浅谈第四代篦冷机的特点

王国民 陶瑛 史可心

中材建设有限公司（100176）

浅谈第四代篦冷机的特点

王国民 陶瑛 史可心

中材建设有限公司（100176）

介绍了篦冷机的发展过程，阐述了第四代篦冷机和第三代篦冷机的区别。说明了第四代篦冷机的优点及优先选用原因。

篦冷机；辊式破碎机；焊接结构篦板

在水泥生产过程中如何降低能源消耗，提高热量的回收利用率，是国内外水泥工业目前需要解决的核心问题。熟料冷却机（下文简称篦冷机）在水泥生产中承担热量回收、熟料运输和冷却任务，因此对篦冷机进行改进是必要的。熟料冷却效果的好坏关系到后面粉磨功耗的高低。在篦冷机中，冷却风通过篦板后，与高温熟料进行热量交换，二次风供回转窑内煅烧使用，三次风供分解炉内预分解使用，剩余的热量以余热形式供发电方面的使用。现在对篦冷机的要求是“三高一低”，即高冷却效率、高热回收率、高运转率和低投入成本。

1 篦冷机的发展

篦冷机是20世纪40年代美国FULLER公司研制开发的。20世纪80年代，我国从美国FULLER公司引进了篦冷机设计和制造技术，从此我国的大中型水泥企业开始大范围使用篦冷机。在过去30多年里，人们对篦冷机的设计和制造技术进行不断的探索，优化篦冷机设备结构，改善性能，增大产量，提高效率。20世纪90年代开发了第三代篦冷机，第三代篦冷机的诞生，使篦冷机技术实现了重大突破。

在第三代篦冷机已经被人们接受，在大范围使用过程中，丹麦史密斯公司又开发出了第四代篦冷机。第四代篦冷机在结构上发生了翻天覆地的变化，将冷却机技术推向了顶峰。

2 第四代篦冷机的特点

从国外进口第四代篦冷机价格较高，为降低成本国内也相继开发了几种第四代篦冷机。目前，第四代篦冷机的技术也逐渐成熟起来。为了节能减排、降低篦冷机运行成本，水泥厂在建厂时应优先选用第四代篦冷机。

从回转窑里出来的1 400℃的水泥熟料，进入第四代篦冷机里冷却后，出篦冷机的水泥熟料温度在90℃左右，废弃温度在100～200℃，出篦冷机的水泥熟料温度可以稳定控制在90℃以下,热回收效率达到78%。

2.1 第四代篦冷机和第三代篦冷机主要结构

第四代篦冷机将篦床分成通风单元和熟料输送单元，第三代篦冷机是隔排篦板往复运动以推动熟料运动。

第四代篦冷机做了较大的结构改进，如图1所示。

图1 第四代篦冷机结构

2.2 第四代篦冷机的结构特点

1）余热发电装置的增加：第四代篦冷机普遍和窑头窑尾余热发电装置配合使用。不安装余热发电时，篦冷机的三次风可部分用于预热器及煤磨的烘干,其余混入冷风降温到一定温度后经收尘器排掉，废气温度也比较高。安装余热发电装置后，在篦冷机中部取风用于余热发电，尾部废气温度有所降低，所发电能还能自用，节约了煤粉。

2）辊式破碎机：第四代篦冷机将尾部锤式破碎机移到篦床中部，改成辊式破碎机，如图2所示。在篦冷机中部就将较大的熟料块破碎到25mm以下，有利于将料块内部的热量回收，降低了篦冷机尾部废气温度，也降低了尾部废气粉尘的浓度。辊式破碎机的破碎环寿命在1年以上，满足了回转窑的检修周期的要求，不用在回转窑运转期间检修篦冷机的破碎机，而第三代篦冷机尾部的锤式破碎机至少要半年换一次锤头。

图2 焊接结构篦板外形图

3）篦板结构改进：第三代篦冷机用铸造的低漏料高阻力篦板组成，第四代篦冷机用焊接结构的固定篦板，如图2所示。

篦板质量的好坏即篦缝的大小对熟料冷却效果有较大的影响，优质篦板有利于风量在篦床上均匀分布,避免“红河”现象的产生。这就对铸造技术提出了较高的要求,但受目前铸造技术和成本的影响，采购的铸造篦板质量不太稳定,很难达到设计要求。第四代篦冷机的焊接篦板较好地解决了这个问题，用耐磨钢板折成U型后焊接成篦缝为竖向凹槽式，篦缝风道为迷宫式结构，横向隔板由激光切割的耐磨板篦板组成,用隔板精确地控制篦缝的大小，篦板上表面铺一层耐热复合钢板，篦板底部还能安装空气流量调节阀，以达到更理想的风量均布状态。焊接结构的篦板的篦缝由激光切割机床保证，篦板质量稳定。

第三代篦冷机的高温段篦板使用期不足一年，低温段篦板使用期两年，而第四代篦冷机的篦板是固定不动的，篦缝风速适中，配合上部专门设计的输送单元，整个篦床寿命在10年以上。

4）配风指标的变化：

第四代篦冷机配风指标：

1.7～1.9 Nm3/kg·Cl（运行）；2.0～2.2 Nm3/kg·Cl（装机）。

第三代篦冷机配风指标：

1.9～2.2 Nm3/kg·Cl（运行）；2.1～2.4 Nm3/kg·Cl（装机）。

第四代篦冷机内部的浇筑料也进行了改进，过去隔行篦板运动以推动熟料运到篦床，改为“固定篦板的通风单元+推动棒结构的输送单元”。

3 结论

以上的改进保证了熟料运输到篦冷机的出口处时，温度降低到65℃，热回收效率78%，实现了高运转率和低维护费用。

因此,无论是新建水泥厂还是篦冷机改造项目，应优先考虑第四代篦冷机。