對丹麥FLS公司824S型篦冷機的改造

福建水泥股份有限公司煉石水泥廠（原福建省順昌水泥廠）于1988年8月建成投產(chǎn)。熟料冷卻選用了丹麥FLS公司Folax824S型篦冷機，回轉(zhuǎn)窯達標達產(chǎn)以后，特別是1998年4月對分解爐進行了改造，窯產(chǎn)量超過2100t/d，篦冷機冷卻能力不足和一些設(shè)計缺陷便充分暴露出來。為解決設(shè)計缺陷，我廠對5號窯結(jié)合無煙煤燃燒技術(shù)進行改造，將原篦冷機的第一段篦床改為高效節(jié)能的充氣梁控制流篦床（由南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院提交改造方案），經(jīng)過1年多的運轉(zhuǎn)實踐證明，該機的改造雖有曲折，但最終還是取得了較為滿意的效果。本文詳細介紹篦冷機的主要改造內(nèi)容、出現(xiàn)的問題、解決措施及改造效果。  

　　1、原篦冷機存在的問題我廠的Folax824S型篦冷機實際上是丹麥FLS公司第二代厚料層操作推動式篦冷機，篦床寬3.2m、長23m，篦床有效面積為64.4m2，分三段傳動，沖程為125mm，生產(chǎn)能力為2000t/d.存在的問題主要有： 

　　1.1.第一排篦板為固定篦板，當(dāng)窯操作出現(xiàn)波動，煤粉沒有完全燃燒，熟料煅燒結(jié)粒不佳時，容易在窯口堆積“雪人”。且有時不易清除，越積越大，容易造成前端幾排篦板燒壞。 

　　1.2.出料溫度高，通常在100℃左右，經(jīng)常伴有紅料，有時篦床甚至出現(xiàn)“紅河”現(xiàn)象，導(dǎo)致篦板磨損快，使用壽命短，有時還會燒壞篦板，經(jīng)常需要更換大量篦板和側(cè)板。 

　　1.3.風(fēng)室間存在漏風(fēng)、串風(fēng)現(xiàn)象，密封效果差，如果損壞的篦板和側(cè)板由于某些原因沒有及時更換，漏料及漏風(fēng)現(xiàn)象就會變得愈加嚴重，進一步降低冷卻效果，造成其他篦板、側(cè)板的損壞，加劇篦下支承滾輪、導(dǎo)向輪、各部軸承，甚至橫梁的損壞，帶來一系列的機械故障，對設(shè)備運轉(zhuǎn)率造成較大影響。 

　　1.4.熱效率低，據(jù)南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院測定，不足60％，且二、三次風(fēng)溫低，分別為950℃和800℃左右，無法滿足窯和分解爐的無煙煤燃燒條件，南方豐富且廉價的無煙煤資源得不到利用，使熟料成本居高不下。 

　　2、主要改造內(nèi)容本次改造兼顧投資和工期，經(jīng)南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院論證，只要將第一段篦床改為高效節(jié)能的充氣梁控制流篦床，而第二、三段篦床及相應(yīng)的冷卻風(fēng)機等均保持原狀，即能滿足燃燒100％無煙煤和日產(chǎn)2200t熟料的生產(chǎn)要求。這種第三代充氣梁控制流篦床的工作原理為：出窯的熾熱熟料（1300℃～1500℃）落入篦冷機后，在篦床頭部采用新型控制流高阻凹槽篦板對熟料進行快速急冷，這種冷卻方式與傳統(tǒng)篦冷機差別較大。其中固定篦板的冷卻空氣是通過風(fēng)機、各支管、支管風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、固定充氣橫梁到各固定篦板；而活動篦板的冷卻空氣是通過風(fēng)機、各支管、支管風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、撓性活動金屬軟管、活動充氣縱梁、活動空氣橫梁，最終到達各活動篦板。通過上述供氣系統(tǒng)，篦床上各活動、固定篦板在不同區(qū)域劃分為一組一組供氣（特別是粗細不同區(qū)域），冷卻風(fēng)由各支管風(fēng)門調(diào)節(jié)閥得到合理而細致的調(diào)節(jié)控制，能更有效地克服熟料粒度變化及粗細料離析帶來的影響，冷卻風(fēng)分布更加均勻，確保熟料的充分冷卻和出料溫度的降低。具體的改造內(nèi)容有： 

　　2.1.篦板及護板改造將原篦板、護板改造為新型控制流篦板及新型護板，篦板的有效面積基本保持不變，但篦板的排列方式及數(shù)量進行了調(diào)整，數(shù)量由原來的58塊增加到69塊。篦板安裝形式采用傾斜式設(shè)計，篦板面與水平面夾角為10度，以限制料堆的高度，有利于熟料的輸送。另外在篦床的頭部增加了一排活動篦板，這樣第一排篦板就由原固定式改為活動式，可以防止在落料點形成死料、不易堆積“雪人”。 

　　南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院開發(fā)的高阻控制流篦板是由篦板體和兩塊導(dǎo)板焊接在一起構(gòu)成，其表面為一凹槽，每塊篦板有四條狹長型篦縫，篦縫長寬尺寸為330×4mm，篦板結(jié)構(gòu)。篦板阻力經(jīng)冷態(tài)測定在3500MPa以上，高壓空氣經(jīng)篦縫由水平偏下方向噴出，速度很快，因此能對篦床上的熟料進行再分配，有效地克服熟料粒度變化及粗細料離析的影響，使冷卻空氣分布更加均勻，確保熟料充分的冷卻和出料溫度的降低。凹槽面也得到有效冷卻，且槽內(nèi)填滿的熟料減少了篦板面的直接磨損，成倍的延長了篦板的使用壽命。 

　　2.2.活動框架的改造廢棄原活動框架（兩縱六橫），以新型的充氣式活動框架（兩縱七橫）代之，兩根活動縱梁通過撓性活動金屬軟管（共7根）與篦床底部的固定風(fēng)管聯(lián)結(jié)，該金屬軟管為充氣梁技術(shù)的關(guān)鍵部件，采用了特殊設(shè)計，既可伸縮又能偏轉(zhuǎn)；既要耐溫又要耐磨，主要零件材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，以確保活動縱梁與底部固定風(fēng)管聯(lián)結(jié)、密封安全可靠。 

　　2.3.固定框架的改造固定框架保留了原底部框架，最大限度地利用原構(gòu)件。本次改造除更換6根固定充氣橫梁外，還更換了中心縱梁和各部支承梁等構(gòu)件。 

　　2.4.殼體改造對上部殼體進行了局部改造，而下部殼體則全部進行了更新。 

　　2.5.傳動裝置改造由于篦床軌跡由原水平往復(fù)運動改為傾斜向上10度的往復(fù)運動，因此電機功率放大到30kW，且調(diào)速方式也由直流調(diào)速改為變頻調(diào)速。 

　　2.6.潤滑系統(tǒng)改造由于一段篦床傳動裝置及活動篦床頭部進行了徹底改造，潤滑點變化大、數(shù)量增加，因此，一段篦床增加了一套單獨的潤滑系統(tǒng)（二、三床仍使用原潤滑系統(tǒng)）。 

　　2.7.增加4個重錘鎖風(fēng)閥一段篦床底部有4個灰斗，每個灰斗配置一個氣動卸料閥鎖風(fēng)，定時卸料。由于灰斗受局部高溫影響電磁閥容易損壞，故障率高，為確保鎖風(fēng)效果，在氣動卸料閥下方的下料管上又增加了一道單層單門重錘鎖風(fēng)閥。 

　　2.8.增加8臺冷卻、密封風(fēng)機由于冷卻原理的本質(zhì)變化，一段篦床原有4臺冷卻風(fēng)機全部廢棄，最初的改造方案新增了7臺風(fēng)機，其中1臺用于頭部風(fēng)室密封，經(jīng)過一段時間運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)這臺“密封”風(fēng)機選型太小，無法確保篦下壓力起到有效的密封作用，造成頻繁漏料降低篦板使用壽命。為避免浪費和長時間的停產(chǎn)，利用定檢機會在頭部風(fēng)室再增加1臺同規(guī)格的“密封”風(fēng)機，因此總共增加了8臺風(fēng)機。 

　　3、存在的問題及解決措施1.控制流篦板損壞改造投產(chǎn)后的最初幾個月內(nèi)，頭幾排控制流篦板、端護板及側(cè)板出現(xiàn)過幾次因高溫而產(chǎn)生的變形、磨損和開裂現(xiàn)象。經(jīng)過對篦板材質(zhì)取樣化驗和分析后發(fā)現(xiàn)，除篦板材質(zhì)中最關(guān)鍵的Ni元素的含量嚴重偏低外，重要的原因是密封風(fēng)機（0號）選型偏小，密封空氣無法托住經(jīng)篦板之間縫隙下落的高溫細顆粒物料，通過觀察孔可以看到大量細紅料落入灰斗，因此，我們利用小修機會在頭部風(fēng)室增加1臺密封風(fēng)機（01號），加大風(fēng)量，保證了密封壓力。同時，更換化學(xué)成分能達到設(shè)計要求的篦板，從而解決了漏料和篦板早期失效問題。 

　　3.1.傳動裝置電機選型偏小最初的改造方案，一床電機功率僅為22kW，投運后經(jīng)常出現(xiàn)過載跳?，F(xiàn)象，且有時不能啟動，也導(dǎo)致了篦板的燒壞，影響正常生產(chǎn)。重新核算后又將電機功率加大到30kW，并更換能力相當(dāng)?shù)臏p速機和變頻器。 

　　3.2.風(fēng)機配置不合理，今后仍需整改經(jīng)過一段曲折和再改造之后，終于使篦冷機能穩(wěn)定運行，達到提高二、三次風(fēng)溫，降低出料溫度，延長篦板使用壽命的目的。改造后的總風(fēng)量稍大于改造前的設(shè)計值，即使扣除又增加的1臺（01號）密封風(fēng)機，總風(fēng)量仍然很大，有悖于充氣梁控制流篦床減少熟料冷卻風(fēng)用量的改造初衷，不利用二、三次風(fēng)溫的大幅提高，從改造后的儀表顯示值可以看出二、三次風(fēng)溫確實提高了，但熱效率仍然偏低，未達到令人滿意的效果。 

　　因此，下一步我們打算再采購1臺合適的風(fēng)機，以替代原2臺密封風(fēng)機（0號及01號），對風(fēng)量過剩嚴重的1號、2號、5號風(fēng)機也進行調(diào)整，以降低用風(fēng)量和電耗，進一步提高二、三次風(fēng)溫，使冷卻機改造后真正發(fā)揮其高效節(jié)能的優(yōu)勢。