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第四节 熟料的冷却及设备 第四节熟料的冷却及设备 水泥熟料煅烧热工过程中 预热 烧成和冷却是三个不可分割的工艺环节 熟料冷却机是水泥回转窑不可缺少的重要配套设备 1 作为工艺设备 它承担着对高温熟料的骤冷任务 骤冷可阻止熟料矿物晶体长大 特别是阻止C3S晶体长大 有利于强度与易磨性的改善 同时 骤冷可使液相凝固成玻璃体 使MgO及C2A大部分固定在玻璃体内 有利于熟料的安定性的改善及抗化学侵蚀性能 2 作为热工设备 在对熟料骤冷的同时 承担着对入窑二次风及入炉三次风的加热升温任务 尽可能的提高二 三次风温度 不仅可以回收热量 并且对燃料的助燃和燃尽以及全窑系统的热力分布有好的作用 1 冷却机的功能与作用 3 作为热回收装备 它承担着对出窑熟料携出的大量热焓的回收任务 回收的热量以高温热随二 三次风进入窑 炉之内 有利于降低系统煅烧热耗 以低温热能亦有利于余热发电 4 作为熟料输送设备 它承担着对高温熟料的输送任务 对高温熟料进行冷却有利于熟料输送和贮存 1 冷却机的功能与作用 2 在选用或评价冷却机时 应考虑以下技术经济指标 冷却机的热效率 即从熟料中回收和用于煅烧过程的热量与熟料离窑时的总热焓量之比 计算公式如下 2 73 式中 冷却机的热效率 A 熟料离窑时的总热焓量 kJ kg熟料 B 冷却机的热量损失 包括熟料和排出气体带走的热量 冷却机的辐射热损失等 kJ kg熟料 各种型式的冷却机热效率一般在40 80 之间 入窑二次空气温度 入窑二次空气温度高 二次空气带入窑的热量多 冷却机热效率就高 一般入窑二次空气温度为 1000 熟料的冷却程度 以熟料离开冷却机的温度来表示 一般在设计室温 65 操作费用 环境保护 主要包括噪音污染及粉尘污染 主要包括冷却机的动力消耗及维护费用 投资费用 主要包括设备费用及土建费用 3 熟料冷却机的发展及分类 单筒冷却机 多筒冷却机 回转篦式冷却机 立波尔窑 振动篦式冷却机 推动篦式冷却机 预分解窑 新型多筒冷却机 单筒冷却机 日产1600 3700t熟料回转窑 熟料冷却机的分类如下 水泥熟料冷却机 筒式冷却机 单筒式 多筒式 篦式冷却机 推动篦式 第1代 2 3 4 振动篦式 回转篦式 其他冷却机 立筒式冷却机 g 型冷却机 单筒冷却机 篦式冷却机 篦式冷却机是一种骤冷式冷却机 出窑熟料进入冷却机后 在篦板上铺成一定厚度的料层 鼓入的冷空气 以相互垂直的方向穿过篦床上运动着的料层使熟料得以骤冷 根据冷却机篦子的运动方式 篦冷机可分为回转式 振动式 推动式三种 60年代后 回转式与振动式篦冷机已很少被采用 推动篦式冷却机分为第一代 第二代 第三代和第四代产品 篦式冷却机 骤冷式冷却机 出回转窑的水泥熟料进入篦式冷却机后在器内的壁板上铺成一定厚度的料层 鼓入的冷空气垂直地穿过壁床上运动着的料层使水泥熟料骤冷 推动篦板由固定篦板和活动篦板相间排列所组成 篦板要求耐热 耐磨 其上有许多缝或圆孔 使得从下向上鼓入的冷却空气能够垂直地通过熟料层 活动篦板在传动装置的带动下成排地位于固定篦板之间 沿前后方向作水平的往复运动 将熟料推向前进 偏移的距离e 0 1 0 15 D D为窑体内径 NC 第三代充气梁控制流篦式冷却机 NC 篦冷却机的主要由固定篦床 活动篦床 传动装置 液压传动系统 上下壳体 控制流篦板风管 灰斗部分 支承装置 干油集中润滑系统 熟料破碎机 栅条装置 空气炮装置 风机 自动控制和报警装置等组成 整机采用落地式布置 漏料直接落入机下输送设备 不再另设漏料拉链机 1 篦冷却机组成 篦式冷却篦板 耐热钢篦板 2 规格型号和技术参数 3 工作原理及结构特点 3 1 工作原理 高温熟料从窑口自然 落入 篦床 通过篦板的往复推动逐步推至后续篦床 形成一定厚度的料床 经各冷却风机鼓入的冷却空气由下吹入料床 渗透扩散对熟料冷却至环境温度 65 并经熟料破碎机至 25mm 占90 以上 落入输送机中 由篦板漏下的细熟料通过风室下灰斗收集后 通过由时间控制的电动弧形阀进入熟料链斗机输送进入熟料库 同时 风机鼓入的冷却风经热交换吸收熟料中的热能后作为二次风入窑 三次风入分解炉及作为生料或煤烘干用风 其余的废气经收尘后排入大气 3 2 结构特点 该型篦冷却机具有如下特点 1 受料区 采用固定篦床 梁内供风 以强化熟料均布 并大幅降低热端的机械故障率 为了防止 雪人 的形成 安装了空气炮系统 通过可控间隔时间地 开炮 及时清理过多的积料 保证设备的正常运行 2 高温区采用组合式篦床 即固定篦板采用梁内供气 活动篦板采用风室供风 既能确保熟料得到充分的冷却 又有效的避免了活动风管密封这一薄弱环节 大大降低了机械故障率 从而有效的提高了整机的运转率 中 低温区均采用风室供风 足以保证熟料的冷却效果 3 新型空气梁供风结构 极大地改善了不同篦床区域冷却供风及其风量的调节 彻底避免了料层厚度不同 颗粒粗细不均引起的熟料冷却不均的问题 4 新型的控制流篦板和高阻力篦板具有气道流畅 结构合理 连接可靠 使用寿命长等特点 5 篦冷机熟料破碎机前设有链幕装置 避免大块熟料破碎后抛回篦床过远 减少不必要的再循环冷却和保护壳体衬砌不受破碎机抛回熟料破坏 6 篦冷却机底板下设有集料斗 并设有电动弧形阀 弧形阀定时开启 确保漏料不漏风 7 篦冷却机的控制采用三元控制系统 即 通过每段推动篦床第二室的篦下压力值调整篦床速度控制料层厚度及阻力 控制恒定的冷却风量 通过窑头负压控制 保证来自篦冷机的二次风量和排除过剩空气 8 设有安全监测装置 篦板温度检测报警装置 报警温度设定在200 250 范围 以使操作者有充分的时间判断温度升高的原因并采取必要的措施 破碎机轴承温度检测装置 风机的风量 风压 风门开度及二次风 三次风和废气温度等操作监控装置 观察窑口落料及篦冷机进料端物料冷却情况的电视摄像装置 1 固定篦板和充气梁风机正常运行时挡板必须全开 2 一段篦床各空气室风机挡板尽量开大 保证空气室压力大于料层压力 防止窜风内漏 3 尽量保持厚料层操作 一般600 700mm 二室空气室压力5 5 6 0KPa即可 二 三段篦床速度与一段比值是1 2 3段篦速 1 1 5 2 5 另可根据出料温度来调节篦速 4 若一段离析现象明显 有 红河 现象 可加大红河区的风量 4 日常运行操作注意事项 5 一旦喂料稳定后 尽量不要频繁调整用风和篦速 减小人为波动 加风原则 由前往后 保持窑头负压 减风原则 由后往前 保持窑头负压 通常先开抽风机挡板或速度 再开冷却机风机或开挡板 6 控制好合适的生料成份 特别要注意 SM不大于2 60 否则易堆 雪人 7 空气炮尽量少用 最好不用 8 检修后前几排固定篦板要铺好熟料 不能有砖和大块 否则投料后熟料流不走 4 日常运行操作注意事项 9 严防窑内烧流 10 检修时特别注意篦板间隙 空气梁积料 篦缝浇注料堵塞以及篦床上木头及编织袋等杂物 4 日常运行操作注意事项 第四代篦冷机的性能及应用 在第三代充气梁篦式冷却机技术之后 世界上出现了一种完全革新理念的新一代冷却机 他们具有模块化 无漏料 磨损少 列运动 输送效率高 热回收效率高 运转率高 重量轻等特点 在篦床的冷风分配上 大部分国外公司的产品都以冷却风自动控制为特色 如KHD的风量自动控制阀 Smith的机械式流量控制阀 而CP公司的冷却机则不设调节阀 在输送上 除了步进式以外 也有设计成篦床固定的形式 通过推料棒或推料块达到物料输送目的 以减少磨损件 如Polysius和Smith的冷却机 第四代篦冷机的性能及应用 第四代篦冷机由三部分组成 熟料输送 熟料冷却及传动装置 与以往推动篦式冷却机的最大区别是 1 熟料冷却与输送装置功能分离 2 篦床供风精细化 3 实现模块化设计 4 消除了篦床漏料 5 系统热效率提供至75 6 单位熟料冷却风量降低至1 9Nm3 kg cl以下 7 系统能耗降低 8 土建投资降低 第四代篦冷机的性能及应用 分类 按熟料输送方式 分为步进式和推料棒二种 按支撑方式 分为辊轮式 四连杆机构式 线性轴承式三种 第四代篦冷机的性能及应用 步进式 6道步进式篦床 推料棒式 支撑方式 辊轮式 四连杆机构 线性轴承 输送原理 步进式原理 输送原理 推料棒式 传动 一般采用液压传动 U型密封不漏料 不漏料 热效率 从出窑孰料中回收 且重新入水泥熟料烧成系统的总热量与出窑熟料物理热的百分比 QR l 从出窑水泥熟料中回收的且重新入水泥熟料烧成系统的总热量Q 出窑熟料的物理热 kJ kg 熟料 Qloss s 冷却机总的热损失 kJ kg 熟料 Qair 冷却机排出气体 包括余风和煤磨干燥风 带走的物理热 kJ kg熟料 Qm 出冷却机水泥熟料带走的物理热 kJ kg 熟料 Qdis l 冷却机散热损失Qsec a 入窑二次风的物理热kJ kg 熟料 Qtec a 入窑三次风的物理热kJ kg 熟料 冷却机的评价指标 1 冷却机三个效率 冷却效率 从出窑熟料中回收的总热量与出窑熟料物理热的百分比 空气升温效率 离开冷却机第i个室的冷却空气和鼓入该室冷却空气之间的温度差与该室内水泥熟料的平均温度之比 ta1i ta2i 分别为鼓入和离开冷却机第i室的冷却空气温度 tclin 在冷却机第i室内篦板上熟料的平均温度 一般用进 出该室的水泥熟料之间的对数平均温度来进行计算 水泥熟料冷却机的这三个效率越大越好 一般 cL为40 80 cL为40 80 i 90 2 入窑二次风温度和入炉三次风温度入