篦冷機是預(yù)分解窯系統(tǒng)中的一個極其重要的設(shè)備，它是窯爐熱源的助推器，其熱效率及可靠性直接影響到生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)率、熟料質(zhì)量和系統(tǒng)能耗。正如《新世紀水泥導(dǎo)報》“燒成論壇”欄目主持人齊硯勇先生所說:“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低排放的主要矛盾集中在篦冷機、燃燒器所在的窯頭”。故冷卻機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，我們進行梳理、分析、歸納，并結(jié)合法國圣達瀚冷卻技術(shù)，提出具體的改進措施，本文進行總結(jié)介紹，供同行參考。

1第三代篦冷機的通病分析

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，由于篦板與梁的配套設(shè)計上存在缺陷，或制作、安裝上達不到要求的精度等因素的制約，使得第三代充氣梁篦冷機運行情況不盡人意。在改造中遇到最為嚴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。

1.2 篦冷機急冷效果差，熟料出口溫度高，熱回收效率低

篦冷機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含的熱能。但目前許多第三代篦冷機存在二次風(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到1~3年，但活動床篦板和邊護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 篦冷機密封差，漏風(fēng)竄風(fēng)嚴重

許多篦冷機密封材料多數(shù)還采用落后的石棉板或耐溫橡膠，運行不久就全部損壞，風(fēng)室與風(fēng)室之間基本是相通的，不能保證各供風(fēng)單元獨立的通風(fēng)，各風(fēng)機鼓入的不同風(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)必然減小，無法實現(xiàn)設(shè)計的配風(fēng)理念。嚴重時，前面的高壓風(fēng)機啟動后，后面的中低壓風(fēng)室的風(fēng)機不能正常啟動，反而被吹著倒轉(zhuǎn)。另外，隨著篦冷機技術(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，所有風(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)室灰斗與拉鏈機或熟料輸送機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行，鎖風(fēng)效果差，所以在篦冷機下部的拉鏈機總是有正壓和“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)壓是保證篦冷機冷卻性能的關(guān)鍵。但許多篦冷機配置的冷卻風(fēng)

機還存在問題，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)壓偏低更嚴重。現(xiàn)在國際先進的篦冷機技術(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)的運用以及精細化操作的需要，客觀上要求篦冷機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)壓卻遠遠低于相應(yīng)的料層。

1.2.4 高溫變形、漏料嚴重

由于主梁和篦板梁受高溫變形，尤其是在2 500 t/d以上的篦冷機細料側(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，漏料嚴重，影響了其安全運轉(zhuǎn)。

1.3 機械方面存在的問題

1.3.1 傳動方面的問題

(1)主、從動軸容易竄軸、偏擺，運行不平衡，抖鏈現(xiàn)象嚴重。

(2)從動軸上加強槽鋼受力負載大，固定螺栓容易斷裂，有的廠也發(fā)生斷軸的

現(xiàn)象，新安裝的篦冷機運行不到兩年，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，嚴重時活動框架梁甚至斷裂。若進行焊接處理，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)。許多冷卻機因大梁的設(shè)計強度偏小或者制造時選材不足，強度富余量不夠，小型篦冷機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)的進步，窯產(chǎn)量的大幅提高，這一問題更加嚴重。篦板梁變形，導(dǎo)致篦冷機內(nèi)部的活動框架梁變形更嚴重，在篦冷機負荷加重后，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，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，有廠家的篦冷機后因熟料溫度高、水泥磨軸瓦溫度太高而不能連續(xù)運行，甚至每一個半月要燒一條庫底膠帶，系統(tǒng)設(shè)備的長期安全運行受到了制約。

以上機械問題是許多第三代篦冷機的通病，嚴重困擾著維修人員，維修人員不得不重點防犯，每遇停窯必須檢查。這種篦冷機不僅運行質(zhì)量不高，資源浪費嚴重，還影響整個系統(tǒng)的運轉(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改進措施

針對上述第三代篦冷機的“通病”，我們結(jié)合法國圣達瀚技術(shù)，對這些篦冷機進行改進和升級，均取得了顯著的收效。下面對采取的技術(shù)措施進行介紹。

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，專門為第三代充氣梁技術(shù)進行升級改造設(shè)計的，它是一個模塊化的床體，設(shè)計獨特，無漏灰滲灰，也不會漏風(fēng)竄風(fēng)，能確保高壓風(fēng)嚴格按設(shè)計與實際需要去供風(fēng)，使熟料在最大溫差下進行良好的熱交換。冷卻效率高，急冷效果好，機械可靠性高，它既兼顧了第四代篦冷機精確供風(fēng)、模塊化的優(yōu)點，又適合第三代篦冷機的改造，不用改變篦冷機的主體結(jié)構(gòu)，是提升第二、三代篦冷機技術(shù)檔次的最佳途徑。

應(yīng)用該技術(shù)進行技改后，二、三次風(fēng)溫升高，熱回收量較一般第三代充氣梁篦冷機可增加300~500 kJ/kg熟料，篦冷機熱回收效率達78%，節(jié)能降耗顯著;在5~6年之內(nèi)不需要維護，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5年以上，中低溫段長達4年，全面地提高了整機乃至窯系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率。

2.3 優(yōu)化篦冷機的配風(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)是保證對熟料急冷的關(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，最終達到出篦冷機熟料溫度小于65 ℃+環(huán)境溫度。

為了保證各冷卻風(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)室可以靈便獨立調(diào)節(jié)風(fēng)壓和風(fēng)量。

可在保持篦冷機的主體框架結(jié)構(gòu)不變的前提下，對篦冷機內(nèi)部實施改造，改造篦床與篦板的結(jié)構(gòu)與配置，達到均料與均風(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、提高機械的可靠性、提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)率、降低設(shè)備維護費用等方面。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)化篦冷機的配風(fēng)，提高篦冷機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進行改造，是較好的投資少、見效快的方法。