來越高,料層厚度不斷增加,風(fēng)室壓力也要求增加,如果風(fēng)室密封不好,風(fēng)室相互串風(fēng),分室功能和冷卻效果大大減弱。
此外,在風(fēng)室灰斗與拉鏈機(jī)或熟料輸送機(jī)之間采用電動弧形閥卸料鎖風(fēng),但由于其閥板和底部容易磨穿,也容易被大塊料卡住不能運(yùn)行,鎖風(fēng)效果差,所以在篦冷機(jī)下部的拉鏈機(jī)總是有正壓和“返風(fēng)”現(xiàn)象,冒灰大,環(huán)境污染大。
1.2.3 冷卻風(fēng)機(jī)選型不當(dāng),導(dǎo)致風(fēng)量和風(fēng)壓配置不合理
合適的風(fēng)量、風(fēng)壓是讓篦冷機(jī)冷卻性能的關(guān)鍵。但許多篦冷機(jī)配置的冷卻風(fēng)
機(jī)還存在問題,尤其是在高溫段,風(fēng)量和風(fēng)壓明顯不足,導(dǎo)致篦冷機(jī)高溫端熱回收效果與急冷效果差。如果在高溫段熟料因風(fēng)量風(fēng)壓不足沒得到驟冷,到了中低溫段要想通過加大風(fēng)量強(qiáng)化冷卻至正常的熟料溫度基本是不可能的。
造成配風(fēng)失衡重要因素是設(shè)計時選擇風(fēng)量與風(fēng)壓均偏低,或因風(fēng)機(jī)制造質(zhì)量不足以提供足夠的風(fēng)量與風(fēng)壓,相比而言,風(fēng)壓偏低更嚴(yán)重?,F(xiàn)在國際先進(jìn)的篦冷機(jī)技術(shù),實際風(fēng)量在1.9~2.2Nm3/kg熟料之間,配置風(fēng)量在2.5~2.7 Nm3/kg熟料之間。國內(nèi)的配風(fēng)因設(shè)計單位不同,差異較大,一般在2.2 Nm3/kg熟料以上,有的為2.5 Nm3/kg熟料左右,也有超過3 Nm3/kg熟料的。關(guān)于風(fēng)壓的選擇,隨著大部分窯的增產(chǎn)、余熱發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用以及精細(xì)化操作的需要,客觀上要求篦冷機(jī)必須采用厚料層操作,高溫端料層厚度不能低于800 mm,活動床頭端不能低于600 mm,尾端不能低于400 mm。實際上由于窯產(chǎn)量的大幅提高,大部分廠篦床上的料層厚度也基本處于這個水平,但配置風(fēng)壓卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相應(yīng)的料層。
1.2.4 高溫變形、漏料嚴(yán)重
由于主梁和篦板梁受高溫變形,尤其是在2 500 t/d以上的篦冷機(jī)細(xì)料側(cè)篦板和側(cè)板被燒損、磨損,導(dǎo)致篦板與篦板間、篦板與側(cè)板間間隙增大,漏料嚴(yán)重,影響了其安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.3 機(jī)械方面存在的問題
1.3.1 傳動方面的問題
(1)主、從動軸容易竄軸、偏擺,運(yùn)行不平衡,抖鏈現(xiàn)象嚴(yán)重。
(2)從動軸上加強(qiáng)槽鋼受力負(fù)載大,固定螺栓容易斷裂,有的廠也發(fā)生斷軸的
現(xiàn)象,新安裝的篦冷機(jī)運(yùn)行不到兩年,從動軸斷裂四五次。
(3)從動軸上的動密封裝置失效,起不到密封作用。
(4)導(dǎo)軌、自由輪與導(dǎo)向輪磨損嚴(yán)重,由于高溫熟料的沖刷,支承梁也被燒變形。
1.3.2 篦板梁變形、活動框架梁變形甚至斷裂
由于冷卻效果不好,整個床體經(jīng)受著高溫,所以篦板梁、活動框架梁變形較多,嚴(yán)重時活動框架梁甚至斷裂。若進(jìn)行焊接處理,反而加速了其下次斷裂事故的發(fā)生。框架梁變形斷裂,與安裝精度、設(shè)計選用的材料有關(guān)。許多冷卻機(jī)因大梁的設(shè)計強(qiáng)度偏小或者制造時選材不足,強(qiáng)度富余量不夠,小型篦冷機(jī)框架梁主材一般選用槽鋼型材,實際上它的彈性變形較大,剛度不足。特別是現(xiàn)在窯操作技術(shù)的進(jìn)步,窯產(chǎn)量的大幅提高,這一問題更加嚴(yán)重。篦板梁變形,導(dǎo)致篦冷機(jī)內(nèi)部的活動框架梁變形更嚴(yán)重,在篦冷機(jī)負(fù)荷加重后,有的廠出現(xiàn)整體篦床下沉,尤其是以前設(shè)計的1 000 t/d的篦冷機(jī),在篦床尾端沒有設(shè)計專門的支承梁,而通過從動軸起支承作用,往往造成從動軸頻繁地偏擺甚至斷裂。
1.3.3 熟料高溫影響后續(xù)設(shè)備安全
熟料溫度高不僅會造成篦板被燒穿,梁變形,同時它也會對熟料輸送設(shè)備、配料皮帶秤、膠帶以及水泥磨軸瓦造成了很大的安全隱患,有廠家的篦冷機(jī)后因熟料溫度高、水泥磨軸瓦溫度太高而不能連續(xù)運(yùn)行,甚至每一個半月要燒一條庫底膠帶,系統(tǒng)設(shè)備的長期安全運(yùn)行受到了制約。
以上機(jī)械問題是許多第三代篦冷機(jī)的通病,嚴(yán)重困擾著維修人員,維修人員不得不重點(diǎn)防犯,每遇停窯必須檢查。這種篦冷機(jī)不僅運(yùn)行質(zhì)量不高,資源浪費(fèi)嚴(yán)重,還影響整個系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率,成倍地增加了工人的維修量,也增加了設(shè)備與人員的安全隱患。
2改進(jìn)措施
針對上述第三代篦冷機(jī)的“通病”,我們結(jié)合法國圣達(dá)瀚技術(shù),對這些篦冷機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和升級,均取得了顯著的收效。下面對采取的技術(shù)措施進(jìn)行介紹。
2.1 利用急冷床實現(xiàn)熟料的急冷
急冷床(見圖2)是采用第四代技術(shù)的特點(diǎn),專門為第三代充氣梁技術(shù)進(jìn)行升級改造設(shè)計的,它是一個模塊化的床體,設(shè)計獨(dú)特,無漏灰滲灰,也不會漏風(fēng)竄風(fēng),能讓高壓風(fēng)嚴(yán)格按設(shè)計與實際需要去供風(fēng),使熟料在的溫差下進(jìn)行良好的熱交換。冷卻效率高,急冷效果好,機(jī)械的性高,它既兼顧了第四代篦冷機(jī)供風(fēng)、模塊化的優(yōu)點(diǎn),又適合第三代篦冷機(jī)的改造,不用改變篦冷機(jī)的主體結(jié)構(gòu),是提升第二、三代篦冷機(jī)技術(shù)的途徑。
應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行技改后,二、三次風(fēng)溫升高,熱回收量較一般第三代充氣梁篦冷機(jī)可增加300~500 kJ/kg熟料,篦冷機(jī)熱回收效率達(dá)78%,節(jié)能降耗顯著;在5~6年之內(nèi)不需要維護(hù),五六年之后只需按要求更換篦板就可
2.2 使用低阻力篦板延長使用壽命
低阻力篦板(見圖3)表面分布著凹槽,冷卻風(fēng)是通過接近水平的篦縫進(jìn)入充滿熟料的凹槽,然后通過滯留在槽內(nèi)的熟料間隙朝著熟料的前進(jìn)方向噴吹,不易堵料,不會出現(xiàn)被“吹穿”和風(fēng)“短路”的現(xiàn)象。篦面通風(fēng)冷卻均勻,磨損小,且不易堆雪人,漏料很少,加之篦板經(jīng)特殊熱處理,其壽命在高溫段長達(dá)5年以上,中低溫段長達(dá)4年,提高了整機(jī)乃至窯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
2.3 優(yōu)化篦冷機(jī)的配風(fēng)設(shè)計方案
在篦床的高溫區(qū)配置合適風(fēng)量風(fēng)壓的冷卻風(fēng)是讓對熟料急冷的關(guān)鍵。風(fēng)量取決于料量、料溫;壓力取決于管路系統(tǒng)阻力、篦板阻力、料層阻力以及來料的波動。
優(yōu)化配風(fēng)后,高溫熟料離開前端固定床時,熟料的顏色已經(jīng)由白色變成了暗紅色和黑色,再經(jīng)過20多分鐘活動床上的慢冷過程后,達(dá)到出篦冷機(jī)熟料溫度小于65 ℃+環(huán)境溫度。
為了各冷卻風(fēng)室的氣密性,目前將“氣動雙重鎖風(fēng)閥”(見圖4)技術(shù)用于風(fēng)室與拉鏈機(jī)之間的密封,可以好的解決漏風(fēng)問題。同時采用“金屬絲柔性密封材料” (見圖5)用于風(fēng)室與風(fēng)室之間的密封,好的解決篦冷機(jī)里面竄 風(fēng)、漏風(fēng)等致命問題,使風(fēng)室的分隔效果與高壓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原理相匹配,而且每個風(fēng)室可以靈便獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)壓和風(fēng)量。
可在保持篦冷機(jī)的主體框架結(jié)構(gòu)不變的前提下,對篦冷機(jī)內(nèi)部實施改造,改造篦床與篦板的結(jié)構(gòu)與配置,達(dá)到均料與均風(fēng)以及急冷的效果,解決冷卻效能的瓶頸問題,改造成本低,性價比高。
3改造后的效果對比
改造后取得了顯著效果,主要體現(xiàn)在節(jié)能降耗、提高產(chǎn)量和質(zhì)量、提高機(jī)械的的性、提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率、降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等方面。效果對比見表1。
根據(jù)我國水泥生產(chǎn)線上用得比較廣的第三代充氣梁篦冷機(jī)的通病,有針對性地選用急冷床、低阻力篦板、新型的密封和鎖風(fēng)配件,優(yōu)化篦冷機(jī)的配風(fēng),提高篦冷機(jī)的單位面積冷卻效率。實踐證明,采用這些技術(shù)對第三代充氣梁篦冷機(jī)進(jìn)行改造,是較好的投資少、見效快的方法。