篦冷機是預(yù)分解窯系統(tǒng)中的一個很其重要的設(shè)備，它是窯爐熱源的助推器，其熱效率及的性直接影響到生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)率、熟料質(zhì)量和系統(tǒng)能耗。正如《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報》“燒成論壇”欄目主持人齊硯勇先生所說:“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。在改造中遇到較為嚴(yán)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(yán)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(yán)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(yán)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，不能讓各供風(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)減小，無法實現(xiàn)設(shè)計的配風(fēng)理念。嚴(yán)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，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)壓是讓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(yán)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(xì)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于相應(yīng)的料層。

1.2.4 高溫變形、漏料嚴(yán)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(xì)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(yán)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(yán)重。

(2)從動軸上加強槽鋼受力負(fù)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(yán)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(yán)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?？蚣芰鹤冃螖嗔眩c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(yán)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(yán)重，在篦冷機負(fù)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(yán)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(yán)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)，能讓高壓風(fēng)嚴(yán)格按設(shè)計與實際需要去供風(fēng)，使熟料在的溫差下進行良好的熱交換。冷卻效率高，急冷效果好，機械的性高，它既兼顧了第四代篦冷機供風(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)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，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)是讓對熟料急冷的關(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，達到出篦冷機熟料溫度小于65 ℃+環(huán)境溫度。

為了讓各冷卻風(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，可以好的解決漏風(fēng)問題。同時采用“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，好的解決篦冷機里面竄 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、提高機械的的性、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。