摘要：文章分析了目前運行在水泥熟料生產(chǎn)線上的篦冷機的現(xiàn)狀和存在的諸多問題，提出了針對解決的一系列新技術(shù)措施，并介紹了創(chuàng)新技術(shù)在篦冷機升級改造中的應(yīng)用成果。
關(guān)鍵詞：篦冷機現(xiàn)狀、創(chuàng)新技術(shù)、應(yīng)用成果
一、 篦冷機技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
篦冷機作為水泥熟料燒成系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，從上世紀(jì)30年代中期第一臺誕生至今，經(jīng)歷了幾代發(fā)展。作為熟料冷卻設(shè)備，其技術(shù)性能是否優(yōu)越和運轉(zhuǎn)是否可靠直接影響燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量、能耗、運轉(zhuǎn)率，熟料質(zhì)量乃至系統(tǒng)的穩(wěn)定操作和節(jié)能降耗，因此性能優(yōu)良的篦冷機對水泥燒成系統(tǒng)是很重要的。
目前國內(nèi)運行在新型干法熟料生產(chǎn)線上的篦冷機大多是上世紀(jì)90年代中期開始推廣使用的第三代技術(shù)(充氣梁技術(shù))。隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對水泥燒成系統(tǒng)至關(guān)重要的篦冷機卻逐漸顯露出不適應(yīng)態(tài)勢(包括第三代)，出現(xiàn)了很多問題，而且愈是大型化問題愈是明顯。首先是“紅河”問題，尤其是大型篦冷機“紅河”尤為嚴(yán)重。由此導(dǎo)致：熱回收效率和二次風(fēng)溫偏低且不穩(wěn)定、熟料冷卻效果差、能耗高、設(shè)備故障多發(fā)、運轉(zhuǎn)率低等;其次是耐熱鋼消耗大的問題、“串軸”問題、隔墻密封易失效問題、軸密封拆裝和更換不便問題、活動風(fēng)管壽命短問題等等。
二、 篦冷機的創(chuàng)新技術(shù)
1. “流量控制閥”技術(shù)——針對解決“紅河”問題
1)“紅河”的危害
所謂“紅河”是指：在篦床上熟料層的細(xì)料側(cè),從進(jìn)料至出料呈現(xiàn)一條高溫熟料紅料帶。
“紅河”不僅使熟料得不到急冷和充分的熱交換，而且直接導(dǎo)致燒篦板，此現(xiàn)象在新型干法窯上尤其明顯。一旦有篦板損壞，部分高溫熟料就會通過篦板損壞處落入篦下風(fēng)室內(nèi)，易使篦床下的大梁和風(fēng)室的密封板和料斗下閥門等部件受熱變形造成冷風(fēng)漏向機外或在篦下各室之間相互串風(fēng)，此時，熟料得不到冷卻，設(shè)備陷入癱瘓，必須停機、停窯進(jìn)行檢修?？傊?，“紅河”是造成篦冷機熱回收效率低、冷卻效率差、能耗高、耐熱鋼消耗大、設(shè)備故障多發(fā)、運轉(zhuǎn)率低的主要原因，并且會影響到熟料輸送、儲存、粉磨和水泥性能等。
“紅河”的危害還在于它的普遍性和難以根除性。
2)“紅河”產(chǎn)生的原因
“紅河”的起因主要是因為篦床上料層粗細(xì)顆粒分布不均引起的。
由于窯的回轉(zhuǎn)作用，熟料從窯頭落至篦床上時形成一側(cè)細(xì)料集中，另一側(cè)粗料集中。當(dāng)窯速較快且窯內(nèi)細(xì)熟料較多時，細(xì)料集中在一側(cè)的現(xiàn)象尤為明顯。由于細(xì)料層透風(fēng)阻力大，冷風(fēng)較多地透過阻力低的粗料層，出現(xiàn)風(fēng)“短路”，此時細(xì)料層表面呈高溫紅色，形成一條從冷卻機進(jìn)料口至出料口的紅熱熟料帶，俗稱“紅河”。
3)“流量控制閥”技術(shù)消除“紅河”
人們嘗試用各種辦法解決“紅河”問題，一是從原料性能和熱工操作上解決，使窯內(nèi)熟料結(jié)粒均勻，但各廠生產(chǎn)受種種條件的制約，很難做到;二是人們嘗試保證篦床熟料均勻分布，為此，曾經(jīng)采用各種方法，包括集料槽、江心島、分料板等，但都難以達(dá)到熟料均勻分布的目的;三是采用充氣梁技術(shù)來減緩“紅河”，但對大型篦冷機意義不大。
現(xiàn)在，我們用“流量控制閥”技術(shù)根除“紅河”。被安裝在每塊篦板下面的“流量控制閥”能夠根據(jù)篦床上的熟料分布情況自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，消除因料層顆粒不均帶來的影響，使冷卻風(fēng)均勻地通過整個熟料層，從而徹底消除“紅河”。
2. 采用抗漏料低耗篦板和盲板等措施——針對解決“耐熱鋼消耗大”的問題(生產(chǎn)成本高)
篦冷機普遍存在 “耐熱鋼消耗大”的問題。冷卻能力在2000噸/日的篦冷機耐熱鋼消耗約為30 噸/年左右(5000噸/日消耗約為75 噸/年左右)，且篦冷機80%的維修成本用于篦板的更換(耐熱鋼消耗)，而且因頻繁地更換會影響設(shè)備運轉(zhuǎn)率。
篦冷機的耐熱鋼消耗主要是指篦板和盲板的消耗，一是因篦板和盲板的磨損而產(chǎn)生消耗;二是因篦冷機 “紅河”事故而“燒篦板”產(chǎn)生消耗。
引起篦板和盲板磨損的因素有：1)熟料卸料區(qū)域篦板上部受到?jīng)_蝕磨損;2)通常篦板上部受熱較下部強烈，傳統(tǒng)篦板的上部向下彎曲變形造成漏料增加和磨損;3)傳統(tǒng)設(shè)計中，篦板間隙(2～4mm)和重疊間隙(3.5～5.5 mm)較大，易產(chǎn)生漏料和磨損，磨損又使間隙加大，且因間隙設(shè)計不可調(diào)，產(chǎn)生更大的漏料和磨損，如此惡性循環(huán)。4)傳統(tǒng)設(shè)計的盲板側(cè)間隙一般在4～8mm，此間隙設(shè)計不可調(diào)，此處產(chǎn)生嚴(yán)重的漏料和磨損，是耐熱鋼消耗的主要部分。
除此之外，還有一個重要因素影響耐熱鋼消耗。傳統(tǒng)設(shè)計的篦板和盲板通常為整體結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)篦板和盲板任何部位的磨損到一定程度時，都要進(jìn)行整體更換，而換掉部分也包括未磨損部分(占整體75%)，此部分都被廢棄掉了，造成耐熱鋼浪費極大，這就是造成耐熱鋼消耗大的原因之一。
采用下面技術(shù)措施解決“耐熱鋼消耗大”的問題
a. 采用高效低耗篦板。高效低耗篦板的設(shè)計特點是“分體插片式可調(diào)結(jié)構(gòu)”。此篦板與傳統(tǒng)篦板比在抗磨損、降低消耗方面具有明顯優(yōu)勢。(1)采用適應(yīng)熱應(yīng)力需要的新設(shè)計，可消除篦板彎曲，避免漏料增加和磨損;(2)設(shè)計迷宮式的篦板間隙(1mm左右)，減少漏料和磨損;(3)設(shè)計篦縫1.5mm，控制氣流分布，改善冷卻效果;(4)篦板磨損部位設(shè)計成插片結(jié)構(gòu)，磨損后的篦板不需要整體更換，只需更換局部磨損件，更換件占篦板10～30%?？山档湍蜔徜撓?0%以上;(5)設(shè)計“前端推料板”作為可調(diào)節(jié)件，可保證篦板重疊間隙始終為1mm左右，減少磨損和漏料。
b. 采用抗漏料低耗盲板(橋型低耗盲板)。設(shè)計特點是“分體式可調(diào)結(jié)構(gòu)”。與傳統(tǒng)的盲板比較具有如下特點：(1)盲板側(cè)間隙可控在2 mm，從而使盲板漏料及磨損減少90%左右，整個篦床漏料減少60%～70%;(2)當(dāng)盲板磨損后需要更換時,只需更換磨損部件，這部分只占盲板總重的25%左右，且選用耐磨材料制作，可降低盲板消耗75%。
c. 采用“流量控制閥”新技術(shù)消除“紅河”、避免篦板損壞。
3. 采用限位擋輪裝置、限位卡套等技術(shù)——針對解決篦冷機“串軸”問題
1)“串軸”的危害
采用機械傳動形式的傳統(tǒng)篦冷機，大多存在“竄軸”問題。“竄軸”是指曲軸或滑塊軸在篦冷機運行中作橫向移動，俗稱“竄軸”。曲軸“竄軸”使活動篦床產(chǎn)生的橫向力而造成篦床“跑偏”，結(jié)果是一側(cè)加劇磨損，另一側(cè)嚴(yán)重漏料;滑塊軸“竄軸”則導(dǎo)致軸密封嚴(yán)重?fù)p壞。
2)分析“串軸”原因
一是安裝期間軸的水平度沒能達(dá)到要求使傳動軸受到軸向力的作用而發(fā)生竄動。有些企業(yè)也曾經(jīng)檢測過軸的水平度，認(rèn)為相差不大，殊不知每天傳動軸要往復(fù)運動近17000次，日積月累影響就很大了。二是由于發(fā)生事故后，篦板梁和活動框架受熱變形(彎曲、傾斜)造成傳動軸產(chǎn)生軸向力而發(fā)生“串軸”;三是由于連桿兩端選用的都是向心軸承，傳動軸缺少一組線性定位副，軸兩側(cè)不同步很容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)位移使軸受到軸向力作用而發(fā)生“串軸”。
3)采取下面技術(shù)措施解決篦冷機的“串軸”問題
要想“串軸”少發(fā)生，除了保證安裝精度和避免發(fā)生事故外，還要采取以下技術(shù)措施：
a. 采用曲軸限位擋輪裝置加裝在曲軸上。避免曲軸軸向位移;
b. 采用夾塊軸限位卡套加裝在滑塊軸上，避免軸與夾塊的相對位移;
c. 傳動連桿一端采用滑動軸承，另一端采用調(diào)心滾動軸承，有效地防止傳動軸的偏轉(zhuǎn)。
4. 采用補償式隔墻密封裝置——針對解決篦冷機“隔墻密封易失效” 的問題
隔墻密封裝置是具有保證每個風(fēng)室風(fēng)壓功能的重要部件，它的可靠性往往直接影響到整個篦冷機的冷卻效果。以往常用的是幾十年前引進(jìn)的一種疊片摩擦的形式，這種結(jié)構(gòu)在新安裝短時間內(nèi)，使用效果還可以，但當(dāng)有活動框架跑偏時，磨損就會很快地使密封失效，導(dǎo)致篦下各室之間相互串風(fēng)。
采用補償式隔墻密封裝置解決“隔墻密封易失效”的問題。補償式隔墻密封是利用彈性壓片的方式保證密封摩擦片始終與活動框架密封箱緊密貼合，確保不失效、密封可靠，從而大大延長使用壽命。
5. 采用分體式軸密封裝置——針對解決篦冷機“軸密封拆裝和更換不便” 的問題
篦冷機軸密封裝置安裝于下部殼體外側(cè)，起滑塊軸和殼體之間密封的作用，防止冷卻風(fēng)漏向機外。傳統(tǒng)設(shè)計中，軸密封裝置為整體結(jié)構(gòu)形式，在檢修更換密封摩擦片(易損件)時,需要把連桿及外托輪裝置拆卸后才可以更換，費時費力。
采用分體式軸密封裝置解決“軸密封拆裝和更換不便”的問題。分體式軸密封裝置設(shè)計為左右、上下分體式結(jié)構(gòu)，在檢修需要更換其中的易損件時，無須拆卸連桿及外托輪裝置就可以方便的進(jìn)行，省時省力，并且分體式軸密封采用滾動壓緊密封形式，大大延長其使用壽命。
6. 采用“風(fēng)量自調(diào)節(jié)篦板梁”技術(shù)——針對解決“活動風(fēng)管壽命短” 的問題
目前運行在生產(chǎn)線上的篦冷機大多為充氣梁技術(shù)的三代篦冷機。其供風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，分別由活動風(fēng)管、固定風(fēng)管、充氣篦板梁等組成，料層所需的冷風(fēng)由風(fēng)機通過風(fēng)管、充氣梁及篦板提供?；顒语L(fēng)管使用壽命短(不超過半年)、故障頻繁、易失效往往給生產(chǎn)帶來很多麻煩和損失。如磨擦密封形式的活動風(fēng)管因磨擦密封失效，造成風(fēng)管漏風(fēng)，使充氣梁供風(fēng)不能正常進(jìn)行;波紋管形式的活動風(fēng)管更是因波紋管的壽命短影響充氣梁供風(fēng);萬向節(jié)形式的活動風(fēng)管的使用，因冷卻機篦下空間狹小不僅限制其使用而且也給檢修帶來了不便和人員危險。為了解決活動風(fēng)管壽命短的問題，人們想了很多辦法，但結(jié)果都難以令人滿意。
解決“活動風(fēng)管問題”最有效的辦法是：用“風(fēng)量自調(diào)節(jié)篦板梁”取代充氣篦板梁，進(jìn)而采用風(fēng)室供風(fēng)取代充氣梁風(fēng)管供風(fēng)。由于“風(fēng)量自調(diào)節(jié)篦板梁”內(nèi)置“流量控制閥”，不僅能夠自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量避免產(chǎn)生“紅河”，而且因其采用風(fēng)室供風(fēng)，徹底避免了活動風(fēng)管的麻煩。
三、 篦冷機創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用
篦冷機創(chuàng)新技術(shù)在許多企業(yè)中得到成功應(yīng)用。下面簡單介紹創(chuàng)新技術(shù)在魯南、曲阜、淄博三家水泥生產(chǎn)企業(yè)技改中的應(yīng)用成果。
1.三家企業(yè)技改前情況
魯南：2條2000t/d生產(chǎn)線始建于1987年4月，原有兩臺篦冷機是富樂二代產(chǎn)品，2000年前后進(jìn)行過一次改造，效果不理想;
曲阜：2條2500t/d生產(chǎn)線始建于2003年前后，原有兩臺篦冷機是第三代產(chǎn)品;
淄博：1條5500t/d生產(chǎn)線，原有篦冷機是第三代產(chǎn)品;
三家企業(yè)由于當(dāng)時的工藝和裝備制造水平以及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的局限性，煤耗;電耗;生產(chǎn)成本和粉塵排放等主要指標(biāo)與目前同規(guī)模的生產(chǎn)線相比已嚴(yán)重落后，篦冷機在使用過程中暴露出許多問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)生產(chǎn)要求，主要表現(xiàn)以下幾方面：
1) 冷卻效果差，熟料出料溫度高。出料溫度平均達(dá)230℃以上，其中20%為紅料。由于出料溫度高，嚴(yán)重影響了熟料鏈斗輸送機及后續(xù)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn);
2) 設(shè)備事故頻發(fā)，造成生產(chǎn)線頻繁停機，直接影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行;
3) 篦板等易磨易損件(耐熱鋼)消耗大，平均年消耗為75～30噸;
4) 生產(chǎn)能力滿足不了系統(tǒng)要求，制約生產(chǎn)線生產(chǎn)能力的發(fā)揮;
5) “紅河”現(xiàn)象嚴(yán)重;
6) 運轉(zhuǎn)率低，85%以下;
7) 熟料熱耗高，魯南廠熟料熱耗3966KJ/Kg，折合標(biāo)準(zhǔn)煤耗高達(dá)135Kg/t;(引用參考文獻(xiàn)1)
8) 能耗高，每噸熟料電耗大多在8度以上;
2.采用一系列新技術(shù)措施對三家企業(yè)原有篦冷機進(jìn)行全面升級改造
1) 篦床采用“流量控制閥”技術(shù)。在每塊篦板下面加裝一組 “流量控制閥”自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，針對解決“紅河”問題，以期達(dá)到強化冷卻效果、穩(wěn)定熱回收、提高運行可靠性等目的;
2) 采用風(fēng)室供風(fēng)形式取代充氣風(fēng)管供風(fēng)系統(tǒng)，針對解決因活動風(fēng)管故障率高、壽命短而帶來的麻煩;
3) 減少風(fēng)機數(shù)量和單位熟料冷卻風(fēng)用量，解決能耗大的問題;
4) 采用高效低耗篦板和低耗盲板，針對解決“耐熱鋼消耗大”的問題;
5) 采用補償式隔墻密封，針對解決隔墻密封易失效的問題;
6) 采用分體式軸密封，針對解決篦冷機“軸密封拆裝和更換不便” 的問題;
7) 破碎機采用新型的錘頭和錘銷結(jié)構(gòu)，延長使用壽命。
3. 三家企業(yè)技改后性能指標(biāo)和效果
技改完成并投入生產(chǎn)運行結(jié)果表明，三家企業(yè)篦冷機各項技術(shù)性能指標(biāo)得到很大提升，達(dá)到并超過技改目標(biāo)，尤其是改造后節(jié)能降耗效果顯著，以魯南為例，按使用一臺3200t/d篦冷機產(chǎn)品計算，年節(jié)電64萬度;耐熱鋼(Ni、Cr)消耗量減少了70～75%，每更換周期耐熱鋼減少消耗15t左右，約折合人民幣60萬元。
改造前后性能指標(biāo)對比如下：
1) 冷卻能力提高。單位面積冷卻能力由35%～43% t/d.m2提高至45～50t/d.m2。魯南：由2000 t/d提高至3200 t/d;曲阜：由2500 t/d提高至3200 t/d;淄博：由5500 t/d提高至5800 t/d。
2) 冷卻效果好。出料溫度由200℃+環(huán)境溫度降至60℃+環(huán)境溫度?！叭债a(chǎn)3000t時篦冷機出口<25mm未經(jīng)破碎的熟料完全可以手拿”。(引用參考文獻(xiàn)1)
3) 二次風(fēng)溫穩(wěn)定在1100℃以上。“二次風(fēng)溫達(dá)到1110℃以上，三次風(fēng)溫達(dá)到860℃左右，窯頭廢氣溫度達(dá)到270℃以下。(引用參考文獻(xiàn)1)
4) 無“紅河”現(xiàn)象?！懊繅K充氣篦板帶自調(diào)節(jié)閥門,控制篦板通風(fēng)量，有效地消除了“紅河”現(xiàn)象”。(引用參考文獻(xiàn)1)
5) 運轉(zhuǎn)率提高，由85%提高到98%。耐熱鋼消耗量大大降低，淄博：由75噸/年 降至15噸/年;魯南、曲阜：由30噸/年 降至5噸/年。篦板、盲板的壽命大為提高，魯南廠改造后運行兩年，僅更換5塊篦板?，F(xiàn)場查看篦板、盲板磨損量很小，篦板和盲板使用壽命達(dá)2年以上。(引用參考文獻(xiàn)2、3、4)
6) 熟料風(fēng)耗降低，每千克熟料用風(fēng)量由原來的2.5Nm3左右降低到2.0 Nm3左右。
7) 每臺篦冷機冷卻風(fēng)機用量減少，魯南、曲阜：由11臺 降至9臺;淄博：由14臺 降至11臺。
8) 熟料電耗降低，魯南：電耗由8.484度/噸熟料 降至7.815度/噸熟料; 曲阜：電耗由8.083度/噸熟料 降至7.815度/噸熟料。(引用參考文獻(xiàn)2、3)
9) 熟料熱耗降低，魯南：由3966kJ/Kg降至3260kJ/Kg;標(biāo)準(zhǔn)煤耗由135Kg/t降至109Kg/t，達(dá)到山東省2012年水泥企業(yè)可比熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗112 Kg/t的限額要求。(引用參考文獻(xiàn)1)
結(jié)束語：篦冷機一系列的技術(shù)創(chuàng)新不僅體現(xiàn)了國內(nèi)篦冷機設(shè)計領(lǐng)域不斷提高的技術(shù)水平，而且也因其獨有的技術(shù)特點成為目前篦冷機升級改造的首選，同時對于我國水泥熟料生產(chǎn)領(lǐng)域真正實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)、擺脫先進(jìn)設(shè)備依賴進(jìn)口、提高國際竟?fàn)幜Φ染哂兄匾饬x。
主要參考文獻(xiàn)
1. 《水泥》2011.N0.2. 題目：Φ4mx60m生產(chǎn)線節(jié)能減排技術(shù)改造 P30作者：于維明
2. 《設(shè)備使用報告》曲阜水泥有限公司2012年11月1日
3. 《設(shè)備使用報告》魯南水泥有限公司2012年10月25日
4. 《設(shè)備使用報告》淄博水泥有限公司2012年11月1日
作者姓名：那偉君
單位名稱：沈陽沈新水泥機械有限公司
電話：18602411709 024-86373598
傳真：024-86373398
郵箱：843918168@qq.com
單位地址：沈陽于洪區(qū)紅旗臺大興村
郵編:110141
摘要：文章分析了目前運行在水泥熟料生產(chǎn)線上的篦冷機的現(xiàn)狀和存在的諸多問題，提出了針對解決的一系列新技術(shù)措施，并介紹了創(chuàng)新技術(shù)在篦冷機升級改造中的應(yīng)用成果。
關(guān)鍵詞：篦冷機現(xiàn)狀、創(chuàng)新技術(shù)、應(yīng)用成果
一、 篦冷機技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
篦冷機作為水泥熟料燒成系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，從上世紀(jì)30年代中期第一臺誕生至今，經(jīng)歷了幾代發(fā)展。作為熟料冷卻設(shè)備，其技術(shù)性能是否優(yōu)越和運轉(zhuǎn)是否可靠直接影響燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量、能耗、運轉(zhuǎn)率，熟料質(zhì)量乃至系統(tǒng)的穩(wěn)定操作和節(jié)能降耗，因此性能優(yōu)良的篦冷機對水泥燒成系統(tǒng)是很重要的。
目前國內(nèi)運行在新型干法熟料生產(chǎn)線上的篦冷機大多是上世紀(jì)90年代中期開始推廣使用的第三代技術(shù)(充氣梁技術(shù))。隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對水泥燒成系統(tǒng)至關(guān)重要的篦冷機卻逐漸顯露出不適應(yīng)態(tài)勢(包括第三代)，出現(xiàn)了很多問題，而且愈是大型化問題愈是明顯。首先是“紅河”問題，尤其是大型篦冷機“紅河”尤為嚴(yán)重。由此導(dǎo)致：熱回收效率和二次風(fēng)溫偏低且不穩(wěn)定、熟料冷卻效果差、能耗高、設(shè)備故障多發(fā)、運轉(zhuǎn)率低等;其次是耐熱鋼消耗大的問題、“串軸”問題、隔墻密封易失效問題、軸密封拆裝和更換不便問題、活動風(fēng)管壽命短問題等等。
二、 篦冷機的創(chuàng)新技術(shù)
1. “流量控制閥”技術(shù)——針對解決“紅河”問題
1)“紅河”的危害
所謂“紅河”是指：在篦床上熟料層的細(xì)料側(cè),從進(jìn)料至出料呈現(xiàn)一條高溫熟料紅料帶。
“紅河”不僅使熟料得不到急冷和充分的熱交換，而且直接導(dǎo)致燒篦板，此現(xiàn)象在新型干法窯上尤其明顯。一旦有篦板損壞，部分高溫熟料就會通過篦板損壞處落入篦下風(fēng)室內(nèi)，易使篦床下的大梁和風(fēng)室的密封板和料斗下閥門等部件受熱變形造成冷風(fēng)漏向機外或在篦下各室之間相互串風(fēng)，此時，熟料得不到冷卻，設(shè)備陷入癱瘓，必須停機、停窯進(jìn)行檢修。總之，“紅河”是造成篦冷機熱回收效率低、冷卻效率差、能耗高、耐熱鋼消耗大、設(shè)備故障多發(fā)、運轉(zhuǎn)率低的主要原因，并且會影響到熟料輸送、儲存、粉磨和水泥性能等。
“紅河”的危害還在于它的普遍性和難以根除性。
2)“紅河”產(chǎn)生的原因
“紅河”的起因主要是因為篦床上料層粗細(xì)顆粒分布不均引起的。
由于窯的回轉(zhuǎn)作用，熟料從窯頭落至篦床上時形成一側(cè)細(xì)料集中，另一側(cè)粗料集中。當(dāng)窯速較快且窯內(nèi)細(xì)熟料較多時，細(xì)料集中在一側(cè)的現(xiàn)象尤為明顯。由于細(xì)料層透風(fēng)阻力大，冷風(fēng)較多地透過阻力低的粗料層，出現(xiàn)風(fēng)“短路”，此時細(xì)料層表面呈高溫紅色，形成一條從冷卻機進(jìn)料口至出料口的紅熱熟料帶，俗稱“紅河”。
3)“流量控制閥”技術(shù)消除“紅河”
人們嘗試用各種辦法解決“紅河”問題，一是從原料性能和熱工操作上解決，使窯內(nèi)熟料結(jié)粒均勻，但各廠生產(chǎn)受種種條件的制約，很難做到;二是人們嘗試保證篦床熟料均勻分布，為此，曾經(jīng)采用各種方法，包括集料槽、江心島、分料板等，但都難以達(dá)到熟料均勻分布的目的;三是采用充氣梁技術(shù)來減緩“紅河”，但對大型篦冷機意義不大。
現(xiàn)在，我們用“流量控制閥”技術(shù)根除“紅河”。被安裝在每塊篦板下面的“流量控制閥”能夠根據(jù)篦床上的熟料分布情況自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，消除因料層顆粒不均帶來的影響，使冷卻風(fēng)均勻地通過整個熟料層，從而徹底消除“紅河”。
2. 采用抗漏料低耗篦板和盲板等措施——針對解決“耐熱鋼消耗大”的問題(生產(chǎn)成本高)
篦冷機普遍存在 “耐熱鋼消耗大”的問題。冷卻能力在2000噸/日的篦冷機耐熱鋼消耗約為30 噸/年左右(5000噸/日消耗約為75 噸/年左右)，且篦冷機80%的維修成本用于篦板的更換(耐熱鋼消耗)，而且因頻繁地更換會影響設(shè)備運轉(zhuǎn)率。
篦冷機的耐熱鋼消耗主要是指篦板和盲板的消耗，一是因篦板和盲板的磨損而產(chǎn)生消耗;二是因篦冷機 “紅河”事故而“燒篦板”產(chǎn)生消耗。
引起篦板和盲板磨損的因素有：1)熟料卸料區(qū)域篦板上部受到?jīng)_蝕磨損;2)通常篦板上部受熱較下部強烈，傳統(tǒng)篦板的上部向下彎曲變形造成漏料增加和磨損;3)傳統(tǒng)設(shè)計中，篦板間隙(2～4mm)和重疊間隙(3.5～5.5 mm)較大，易產(chǎn)生漏料和磨損，磨損又使間隙加大，且因間隙設(shè)計不可調(diào)，產(chǎn)生更大的漏料和磨損，如此惡性循環(huán)。4)傳統(tǒng)設(shè)計的盲板側(cè)間隙一般在4～8mm，此間隙設(shè)計不可調(diào)，此處產(chǎn)生嚴(yán)重的漏料和磨損，是耐熱鋼消耗的主要部分。
除此之外，還有一個重要因素影響耐熱鋼消耗。傳統(tǒng)設(shè)計的篦板和盲板通常為整體結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)篦板和盲板任何部位的磨損到一定程度時，都要進(jìn)行整體更換，而換掉部分也包括未磨損部分(占整體75%)，此部分都被廢棄掉了，造成耐熱鋼浪費極大，這就是造成耐熱鋼消耗大的原因之一。
采用下面技術(shù)措施解決“耐熱鋼消耗大”的問題
a. 采用高效低耗篦板。高效低耗篦板的設(shè)計特點是“分體插片式可調(diào)結(jié)構(gòu)”。此篦板與傳統(tǒng)篦板比在抗磨損、降低消耗方面具有明顯優(yōu)勢。(1)采用適應(yīng)熱應(yīng)力需要的新設(shè)計，可消除篦板彎曲，避免漏料增加和磨損;(2)設(shè)計迷宮式的篦板間隙(1mm左右)，減少漏料和磨損;(3)設(shè)計篦縫1.5mm，控制氣流分布，改善冷卻效果;(4)篦板磨損部位設(shè)計成插片結(jié)構(gòu)，磨損后的篦板不需要整體更換，只需更換局部磨損件，更換件占篦板10～30%?？山档湍蜔徜撓?0%以上;(5)設(shè)計“前端推料板”作為可調(diào)節(jié)件，可保證篦板重疊間隙始終為1mm左右，減少磨損和漏料。
b. 采用抗漏料低耗盲板(橋型低耗盲板)。設(shè)計特點是“分體式可調(diào)結(jié)構(gòu)”。與傳統(tǒng)的盲板比較具有如下特點：(1)盲板側(cè)間隙可控在2 mm，從而使盲板漏料及磨損減少90%左右，整個篦床漏料減少60%～70%;(2)當(dāng)盲板磨損后需要更換時,只需更換磨損部件，這部分只占盲板總重的25%左右，且選用耐磨材料制作，可降低盲板消耗75%。
c. 采用“流量控制閥”新技術(shù)消除“紅河”、避免篦板損壞。
3. 采用限位擋輪裝置、限位卡套等技術(shù)——針對解決篦冷機“串軸”問題
1)“串軸”的危害
采用機械傳動形式的傳統(tǒng)篦冷機，大多存在“竄軸”問題。“竄軸”是指曲軸或滑塊軸在篦冷機運行中作橫向移動，俗稱“竄軸”。曲軸“竄軸”使活動篦床產(chǎn)生的橫向力而造成篦床“跑偏”，結(jié)果是一側(cè)加劇磨損，另一側(cè)嚴(yán)重漏料;滑塊軸“竄軸”則導(dǎo)致軸密封嚴(yán)重?fù)p壞。
2)分析“串軸”原因
一是安裝期間軸的水平度沒能達(dá)到要求使傳動軸受到軸向力的作用而發(fā)生竄動。有些企業(yè)也曾經(jīng)檢測過軸的水平度，認(rèn)為相差不大，殊不知每天傳動軸要往復(fù)運動近17000次，日積月累影響就很大了。二是由于發(fā)生事故后，篦板梁和活動框架受熱變形(彎曲、傾斜)造成傳動軸產(chǎn)生軸向力而發(fā)生“串軸”;三是由于連桿兩端選用的都是向心軸承，傳動軸缺少一組線性定位副，軸兩側(cè)不同步很容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)位移使軸受到軸向力作用而發(fā)生“串軸”。
3)采取下面技術(shù)措施解決篦冷機的“串軸”問題
要想“串軸”少發(fā)生，除了保證安裝精度和避免發(fā)生事故外，還要采取以下技術(shù)措施：
a. 采用曲軸限位擋輪裝置加裝在曲軸上。避免曲軸軸向位移;
b. 采用夾塊軸限位卡套加裝在滑塊軸上，避免軸與夾塊的相對位移;
c. 傳動連桿一端采用滑動軸承，另一端采用調(diào)心滾動軸承，有效地防止傳動軸的偏轉(zhuǎn)。
4. 采用補償式隔墻密封裝置——針對解決篦冷機“隔墻密封易失效” 的問題
隔墻密封裝置是具有保證每個風(fēng)室風(fēng)壓功能的重要部件，它的可靠性往往直接影響到整個篦冷機的冷卻效果。以往常用的是幾十年前引進(jìn)的一種疊片摩擦的形式，這種結(jié)構(gòu)在新安裝短時間內(nèi)，使用效果還可以，但當(dāng)有活動框架跑偏時，磨損就會很快地使密封失效，導(dǎo)致篦下各室之間相互串風(fēng)。
采用補償式隔墻密封裝置解決“隔墻密封易失效”的問題。補償式隔墻密封是利用彈性壓片的方式保證密封摩擦片始終與活動框架密封箱緊密貼合，確保不失效、密封可靠，從而大大延長使用壽命。
5. 采用分體式軸密封裝置——針對解決篦冷機“軸密封拆裝和更換不便” 的問題
篦冷機軸密封裝置安裝于下部殼體外側(cè)，起滑塊軸和殼體之間密封的作用，防止冷卻風(fēng)漏向機外。傳統(tǒng)設(shè)計中，軸密封裝置為整體結(jié)構(gòu)形式，在檢修更換密封摩擦片(易損件)時,需要把連桿及外托輪裝置拆卸后才可以更換，費時費力。
采用分體式軸密封裝置解決“軸密封拆裝和更換不便”的問題。分體式軸密封裝置設(shè)計為左右、上下分體式結(jié)構(gòu)，在檢修需要更換其中的易損件時，無須拆卸連桿及外托輪裝置就可以方便的進(jìn)行，省時省力，并且分體式軸密封采用滾動壓緊密封形式，大大延長其使用壽命。
6. 采用“風(fēng)量自調(diào)節(jié)篦板梁”技術(shù)——針對解決“活動風(fēng)管壽命短” 的問題
目前運行在生產(chǎn)線上的篦冷機大多為充氣梁技術(shù)的三代篦冷機。其供風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，分別由活動風(fēng)管、固定風(fēng)管、充氣篦板梁等組成，料層所需的冷風(fēng)由風(fēng)機通過風(fēng)管、充氣梁及篦板提供?；顒语L(fēng)管使用壽命短(不超過半年)、故障頻繁、易失效往往給生產(chǎn)帶來很多麻煩和損失。如磨擦密封形式的活動風(fēng)管因磨擦密封失效，造成風(fēng)管漏風(fēng)，使充氣梁供風(fēng)不能正常進(jìn)行;波紋管形式的活動風(fēng)管更是因波紋管的壽命短影響充氣梁供風(fēng);萬向節(jié)形式的活動風(fēng)管的使用，因冷卻機篦下空間狹小不僅限制其使用而且也給檢修帶來了不便和人員危險。為了解決活動風(fēng)管壽命短的問題，人們想了很多辦法，但結(jié)果都難以令人滿意。
解決“活動風(fēng)管問題”最有效的辦法是：用“風(fēng)量自調(diào)節(jié)篦板梁”取代充氣篦板梁，進(jìn)而采用風(fēng)室供風(fēng)取代充氣梁風(fēng)管供風(fēng)。由于“風(fēng)量自調(diào)節(jié)篦板梁”內(nèi)置“流量控制閥”，不僅能夠自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量避免產(chǎn)生“紅河”，而且因其采用風(fēng)室供風(fēng)，徹底避免了活動風(fēng)管的麻煩。
三、 篦冷機創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用
篦冷機創(chuàng)新技術(shù)在許多企業(yè)中得到成功應(yīng)用。下面簡單介紹創(chuàng)新技術(shù)在魯南、曲阜、淄博三家水泥生產(chǎn)企業(yè)技改中的應(yīng)用成果。
1.三家企業(yè)技改前情況
魯南：2條2000t/d生產(chǎn)線始建于1987年4月，原有兩臺篦冷機是富樂二代產(chǎn)品，2000年前后進(jìn)行過一次改造，效果不理想;
曲阜：2條2500t/d生產(chǎn)線始建于2003年前后，原有兩臺篦冷機是第三代產(chǎn)品;
淄博：1條5500t/d生產(chǎn)線，原有篦冷機是第三代產(chǎn)品;
三家企業(yè)由于當(dāng)時的工藝和裝備制造水平以及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的局限性，煤耗;電耗;生產(chǎn)成本和粉塵排放等主要指標(biāo)與目前同規(guī)模的生產(chǎn)線相比已嚴(yán)重落后，篦冷機在使用過程中暴露出許多問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)生產(chǎn)要求，主要表現(xiàn)以下幾方面：
1) 冷卻效果差，熟料出料溫度高。出料溫度平均達(dá)230℃以上，其中20%為紅料。由于出料溫度高，嚴(yán)重影響了熟料鏈斗輸送機及后續(xù)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn);
2) 設(shè)備事故頻發(fā)，造成生產(chǎn)線頻繁停機，直接影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行;
3) 篦板等易磨易損件(耐熱鋼)消耗大，平均年消耗為75～30噸;
4) 生產(chǎn)能力滿足不了系統(tǒng)要求，制約生產(chǎn)線生產(chǎn)能力的發(fā)揮;
5) “紅河”現(xiàn)象嚴(yán)重;
6) 運轉(zhuǎn)率低，85%以下;
7) 熟料熱耗高，魯南廠熟料熱耗3966KJ/Kg，折合標(biāo)準(zhǔn)煤耗高達(dá)135Kg/t;(引用參考文獻(xiàn)1)
8) 能耗高，每噸熟料電耗大多在8度以上;
2.采用一系列新技術(shù)措施對三家企業(yè)原有篦冷機進(jìn)行全面升級改造
1) 篦床采用“流量控制閥”技術(shù)。在每塊篦板下面加裝一組 “流量控制閥”自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，針對解決“紅河”問題，以期達(dá)到強化冷卻效果、穩(wěn)定熱回收、提高運行可靠性等目的;
2) 采用風(fēng)室供風(fēng)形式取代充氣風(fēng)管供風(fēng)系統(tǒng)，針對解決因活動風(fēng)管故障率高、壽命短而帶來的麻煩;
3) 減少風(fēng)機數(shù)量和單位熟料冷卻風(fēng)用量，解決能耗大的問題;
4) 采用高效低耗篦板和低耗盲板，針對解決“耐熱鋼消耗大”的問題;
5) 采用補償式隔墻密封，針對解決隔墻密封易失效的問題;
6) 采用分體式軸密封，針對解決篦冷機“軸密封拆裝和更換不便” 的問題;
7) 破碎機采用新型的錘頭和錘銷結(jié)構(gòu)，延長使用壽命。
3. 三家企業(yè)技改后性能指標(biāo)和效果
技改完成并投入生產(chǎn)運行結(jié)果表明，三家企業(yè)篦冷機各項技術(shù)性能指標(biāo)得到很大提升，達(dá)到并超過技改目標(biāo)，尤其是改造后節(jié)能降耗效果顯著，以魯南為例，按使用一臺3200t/d篦冷機產(chǎn)品計算，年節(jié)電64萬度;耐熱鋼(Ni、Cr)消耗量減少了70～75%，每更換周期耐熱鋼減少消耗15t左右，約折合人民幣60萬元。
改造前后性能指標(biāo)對比如下：
1) 冷卻能力提高。單位面積冷卻能力由35%～43% t/d.m2提高至45～50t/d.m2。魯南：由2000 t/d提高至3200 t/d;曲阜：由2500 t/d提高至3200 t/d;淄博：由5500 t/d提高至5800 t/d。
2) 冷卻效果好。出料溫度由200℃+環(huán)境溫度降至60℃+環(huán)境溫度?！叭债a(chǎn)3000t時篦冷機出口<25mm未經(jīng)破碎的熟料完全可以手拿”。(引用參考文獻(xiàn)1)
3) 二次風(fēng)溫穩(wěn)定在1100℃以上?！岸物L(fēng)溫達(dá)到1110℃以上，三次風(fēng)溫達(dá)到860℃左右，窯頭廢氣溫度達(dá)到270℃以下。(引用參考文獻(xiàn)1)
4) 無“紅河”現(xiàn)象。“每塊充氣篦板帶自調(diào)節(jié)閥門,控制篦板通風(fēng)量，有效地消除了“紅河”現(xiàn)象”。(引用參考文獻(xiàn)1)
5) 運轉(zhuǎn)率提高，由85%提高到98%。耐熱鋼消耗量大大降低，淄博：由75噸/年 降至15噸/年;魯南、曲阜：由30噸/年 降至5噸/年。篦板、盲板的壽命大為提高，魯南廠改造后運行兩年，僅更換5塊篦板?，F(xiàn)場查看篦板、盲板磨損量很小，篦板和盲板使用壽命達(dá)2年以上。(引用參考文獻(xiàn)2、3、4)
6) 熟料風(fēng)耗降低，每千克熟料用風(fēng)量由原來的2.5Nm3左右降低到2.0 Nm3左右。
7) 每臺篦冷機冷卻風(fēng)機用量減少，魯南、曲阜：由11臺 降至9臺;淄博：由14臺 降至11臺。
8) 熟料電耗降低，魯南：電耗由8.484度/噸熟料 降至7.815度/噸熟料; 曲阜：電耗由8.083度/噸熟料 降至7.815度/噸熟料。(引用參考文獻(xiàn)2、3)
9) 熟料熱耗降低，魯南：由3966kJ/Kg降至3260kJ/Kg;標(biāo)準(zhǔn)煤耗由135Kg/t降至109Kg/t，達(dá)到山東省2012年水泥企業(yè)可比熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗112 Kg/t的限額要求。(引用參考文獻(xiàn)1)
結(jié)束語：篦冷機一系列的技術(shù)創(chuàng)新不僅體現(xiàn)了國內(nèi)篦冷機設(shè)計領(lǐng)域不斷提高的技術(shù)水平，而且也因其獨有的技術(shù)特點成為目前篦冷機升級改造的首選，同時對于我國水泥熟料生產(chǎn)領(lǐng)域真正實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)、擺脫先進(jìn)設(shè)備依賴進(jìn)口、提高國際竟?fàn)幜Φ染哂兄匾饬x。
主要參考文獻(xiàn)
1. 《水泥》2011.N0.2. 題目：Φ4mx60m生產(chǎn)線節(jié)能減排技術(shù)改造 P30作者：于維明
2. 《設(shè)備使用報告》曲阜水泥有限公司2012年11月1日
3. 《設(shè)備使用報告》魯南水泥有限公司2012年10月25日
4. 《設(shè)備使用報告》淄博水泥有限公司2012年11月1日
作者姓名：那偉君
單位名稱：沈陽沈新水泥機械有限公司
電話：18602411709 024-86373598
傳真：024-86373398
郵箱：843918168@qq.com
單位地址：沈陽于洪區(qū)紅旗臺大興村
郵編:110141