項目3任務(wù)4篦冷機的應(yīng)用

1任務(wù)4篦冷機的應(yīng)用2篦冷機的應(yīng)用知識目標明確冷卻機的分類，熟悉篦式冷卻機的作用，掌握不同種類冷卻機的結(jié)構(gòu)、性能和特點。能力目標能結(jié)合第三代、第四代篦冷機的性能特點，為常用篦冷機的操作控制打下基礎(chǔ)。一、水泥熟料冷卻機的發(fā)展水泥工業(yè)的回轉(zhuǎn)窯誕生之初，并沒有任何熟料冷卻設(shè)備，熱的熟料傾卸于露天堆場自然冷卻。19世紀末期出現(xiàn)了單筒冷卻機；100多年來，在國際水泥工業(yè)科技進步的大潮中，有的不斷改進，更新?lián)Q代，長足發(fā)展；有的已經(jīng)淘汰。

目前，熟料冷卻機在水泥工業(yè)生產(chǎn)過程中，已不再是當(dāng)初僅僅為了冷卻熟料的設(shè)備，而在當(dāng)代預(yù)分解窯系統(tǒng)中與旋風(fēng)筒、換熱管道、分解爐、回轉(zhuǎn)窯等等密切結(jié)合，組成了一個完整的新型水泥熟料煅燒裝置體系，成為一個不可缺少的具有多重功能的重要裝備。

單筒冷卻機

單筒冷卻機屬逆流式氣固換熱裝備，具有工藝流程、操作、結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)可靠，熱效率高，無廢氣和粉塵排放等優(yōu)點。有順流及逆流兩種布置方式。從窯頭罩取三次風(fēng)，同樣可應(yīng)用于預(yù)分解窯。其不足之處在于冷卻風(fēng)量較小，高溫熟料難以驟冷，出冷卻機熟料溫度較高，散熱損失較大，熟料冷卻程度受熟料顆粒制約等。因而隨著篦冷機的研制成功，有逐漸被取代之勢。單筒冷卻機多筒冷卻機

多筒冷卻機亦屬逆流式氣固換熱裝備。這種冷卻機由環(huán)繞在回轉(zhuǎn)窯出口端的許多個冷卻筒所構(gòu)成，與窯連成一體，隨窯回轉(zhuǎn)。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，不需另設(shè)傳動裝置，無廢氣污染等；缺點在于它同窯體連成一體，使窯頭筒體機械負荷增大，在高溫狀態(tài)下料彎頭容易損壞，造成漏風(fēng)，并且二次風(fēng)溫較低，熱效率不高等。多筒冷卻機多筒冷卻機

篦式冷卻機屬穿流驟冷式氣固換熱裝備，冷卻空氣以垂直方向穿過熟料料層，使熟料得以冷卻。篦冷機根據(jù)篦子運動方式可以分為震動式、回轉(zhuǎn)式和推動式3種類型。

在水泥工業(yè)發(fā)展過程中，隨著生產(chǎn)大型化及實踐的總結(jié)，震動式篦冷機由于震動彈簧設(shè)計及材質(zhì)等方面的原因，20世紀60年代后已被淘汰；回轉(zhuǎn)篦式冷卻機在同推動篦式冷卻機競爭中，由于在對熟料粒度變化的適應(yīng)性、熟料冷卻溫度及熱效率等方面難以同推動式篦冷機相匹敵，推動式篦冷機已成為當(dāng)代預(yù)分解窯配套選用的主要產(chǎn)品，并且在結(jié)構(gòu)形式等方面得到迅速發(fā)展。篦式冷卻機

出回轉(zhuǎn)窯的水泥熟料進入篦式冷卻機后在器內(nèi)的壁板上鋪成一定厚度的料層，鼓入的冷空氣垂直地穿過壁床上運動著的料層使水泥熟料驟冷。推動篦板由固定篦板和活動篦板相間排列所組成。篦板要求耐熱、耐磨，其上有許多縫或圓孔，使得從下向上鼓入的冷卻空氣能夠垂直地通過熟料層?；顒芋靼逶趥鲃友b置的帶動下成排地位于固定篦板之間，沿前后方向作水平的往復(fù)運動，將熟料推向前進。

在預(yù)分解窯誕生之前的相當(dāng)長的時間內(nèi)，單筒式、多筒式與篦式冷卻機長期并存，各自經(jīng)過不斷改進，形成三足鼎立的局面。預(yù)分解窯問世之后，由于爐用三次風(fēng)抽取，以及對二三次風(fēng)溫度日益增高的要求，再加上推動篦式冷卻機的優(yōu)化改進。目前除少量預(yù)分解窯仍使用改進型單筒冷卻機以外，幾乎形成了推動篦式冷卻機獨占鰲頭的局面。

至于立筒冷卻機，雖然是一種對流與沸騰床換熱相結(jié)合的新型冷卻機，但從20世紀60年代研制至今，尚未達到普遍實用階段；而“g”型冷卻機是一種再冷式冷卻機，必須串聯(lián)在其他冷卻機后復(fù)合使用。因此，可以認為推動篦式冷卻機，目前仍然是預(yù)分解窯系統(tǒng)中最佳的熟料冷卻匹配裝備。熟料冷卻機作業(yè)原理:在于高效、快速地實現(xiàn)熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。篦式冷卻機(1)作為工藝設(shè)備：它承擔(dān)對高溫熟料的驟冷任務(wù)，驟冷可以阻止水泥熟料中礦物晶體的長大，特別是阻止C3S晶體的長大，還可以使液相凝固成玻璃體，使MgO及C3A大部分固定在玻璃體內(nèi)，提高水泥熟料的活性，防止β-C2S向rC2S的轉(zhuǎn)變。(2)作為熱工設(shè)備：冷卻水泥熟料，并對入窯二次風(fēng)，入爐三次風(fēng)的加熱升溫任務(wù)，有利于燃料的著火和預(yù)燃、

(3)作為熱回收設(shè)備：對出窯熟料攜帶出去的大量熱焓進行回收。（回收的熱量約1250～1650kJ/kg熟料）

(4)作為輸送設(shè)備：輸送水泥熟料二、水泥熟料冷卻機的作用熟料必須進行冷卻的主要原因是：回收高溫熟料的熱量，用以預(yù)熱助燃空氣，改善燃料燃燒過程，節(jié)約能源。熟料急冷有利于水泥強度的發(fā)揮，增強水泥抗硫酸鹽性能，改善安定性，提高水泥質(zhì)量。冷卻熟料，確保輸送和儲存熟料設(shè)施的安全運轉(zhuǎn)。熟料急冷后，易磨性得到改善，有利于粉磨。三、對篦式冷卻機的要求(1)冷卻機的熱效率?；厥帐炝系臒崃颗c熟料帶進冷卻機的熱量之比，叫冷卻機的熱效率。新型冷卻機的熱效率一般在70％～75％之間。(2)二、三次空氣被熟料預(yù)熱的溫度。冷卻機是利用冷空氣與高溫熟料接觸進行熱交換，使熟料冷卻，而空氣被加熱作為二、三次空氣送入窯及分解爐內(nèi)，供燃料燃燒之用。要求二次空氣溫度一般在900～1100℃為好。(3)熟料的冷卻程度與冷卻速度。熟料被冷卻后的溫度越低越好，一般波動在50～300℃。冷卻速度越快越好，通過急冷改善熟料質(zhì)量，提高易磨性，便于輸送和儲存。新型冷卻機一般保證出料溫度t≤環(huán)境溫度+65℃。(4)電耗要低。冷卻機的電耗包括冷卻風(fēng)機的電耗、冷卻機內(nèi)熟料(包括漏料)輸送電耗、熟料破碎電耗。(5)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，維修容易，運轉(zhuǎn)率要高。四、篦式冷卻機的結(jié)構(gòu)

篦冷機由上殼體、下殼體、篦床、篦床液壓傳動裝置、篦床支承裝置、熟料破碎機、自動潤滑裝置、灰斗、電動弧形閥及冷卻風(fēng)機組等組成。固定活動階梯篦板五、典型冷卻機介紹1．富樂型水平推動篦式冷卻機圖3-43富樂型水平推動篦式冷卻機結(jié)構(gòu)簡圖

a—入窯二次風(fēng)；b—入分解爐三次風(fēng)；c—廢氣排空1－上殼體；2－下殼體；3－篦床；4－傳動裝置；5－篦床支承裝置；6-氣動雙翻板閥；7-錘式破碎機；8-雙線自動潤滑系統(tǒng)；9－冷卻風(fēng)機；10－篦條；11－漏料拉鏈機；12－鏈幕；13－電視監(jiān)測裝置工作原理由窯內(nèi)下來的高溫熟料落到冷卻機熱端篦床上，被傾斜3o的篦床推動到卸料端。大塊熟料經(jīng)錘式破碎機破碎后下到熟料輸送機上，熟料在被篦床輸送的過程中，不斷翻滾，被由篦下風(fēng)室來的冷卻風(fēng)連續(xù)冷卻。細小熟料經(jīng)錘破前通過篦板孔及篦板之間的縫隙直接漏到風(fēng)室內(nèi)，通過裝有氣動雙翻板閥的下料管落到漏料拉鏈機內(nèi)，由拉鏈機輸送到熟料輸送機。冷卻空氣和高溫熟料進行熱交換后，一部分作為二次空氣入窯；另一部分被用來給分解爐供風(fēng)，剩余部分經(jīng)熱交換器、袋式收塵器后排空，經(jīng)過熱交換器及收塵器收集下來的灰塵通過回灰螺旋輸送機送到熟料輸送機上，冷卻后的熟料及回灰通過熟料輸送機輸送到熟料庫內(nèi)。結(jié)構(gòu)特點①每段篦床的第一排篦板是活動的，利用物料推進，可以減少“堆雪人”現(xiàn)象；②篦板排列床用“單寬”、“雙寬”交錯排列，使篦縫不在同一直線上，減少篦板磨損；③針對不同地方的結(jié)構(gòu)不同，采取良好的密封裝置，保證冷風(fēng)利用率，提高了冷卻機的冷卻效率。2．ClaudiusPeters冷卻機工作原理CP冷卻機采用液壓傳動，在冷卻機每一篦床的兩側(cè)裝配有液壓油缸推動架，同步驅(qū)動篦床。篦床由固定篦板和活動篦板相間排列組成，活動篦板由液壓系統(tǒng)推動，最大沖程為125mm，沖程數(shù)在4～22次／min范圍內(nèi)變動。出窯熟料落在篦床上，受到活動篦床的推擠向出口方向運動，冷空氣從冷卻機底部鼓入風(fēng)室，并垂直穿過高溫熟料層，進行熱交換。高溫氣體一部分作為二次風(fēng)(1100～1300℃)進入窯內(nèi)，一部分作為三次風(fēng)(700～800℃)通過三次風(fēng)管進入分解爐。一部分低溫氣流(300℃左右)作為干燥介質(zhì)進入風(fēng)掃式煤磨，剩余廢氣由排氣口通過收塵器除塵后排入大氣。細小的熟料顆粒穿過冷卻機篦孔落入下面的集灰斗，由氣動閘閥和電動瓣閥定期排入拉鏈機；大塊熟料從篦床冷端卸到傾斜的篦柵上，經(jīng)錘式破碎機破碎后，卸入熟料輸送機。結(jié)構(gòu)特點

①使用了槽形阻力篦板。②采用梁室組合供風(fēng)③冷卻機中間設(shè)置輥式破碎機④增設(shè)噴水裝置⑤液壓傳動⑥冷卻機自控回路3．TC型箆冷機

工作原理熱熟料從窯口卸落到箆床上，沿箆床全長分布開，形成一定厚度的料床，冷卻風(fēng)從料床下方，向上吹入料層內(nèi)，滲透擴散，對熱熟料進行冷卻。透過熟料后的冷卻風(fēng)成為熱風(fēng)，熱端高溫風(fēng)被作為燃燒空氣入窯及分解爐，部分熱風(fēng)還可作烘干之用。有效的熱風(fēng)利用可提高熱回收，而降低系統(tǒng)熱耗；多余的熱風(fēng)經(jīng)過收塵處理后排入大氣。冷卻后的小塊熟料經(jīng)過柵篩落入篦冷機后的輸送機中；大塊熟料則經(jīng)過破碎、再冷卻后匯入輸送機中；細粒熟料及粉塵通過篦床的篦縫及篦孔漏下，進入集料斗，當(dāng)斗中料位達到一定高度時，由料位傳感系統(tǒng)控制的鎖風(fēng)閥門自動打開，漏下的細料便進入機下的漏料拉鏈機中而被輸送走，當(dāng)料斗中殘存的細料還不足以讓風(fēng)穿透鎖風(fēng)閥門時，閥板即行關(guān)閉，從而保證了良好密封性能。TC篦冷機配有三元自動控制系統(tǒng)和全套安全監(jiān)測裝置，以確保高效、穩(wěn)定、安全可靠地工作。結(jié)構(gòu)特點

①TC充氣梁篦板②低漏料阻力篦板③充氣風(fēng)管④組合篦床⑤采用厚料層冷卻技術(shù)⑥合理配備冷卻風(fēng)⑦自動控制和安全監(jiān)測4．SF冷卻機工作原理來自窯頭的熟料直接落到固定入口階梯型篦床面上，篦板是固定的，不輸送物料，熟料靠床面傾斜和冷卻風(fēng)力的作用滾、滑到冷卻機下游，冷卻機下游帶有交替排列的固定棒和活動棒，通過推力棒的往復(fù)推動完成熟料輸送。熟料的快速驟冷就是在第一室完成的。作為熟料的輸送裝置，在篦床的寬度方向每一排篦板上部有一根棒，固定棒與活動棒交替排列，活動棒可以作往復(fù)運動，固定棒相互間隔布置在整個篦床的長度方向，固定棒緊固在篦板框架的兩側(cè)，活動棒則用緊固塊卡在液壓傳動的推拉桿上，固定棒和活動棒位于距床面50mm厚的固有冷料層上面，可防止熟料的沖擊，對篦板起到隔離保護作用。

熟料層自然下滑角度通常與水平成30～50°角。如果固定入口熟料過多地堆積，造成底部粘住，則用空氣炮調(diào)節(jié)防止堆“雪人”。

活動棒往復(fù)運動完成物料沿篦床向前輸送，每一個動作都要向前推動物料和向后帶動物料，但是，由于固定棒、活動棒的幾何形狀和冷卻機的床面傾斜，使物料量向前的總較向后的多?；顒影舻臎_程通常為±75mm，也就是總移動量為150mm?；顒影舨捎靡簤簜鲃?，其往復(fù)行程為一塊篦板的長度，具有混合、翻動和向前輸送熟料的作用，在該過程中，料層中的所有熟料顆粒都能較好地接觸到冷卻空氣，促進熱交換，提高冷卻效率。驅(qū)動活動棒的液壓系統(tǒng)受控于控制器，信號來自前端風(fēng)室或篦板內(nèi)壓力，風(fēng)室里的上限壓力在預(yù)定范圍內(nèi)設(shè)定。若熟料床面太薄，室壓下降，則控制器將降低棒速，以使床面厚度增加，相反，若床面厚度太大，室壓升高，則控制器促使棒速增加。推力棒將熟料推到冷卻機出口，粒度小于25mm的熟料通過篦條漏下并被運走，大塊的熟料經(jīng)過破碎機破碎再分離，合格品進入熟料輸送系統(tǒng)。