《回转窑结圈问题》word版.doc

01,10,20,24,30,33 | 11 04,16,20,22,24,27 | 15 04,05,08,12,15,29 | 07 04,18,20,30,31,33 | 10 02,11,14,18,20,25 | 14窗体顶端立即投注 窗体底端第三代篦冷机应用现状及注意的问题2011-2-28作者: 一、国产第三代篦冷机的结构特点 高温区采用固定和活动充气梁技术进行热回收，中温区采用高阻尼低漏料篦板，低温区采用富勒改进型篦板，同时篦冷机实施厚料层操作，篦冷机结构上主要是充气梁安装高阻尼充气式篦板，固定式充气梁的供风由固定式分配风管实现篦板供风，活动式充气梁的供风由活套式分配风管或者关节式活动风管或者式金属绕性软连接风管实现篦板供风。高阻尼低漏料篦板和富勒改进型篦板的供风由篦冷机空气室供风来实现。 篦床的结构确定为复式水平推动布置，通常高温区5-10排固定篦板为15度角布置，一段为3度角布置，后段均为水平布置，破碎机根据实际情况选择使用锤式破碎机或者辊式破碎机，目前中国国产第三代控制流充气梁篦冷机普遍采用吹式破碎机，国外公司大多选择辊式破碎机。 整个篦冷机根据单机产量负荷情况进行分段，通常分为1-3段，日产700-1000吨熟料生产线的篦冷机仅仅设计为固定篦板和一段篦床，日产2000-3500吨熟料生产线的篦冷机设计为固定篦板和两段篦床，日产3500-10000吨熟料生产线的篦冷机设计为固定篦板和三段篦床，使用效果很好。第二代篦冷机单位篦床面积产量仅为3040t/m2.d，而第三代篦冷机乃至第四代篦冷机单位篦床面积产量已达到4050t/m2.d以上。第三代空气梁式篦冷机的广泛应用，使出窑熟料得到急速淬冷，冷却机热回收效率已达73以上。比如安徽海螺集团2500吨及5000吨生产线上广泛使用TC1164、NC-III型LBT32216、TC12102、NC-III型LBT36356、NC-III型LBT36352、NC39325篦冷机，8000吨生产线使用伯利鸠斯公司的RS 4821/III型篦冷机，10000吨生产线采用英国CP公司的HE10 -1845R/1845R/1845R篦冷机，这些均代表水泥行业中第三代篦冷机的先进型号，同时也是使用在广泛的机型，比如天津水泥研究设计院设计的TC1164、TC12102在海螺集团内生产线上使用很广泛，而且技术成熟，使用效果好。 二、第三代篦冷机与第二代篦冷机的区别 1、料层厚度增加。由于采用充气梁技术、高阻尼技术和高压风机，熟料冷却风的穿透能力上升，熟料在篦床上采取厚料层操作。 2、高温区风机的风压上升。由于采用高阻尼篦板和充气梁技术，供风风机的风压上升，一般在8000-12000Pa左右，在实际工作时，高压风呈水平方向穿射出篦板并冷却高温熟料。 3、总风量得到了下降。第三代篦冷机采用高阻尼篦板，篦板阻力远远大于二代篦冷机篦板，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，通过实验可知，当速度达到一定时，篦床上物料的压力再增加，风速不会发生明显变化，这就告诉我们穿过高阻力篦板的冷风，继续穿过料层时，风速变化很小，结果为通过篦床上的冷风速度均匀，冷却速度均匀。所以不需要太多的风量。由于采用新型篦板，冷却空气得到了准确的利用，大量使用高压风机，总的风量得到了下降。 4、二次风温明显提高，篦冷机的热效率上升。二次风温由二代篦冷机普遍的600-900上升为1000-1200左右，促进了煤粉的燃烧，提高窑系统产量。 5、漏料量减少。在设计时，篦板的外形尺寸十分精确，同时篦板的漏料本身减少，结构缝得到了改进处理，总体篦床的漏料量大大减少。 6、单位电耗下降。减少了漏风和漏料的处理，同时冷却风量下降了，在产量不变的情况下，单位电耗必然下降。 三、第三代篦冷机的操作注意事项 篦式冷却机的操作目标是要提高其冷却效率，降低出冷却机的熟料温度，提高热回收效率和延长篦板的使用寿命。操作时，可通过调整篦床运行速度，保持篦板上料层厚度，合理调整篦式冷却机的高压、中压风机的风量，以得利于提高二、三次风温度。当床上料层较厚时，应加快床运行速度，开大高压风机的风门，使进入冷却机的高温熟料始终处于松动状态。并适当关小中压风机的风门，以减少冷却机的废气量；当析上料层较薄时，较低的风压就能克服料层阻力而吹透熟料层形成短路现象，熟料冷却效果差，为避免供风短路，这时可适当减慢床运行速度，关小高压风机风门，适当开大中压风机风门，以利于提高冷却效率 在第三代篦冷机的操作中关键是防止雪人的产生，产生雪人的主要原因很多主要是：配料不合理；烧流或跑生料；蓖床结构限制；风压不足；空气炮动作不良，压缩气不足或无润滑；冷却机中心线与窑中心线偏离不合理；蓖板堵塞；操作不当；风门开度不足或不合理；煤质差，熟料粘度大。 处理措施：合理配料；稳定操作；蓖床结构改进；操作上注意风压的变化；强化篦冷机空气炮的维护，确保工作状况良好，压缩气气压和注油雾化润滑；冷却机中心线与窑中心线偏离不合理要通过长时间验证后，确定科学的调整方案后在大修中实施；蓖板堵塞更换或者清理篦缝；风门开度要根据物料烧结状况进行调整；煤质差要与物料配料搭配结合，熟料粘度大时及时调整煅烧和物料配料。 操作中时刻注意窑内煅烧情况的变化，杜绝粉料和大块料的产生， 在投料初期窑内煤灰的影响，易烧流，防止烧流料堵塞篦板的篦缝，要做到经常到窑口和篦冷机一段观察，如有异常立即扭转操作状况。 为了严格控制篦板的使用周期，在实际操作中要坚决严禁关风推料操作和坚决杜绝关风热料操作，特别是检修时清理篦冷机篦床熟料时一定要做到开风机后再推篦床。为了篦冷机紧急情况下的安全运行保护，一室的风机可以接入保安电源，确保窑在紧停时篦冷机高温区的篦板有冷却风机保护。 四、第三代篦冷机的检修维护注意事项 检修时必须彻底清理篦床上的积料和积灰，认真检查每块篦板和连接螺栓。 注重充气梁的放灰清理工作，确保空气梁的通畅。 注重篦板篦缝的清理工作，确保供风能够高速的射出篦缝，发挥急剧冷却熟料的作用。 注重空气室之间的密封工作和注重篦板结构缝和安装缝的处理，这是确保稳定空气室压力的关键，同时也是减少系统内漏风的主要途径。 在篦冷机耐火材料实施检修的同时必须做好篦板的保护工作，一般采用防雨布将整个篦床覆盖保护即可。防止耐火材料将篦板堵住或者粘结。 五、第三代篦冷机的常见故障处理 1、辊破失速（英国CP公司的HE10 -1845R/1845R/1845R篦冷机），故障现象：篦冷机熟料辊破经常发生电机空转或不转，辊破未动作（没有旋转），孰料无法破碎积压在辊破上造成破碎机上方大量堵塞熟料的故障。原因分析：操作错误；传动电机故障；传动减速机损坏；联接轴涨套打滑；轴断裂；速度开关故障；物料压死或卡死或下料口堵塞卡死；轴变形卡死；破碎程序选择不合理，PLC程序不合理或跳电；报警或紧停未复位。目前根据多次发生辊破失速故障的主要原因集中于物料压死或异物卡跳。处理措施：正确操作，严格按照操作规程操作；传动电机故障停窑修复或者更换；传动减速机损坏停窑更换；联接轴涨套打滑紧固选进螺栓；轴断裂责立即停窑更换；速度开关故障通知电气人员立即更换；物料压死或卡死或下料口堵塞、卡死则进行减速（篦床推速）对下料口进行检查清堵处理；轴变形卡死立即停窑更换；PLC程序不合理或跳电立即恢复正常程序和供电；报警或紧停未复位操作检查后复位 2、冷却机蓖床传动失速（液压传动或者机械链盘传动）故障现象：常见篦冷机临停处理其他故障后，准备开机时发生冷却机篦床压死不动作或者开不了，或者在篦冷机减速操作后发生篦冷机篦床过负荷突然跳停。原因分析：油品不正确，油位过低；操作错误；报警或紧停未复位；液压输送油管及接头漏油严重；液压模块故障；备用泵切换不正确；液压缸平衡阀错误打开；传动感应器错误安装或故障；物料压死；空气室积料满抵住活动篦床大梁；蓖床机械卡死；油泵电机烧或其他报警。但是根据现场实际情况分析，主要原因还是操作不当造成类似事故的发生，在机械传动时主要是因为启动篦床时未确认速度设定，结果高速启动冲断尼龙棒或者联结液偶、传动链条等等，严重时会将篦床传动减速机拉翻。也曾发生过因活动篦床的支撑辊损坏且调整垫片脱落导致活动篦床直接落在固定篦床上，阻力太大无法推动的故障。处理措施：操作严格按照操作规程操作；油泵电机烧则立即切换备用泵进行更换处理。无备用机时必须停窑处理故障；油管漏油严重或堵塞进行处理或者更换油管；各阀门开关不正确严格按照操作要求操作；过滤器堵塞或切换不到位则更换滤芯或者板阀操作规范；泵回油压力调节器故障或回油过大则更换回油压力调节器或者调整回油量减少；安全溢流阀动作调压或者更换处理；压力低报报警设定过高调整处理；压力表损坏更换处理；系统漏油严重进行堵漏处理；仪表报警故障进行电器专业维修处理；油品正确规范使用确保合理油位；液压模块故障或者液压缸故障则进行更换；回油电磁阀动作则检查工作回路是否正确。同时组织检查机械专业因素和传动感应器的安装，为了防止事态严重，发生篦床失速时必须按照操作规程进行减产操作或者临停处理，在开动篦床前必须将鼓风机开启并将风门开大，减少篦床启动负荷。空气室积料严重抵住大梁情况时必须组织空气室放料操作，并检查积料来源，特别重点检查篦板是否开裂或者脱落，同时也有发生因加脂多导致熟料粉尘和油脂混合物堵住灰斗下料口，如果确实物料压死则立即停窑处理，待温度下降后组织清理篦床压料，注意安全。检修重点检查内外支撑辊和间隙调整垫片是否点焊牢固，并建立完整的篦冷机检修台帐。 3、冷却机空气室灰斗弧型阀跑风严重，故障现象：篦冷机空气室漏风严重，且漏飞砂，空气室压力的不到保障，空气室压力一直偏低。伴随着冷却机冷却效果差，熟料温度高等等问题，同时篦冷机的二次三次风温偏低，篦冷机热效率下降。原因分析：弧型阀未关闭到位漏风严重；阀内阀芯磨损；阀芯关闭不严或密封磨损；灰斗未存料粉形成料封；弧型阀传动故障；灰斗破裂跑风严重；操作错误；报警或紧停未复位。处理措施：弧型阀未关闭进行关闭处理，并调整开和关位置的限位开关状态；阀内阀芯磨损进行补焊或者更换处理；阀芯关闭不严或密封磨损机进行补焊或者更换处理；灰斗未存料粉形成料封，延长关闭时间，形成足够的料封；弧型阀传动故障进行处理或者更换；灰斗破裂跑风严重进行补焊和加固防震裂处理；操作上严格按照操作规程操作。 六、国产第三代篦冷机的进一步改进优化 1、篦床传动十字滑块加设干油注入密封，加强十字滑块的密封和防磨损作用，这样可以减少空气漏风和减少十字滑块的磨损消耗； 2、强化空气室漏料灰斗的料封作用，采用双层料位计控制空气室灰斗料位，这样可以保证空气室的压力，确保向篦板供风的压力 3、空气室分区需要科学合理便于巡检维修施工，建议模块化设计制造，检修门的安装和结构要合理。 4、熟料破由高速锤式破碎机改进成为低速辊式破碎机，这样可以在长时间的确保熟料破碎粒度。同时取消篦冷机尾部的链条、链幕。 5、低温区采用高阻尼低漏料篦板，提高空气室风压和低温区料床厚度，这样确保熟料的冷却效果和降低熟料的最终出口温度。 6、废气取风口风管内衬没有耐磨材料保护，建议采用低温耐磨捣打料实施内衬保护，减少钢风管磨损漏风。 7、设备采取模块式制造安装，减少制造和安装时间，提高设备安装质量 七、高原环境下第三代篦冷机选用注意事项 若在高海拔地区情况就发生变化了，由于高海拔地区气压低，空气体积增大。保持篦冷机规格不变（篦床面积不变），保持气体质量流量不变，这时就需要加大风量，增加空气体积流量，增加的空气量，要根据海拔高度的变化情况适当加大风机的规格即可。 八、结束语 目前国产第三代控制流充气梁篦冷机已在已建、新建水泥熟料生产线上广泛使用，虽然现在已出现了更加先进更加节能的第四代篦冷机，但是由于设备价格和技术要求很高。目前还无法在短期内全面替代第三代篦冷机的广泛使用，同时一味的改用第四代篦冷机也不符合国情和企业实际情况，在目前还必须强化第三代篦冷机的功能作用，为充分发挥控制流充气梁篦冷机的优点，广大水泥工作者和生产厂家还需逐步优化操作，减少篦冷机的漏风及故障提高设备运转率，降低生产成本，达到节能降本的创利途径。在新型干法窑水泥生产中，熟料的冷却方式基本采用篦式冷却机冷却。在实际生产中，篦冷机前壁与回转窑筒体转向后侧的卸料溜子处，常常会遇到篦板不能及时将热熟料推走，使其堆积越来越高，严重时可堵到窑口，人们通常把这种现象称为“堆雪人”；在篦床上熟料层的细料侧，从进料至出料呈现一条高温灼红熟料带，俗称“红河”。 新型干法水泥窑篦冷机“堆雪人”与“红河”现象分析 一、篦冷机“堆雪人”与“红河”的危害 堆雪人与红河是篦冷机经常出现的不正常现象，严重影响着生产线的正常运转。 雪人的形成，影响系统通风、入窑二次风量、风温，破坏窑及预热器系统的热平衡，使窑内煅烧状况不好，熟料产量、质量下降，严重时会造成窑头正压，窑尾漏料，窑口护铁磨蚀加重。 红河会造成篦板损坏。篦板受热损坏后，部分高温熟料经篦板破损处落入篦床下风斗内，易使篦床下的大梁和风斗的密封板及斗下阀门等部件受热变形，造成冷风漏出机外或在篦下各室之间相互串风，熟料得不到冷却，以致影响到熟料输送、储存、粉磨和水泥性能。二、“堆雪人”的形成原因 由于入窑二次空气量不足，燃料燃烧速度较慢，导致煤粉不完全燃烧，熟料在窑内翻滚过程中表面粘上的细煤粉，一并落入篦冷机后，在熟料表面进行无焰燃烧，释放出热量，随着风冷却的加大红料越是不断，使得本来应该受到骤冷的液相不但不消失，反而可维持相当一段时间；另一方面由于煤灰包裹在熟料表面，导致熟料表面铝率偏高，液相粘度加大，更为重要的是不完全燃烧极易导致还原气氛。在还原气氛下，熟料中的被还原为低熔点的FeO，生成低熔点矿物，粘附在墙壁上。如果这种还原气氛持续的时间过长或篦床操作不当，如停床、慢床致使物料在篦床一室形成堆积状态，使熟料与墙壁有足够的接触时间；再加上盲板的阻风作用，使靠近墙壁的熟料冷却效果差，一部分液相就会在墙壁上粘挂，逐渐形成雪人。 三、“红河”形成的原因 熟料在篦冷机的冷却过程是: 从窑头落下的高温熟料堆积在篦冷机进料口篦床上。随篦板向前推动覆盖在整个篦床上，冷风经篦缝向上透过熟料层，熟料在推动的过程中逐步得到冷却。而熟料冷却的好坏取决于冷风透过熟料层的阻力。阻力小，透过的冷风量多，则出篦冷机的熟料温度低。阻力大，则出篦冷机熟料温度高。 冷风透过熟料层的透气阻力影响因素较多 ,其计算公式较为复杂 ,为说明问题 ,简化如 阻力损失，Pa; V 气体透过篦床的速度，m/s; g 重力加速度， ; 阻力系数,值与熟料结粒大小 ,料层内缝隙率以及熟料粘度等有关; 气体容重 ,。 从公式来看，冷风透过料层的阻力与气流速度、气体容重、阻力系数有关。当冷风透过高温熟料料层时，风料之间热交换因温差较大而作用强烈，此时高温熟料将较多的热量传给冷风，冷风受热后温度升高，体积随之增加，其透过料层的气流速度也相应增加。气体透过料层的阻力随气流速度的平方增加,而气体的容重随温度增加而减小 ，结果是透气阻力随气流温度增加而呈平方增加。反之当气流透过温度较低的熟料层时，气流温差小，透过的气体温度低则阻力也低，空气易从低阻力区域的熟料层透过，气体透过量愈多 ,熟料温度愈低。熟料随篦板推动而向前移动。从篦冷机的横断截面来看，愈是在冷端，高透气阻力的料层和低阻力的料层之间的温差也愈大,冷风愈来愈集中在低阻力的熟料层透过，而高阻力的料层很少有气流透过，此部位熟料的冷却效果相当要差一些。 熟料在窑内煅烧时，受离心力的作用，产生离析，大颗粒一般集中在中间，随着颗粒直径变小，细颗粒愈来愈集中在窑筒体一边。当熟料从窑头落至篦床上时，大颗粒集中在一侧，细颗粒集中在另一侧，篦床横截面中部为粗细颗粒的过渡部位。当窑速较快且窑内细颗粒熟料较多时，细颗粒集中在一侧的现象尤为明显。熟料颗粒在篦床纵向随篦板向前推动逐步覆盖整个篦床面，虽然在推动过程中，颗粒层级配有所变化，但纵向变化不大，此时，从篦冷机的进料口至出料口，细颗粒在一侧形成带状、较大颗粒分别形成条带而随颗粒直径增大向另一侧集中。由于细颗粒堆积致密，冷风透过时阻力大，从进料口的高温熟料层开始，冷风较少或不透过细颗粒熟料层，较多地透过阻力低的较大颗粒层。此时细颗粒层因冷风透过量少而得不到冷却，其料层表面呈高温红色，透过冷风的熟料层因冷却其表面呈黑色。随着篦板的推动，在同一横截面上粗、细熟料颗粒层之间的温差愈来愈大，冷风愈来愈集中从较大颗粒的熟料层透过，而细颗粒熟料层得不到冷却, 形成一条从冷却机进料口至出料口的，红熟料带，这就是红河现象出现的原因。 四、“堆雪人”的解决措施 篦冷机堆雪人的原因较多，有时几种原因共存，所以应根据具体情况具体分析，从工程设计开始就引起重视。 正确确定篦冷机与回转窑中轴线的相对位置 篦冷机与回转窑中轴线的相对位置是引起堆雪人的重要原因，设计者应从在理论和实践中总结经验，提出合理的位置关系。另外，在回转窑的制造、安装和调试过程中应严格把关，尤其是中轴线的相当位置，减少尺寸误差。 改善熟料的颗粒组成，正确控制液相量 新型干法的特点之一是熟料的细颗粒较多，当温度提高时，便容易形成浮动料层，使篦冷机堆雪人的几率增高。料层厚度应始终保持在600mm左右。在同等生料质量的条件下，由于窑速调节不当和三风道喷煤管使用不好，都会使细粒熟料增多；同时熟料中的液相量与温度也密切相关。预分解窑几乎没有冷却带，进入篦冷机的熟料温度一般都高达 13001450 oC，个别甚至会更高。 熟料在正常煅烧的过程中，当温度略低于1300 oC时便开始生成液相。然后，随温度的继续升高而液相量逐渐增加，但达到某一定温度后，液相量增加的速度缓慢下来。只有温度再剧增，液相量才会进一步增加，正常情况下温度在13001400 oC的范围内是液相量剧增区域。适当的液相量有利于高质量熟料的形成，液相的粘度对良好熟料的形成也有重要作用。但温度过高时液相量增加，粘度却降低，难以形成良好的团块，这也是篦冷机产生堆雪人的原因之一，所以，在操作中应特别注意温度的控制，避免堆雪人的现象产生。 提高篦冷机冷却能力 篦冷机是熟料冷却的重要设备，合理设定各室风量和风压，加速熟料冷却，努力提高入窑二次风和入分解炉三次风温度，减少热损失，提高冷却效率，可避免堆雪人和出红料。提高冷却能力的措施有：增加淬冷风量，避免冷风短路，控制合适的高低温度段速比， 一般为1:1.2，注意风煤料的变化。当煤灰分大时，熟料中含量高或喷煤嘴磨损严重时均有堆雪人和出红料的危险。 五、“红河”的解决措施 红河的起因较复杂，其解决的方法也是多样化。解决红河的措施是：首先应从原料性能和热工操作上解决，使窑内熟料结粒均匀，从根源上解决料层透风的均匀性，才能较好地解决红河的问题。但各厂生产受种种条件的制约 ，很难对原料和操作作大的变动，在此情况下对篦冷机可以采取改变通风方式和改变篦板形状来减缓红河状况。 改善窑的操作 为使熟料结粒均齐，应尽量提高入窑物料分解率，改善篦冷机的操作，尽可能提高二次和三次风温，改善喷煤管火焰形状，缩短物料在窑内分解带和过渡带的停留时间，延长在熔融带的停留时间，在最高温度带保持合适的烧成温度，以上操作状况有利于结粒。提高入窑物料分解率的措施是加强窑、预热器、三次风管、废气管道等装备的密闭，减少漏风，改善预热器、分解炉的性能，提高换热效率，增强上述装备的隔热，减少散热损失等。 采用侧吹风技术 侧吹风技术是在篦冷机出现红河料层的侧墙边，设置一排吹风孔，用一台风压较高的风机，在篦上水平向细颗粒层喷吹，此时部分细颗粒被吹动而使料层发生松动，而使料层的透风阻力下降，篦下的冷风因细料层阻力下降而得以透过料层，使熟料得到冷却，红河则减缓。 篦上侧吹风操作时，在高温细颗粒熟料与篦板之间有冷风吹过，形成一层冷风垫层