TC12102篦冷機(jī)存在的問(wèn)題及系統(tǒng)改造

  TC12102篦冷機(jī)是用于5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)量較多的第三代篦冷機(jī)。該篦冷機(jī)篦床為液壓驅(qū)動(dòng)，篦床分為三段，共有102根橫梁，篦床的有效面積為119.3m²。TS廠(chǎng)和DX廠(chǎng)5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)都采用TC12102篦冷機(jī)，隨著工藝的改變和熟料產(chǎn)量的提高，兩臺(tái)篦冷機(jī)都暴露出一些問(wèn)題。

  1 問(wèn)題綜述

  1）TS廠(chǎng)篦冷機(jī)個(gè)性問(wèn)題

  2012年燒生活垃圾后，二、三次風(fēng)溫度波動(dòng)大，固定床篦板易堵塞，篦冷機(jī)進(jìn)料口極易堆雪人；熟料結(jié)粒不均，黃芯料嚴(yán)重，28d強(qiáng)度明顯下降。2013年下半年窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高到237.5t/h后，出篦冷機(jī)熟料溫度高達(dá)220℃；當(dāng)一室篦下壓力達(dá)到7kPa時(shí)，一段篦床第二、三風(fēng)室風(fēng)機(jī)返風(fēng)，高溫?zé)犸L(fēng)燒損風(fēng)機(jī)葉輪。

  2）DX廠(chǎng)篦冷機(jī)個(gè)性問(wèn)題

  隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，固定床兩臺(tái)風(fēng)機(jī)工作電流越來(lái)越低；篦床上的紅河現(xiàn)象嚴(yán)重，特別是細(xì)料側(cè)的篦板和盲板、破碎機(jī)篦條和錘頭的使用壽命都相應(yīng)縮短；出篦冷機(jī)熟料溫度接近200℃。

  3）TS廠(chǎng)與DX廠(chǎng)篦冷機(jī)的共性問(wèn)題

  ①二、三次風(fēng)溫度偏低；②熟料熱耗偏高，余熱發(fā)電量偏低；③熟料強(qiáng)度偏低；熟料易磨性較差；④下道工序設(shè)備故障多，備件消耗大等。

  2 原因分析

  1）配風(fēng)不夠合理，多數(shù)風(fēng)機(jī)工作電流遠(yuǎn)低于額定電流，風(fēng)機(jī)的工作壓力遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壓力；高溫區(qū)熟料急冷嚴(yán)重不足。

  2）原風(fēng)室之間的密封不好，形同虛設(shè)，風(fēng)室之間竄風(fēng)嚴(yán)重。

  3）篦下電動(dòng)弧形閥鎖風(fēng)不佳，灰斗中的細(xì)粉料常出現(xiàn)過(guò)頻排放或滯后排放現(xiàn)象。前者導(dǎo)致電動(dòng)弧形閥漏風(fēng)，后者造成灰斗中細(xì)粉堆積釀成設(shè)備事故。

  4）篦板之間的四個(gè)間隙控制偏大，冷卻風(fēng)與熟料的交換路徑短路。

  3 改造措施

  1）優(yōu)化篦冷機(jī)進(jìn)料口

  ①將第1～6排固定梁、第7排活動(dòng)梁拆除，在此位置安裝 BCC新型進(jìn)料口（見(jiàn)圖1）。該新型進(jìn)料口由6排固定橫梁組成。

  ②在新型進(jìn)料口6排橫梁內(nèi)安設(shè)隔板，通過(guò)篦下增設(shè)的3個(gè)風(fēng)箱和1個(gè)外置的IKN調(diào)節(jié)閥，將新型進(jìn)料口分成若干個(gè)供風(fēng)小單元。

  ③新型進(jìn)料口上篦板共計(jì)56塊，為多臺(tái)階、前出風(fēng)結(jié)構(gòu)。

  ④在固定床上安裝熟料可動(dòng)裝置。該裝置為一套單向閥，在進(jìn)料端每塊篦板下方均安裝該閥。單向閥由一個(gè)高壓閥和一個(gè)低壓閥組成，見(jiàn)圖2。

  正常生產(chǎn)時(shí)，冷卻風(fēng)通過(guò)穩(wěn)流閥，再通過(guò)低壓閥進(jìn)入篦板下方，從篦縫吹出，對(duì)熟料實(shí)施正常的急冷作業(yè)，此時(shí)高壓閥關(guān)閉。當(dāng)需要移除雪人時(shí)，通過(guò)空氣炮或脈沖閥瞬間釋放高壓氣流，高壓閥被頂開(kāi)，低壓閥自動(dòng)關(guān)閉，脈沖氣流進(jìn)入篦板下部受限空間，經(jīng)過(guò)篦縫高速吹出，進(jìn)行對(duì)雪人的沖擊作業(yè)。利用每塊篦板下部定時(shí)噴出的高壓脈沖氣流，對(duì)進(jìn)料端模塊之上的熟料層進(jìn)行脈動(dòng)毫米級(jí)移動(dòng)。整個(gè)噴吹過(guò)程是在厚料層底部進(jìn)行的，既不會(huì)吹穿熟料層，影響二次風(fēng)溫度，還會(huì)因噴出高壓脈沖氣流自動(dòng)清掃篦縫，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了脈動(dòng)供風(fēng)，將夾雜在熟料層中的細(xì)粉帶到料層表面，促進(jìn)熟料急冷。熟料可動(dòng)裝置用PLC控制空氣炮或脈沖閥，實(shí)施自動(dòng)噴吹，噴吹間隔時(shí)間可以任意調(diào)節(jié)，配有“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種控制方式。

  2）調(diào)整配風(fēng)和優(yōu)化篦床結(jié)構(gòu)

  ①更換5臺(tái)風(fēng)機(jī)。新風(fēng)機(jī)為圓形圖框F1、F2、F3、Fg1A、Fg1B，原風(fēng)機(jī)為方形圖框Fg2A、Fg2B、Fg3A、Fg3B；對(duì)于篦床結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，見(jiàn)圖3。

  ②對(duì)其他未更換風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能改造。按風(fēng)機(jī)相似理論進(jìn)行計(jì)算，有針對(duì)性地提高風(fēng)機(jī)的流量和壓力，改造后對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡。

  ③布置在細(xì)料側(cè)的風(fēng)室風(fēng)機(jī)，因其射流作用以及粗料側(cè)熟料顆粒大、料層阻力低，導(dǎo)致大部分氣流從粗料側(cè)通過(guò)，使細(xì)料側(cè)料層得不到足夠的氣流。為此，在細(xì)料側(cè)風(fēng)機(jī)上安裝氣流偏流糾正裝置（見(jiàn)圖4），顯著提高了流過(guò)細(xì)料側(cè)料層的氣體流量。盲擋板與兩側(cè)立板稍高于殼體上的風(fēng)機(jī)出口，盲擋板設(shè)置在篦床中心線(xiàn)右側(cè)，在原檢修隔板上部安裝氣流導(dǎo)向篦子。

  3）更新風(fēng)室之間的密封以消除風(fēng)室竄風(fēng)

  采用Φ0.05mm熱拔不銹鋼微絲制造壓實(shí)厚度10mm、寬度30mm、長(zhǎng)度500mm的遮光微絲板刷，對(duì)活動(dòng)框架穿越風(fēng)室隔墻處進(jìn)行重新密封，密封之后的效果見(jiàn)圖5。

  4）更新灰斗鎖風(fēng)閥為窄型雙層氣動(dòng)閘板

  篦下灰斗卸料與鎖風(fēng)采用的料位計(jì)與電動(dòng)弧形閥組合，是第三代篦冷機(jī)的常規(guī)配置。由于料位計(jì)性能不穩(wěn)定等因素，灰斗漏風(fēng)是第三代篦冷機(jī)的通病之一。為此，灰斗鎖風(fēng)采用窄型雙層氣動(dòng)閘板新結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖6），不僅能夠解決卸料與鎖風(fēng)問(wèn)題，還配備自動(dòng)控制的PLC控制柜和觸摸屏調(diào)節(jié)柜，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可以做到崗位無(wú)需人值守。該閘板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

  ①兩端無(wú)限位；

  ②10個(gè)（高強(qiáng)內(nèi)六角螺栓）圓柱體組成高承載力旋轉(zhuǎn)滑道；

  ③大儲(chǔ)量中間段節(jié)；

  ④雙金屬?gòu)?fù)合耐磨閘板。

  5）嚴(yán)格控制篦板四個(gè)通風(fēng)面積

  篦板的四個(gè)通風(fēng)面積如圖7所示[1]。A是鑄造或焊接篦板過(guò)風(fēng)孔的面積；B是篦板間的相鄰間隙；C是篦板與側(cè)板間縱向間隙；D是固定排與活動(dòng)排篦板間橫向間隙。這四個(gè)通風(fēng)面積控制與管理不好，會(huì)造成篦板阻力下降，篦板分風(fēng)不均，影響冷卻風(fēng)與熟料的換熱效果。

  我們對(duì)這四個(gè)方面的間隙進(jìn)行優(yōu)化：

  ①A面積是由設(shè)計(jì)階段決定的，冷卻風(fēng)流過(guò)這個(gè)面積的流量越多，我們稱(chēng)其為“有效風(fēng)”越多，有助于促進(jìn)冷卻風(fēng)與熟料的熱交換。

  ②對(duì)篦板間的相鄰間隙B，通過(guò)精密加工（斷面組合銑床），控制篦板寬度公差在299±0.5mm以?xún)?nèi)。

  ③間隙C是第三代篦冷機(jī)的主要弱點(diǎn)之一，這個(gè)部位的篦板與側(cè)板是長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)于熟料顆粒和高速氣流混合物中，不僅長(zhǎng)期承受磨料磨損，還經(jīng)常受到紅河熟料沖擊。通過(guò)消除紅河，設(shè)計(jì)出可以局部更換的側(cè)板并定期更換，有效地控制了這個(gè)間隙。

  ④對(duì)間隙D，通過(guò)精確調(diào)整橫梁位置、角度、間距和標(biāo)高，再利用篦板間隙調(diào)整條焊接在篦板的“鼻子”部位，使間隙D達(dá)到了最小化，見(jiàn)圖8。

  冷卻風(fēng)流過(guò)篦板后三個(gè)（B、C、D）面積的流量越多，我們稱(chēng)其為“無(wú)效短路風(fēng)”越多，越不利于冷卻風(fēng)與熟料換熱。在這兩臺(tái)TC12102篦冷機(jī)改造中，非常重視這三個(gè)面積的控制，認(rèn)真實(shí)施了改善性維修。

  IKN篦冷機(jī)雖然屬于第三代篦冷機(jī)，但由于其具有專(zhuān)注于控制篦板后三個(gè)面積的獨(dú)特篦床懸擺結(jié)構(gòu)，因此顯著地減少了無(wú)效短路風(fēng)，相應(yīng)地減少了單位熟料用風(fēng)量。在多種篦冷機(jī)（包括第四代篦冷機(jī)）中，由于IKN的篦冷機(jī)用風(fēng)量較少，銷(xiāo)售量穩(wěn)居世界前兩位[2]，這是一個(gè)控制篦板后三個(gè)面積的成功案例。

  6）入口澆注料做成梯形逐步擴(kuò)寬、窄而長(zhǎng)的馬蹄形（見(jiàn)圖3）。既可以防止堆雪人，又有利于離析的粗細(xì)熟料顆粒在進(jìn)料口得到預(yù)混合，然后同時(shí)向兩側(cè)下方流動(dòng)，均勻散布在后續(xù)篦床全寬上。要注意防止進(jìn)料口熟料僅向一側(cè)下方流動(dòng)，產(chǎn)生紅河現(xiàn)象。為了防止在后墻或側(cè)部澆注料表面堆雪人，重新優(yōu)化配置了7臺(tái)空氣炮。

  4 改造效果

  用相同的技術(shù)手段，先后改造兩臺(tái)TC12102篦冷機(jī)，均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。改造前后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

  1）二次風(fēng)溫提高110~120℃，三次風(fēng)溫提高70~110℃。這兩個(gè)溫度的顯著提高，使窯頭及分解爐中燃料的燃燒環(huán)境大為改觀(guān)，操作者明顯感覺(jué)到，遇有窯系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)，與以前相比，調(diào)整恢復(fù)速度相當(dāng)迅速。

  2）熟料溫度下降70~100℃。運(yùn)行一年多結(jié)果顯示：下道工序設(shè)備故障明顯降低，備件消耗明顯下降。

  3）TS廠(chǎng)熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降2kg/t，噸熟料發(fā)電量提高2.6kWh/t；DX廠(chǎng)熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降6kg/t，噸熟料發(fā)電量保持在原有水平。

  4）兩廠(chǎng)熟料的3d和28d抗壓強(qiáng)度均有所提高；因熟料易磨性改善，水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量有所增加。

  參考文獻(xiàn)：

  [1]熊會(huì)思。新型干法燒成水泥熟料設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社