2011-07-02 10:16:10 來(lái)源:水泥人網(wǎng)

案例第二現(xiàn)場(chǎng):篦冷機(jī)方案的選用

??? 為了提高窯系統(tǒng)的生產(chǎn)能力往往篦冷機(jī)是制約的瓶頸,因此,很多生產(chǎn)線出篦冷機(jī)的熟料溫度很高,實(shí)際是在以提高熟料熱耗為代價(jià)提高熟料臺(tái)產(chǎn),這是一種不健康的管理與操作模式。為了徹底改變這種被動(dòng)狀態(tài),應(yīng)該盡快對(duì)旨在提高冷卻能力的改造。

??? 一、判斷改造效果的機(jī)理:

??? 1、提高冷卻能力:

??? 篦冷機(jī)的冷卻原理就是讓冷空氣穿透熱的熟料層,實(shí)現(xiàn)熱交換。而這種穿透的能力需要冷空氣的壓力與熟料層的阻力相匹配,即先進(jìn)的篦冷機(jī)要不斷追求用盡量少的空氣,最大限度地將入篦冷機(jī)的熟料熱焓置換出來(lái)。目前大多數(shù)的篦冷機(jī)型式為空氣梁結(jié)構(gòu),即讓冷空氣通過(guò)活動(dòng)篦板梁向篦板上的熟料進(jìn)行冷卻,這種形式在用風(fēng)控制上,比分室向篦板上的熟料進(jìn)行冷卻有較大進(jìn)步。但實(shí)踐證實(shí),在使用一段時(shí)間后,空氣梁內(nèi)都會(huì)被篦板縫中漏入的熟料細(xì)粉堵塞,甚至有的空氣梁在篦冷機(jī)耐火襯料施工中有澆注料漿液漏入其中,極大影響了冷卻效率。

??? 但是熟料層的阻力在篦板上方并不是均衡的,這是由于有這樣幾種原因:

??? ⑴熟料進(jìn)篦冷機(jī)的位置隨著窯的轉(zhuǎn)速提高會(huì)向窯旋轉(zhuǎn)方向偏離,而且隨著熟料結(jié)粒的大小偏離的程度會(huì)有較大差異,根據(jù)受重力、離心力及風(fēng)力的聯(lián)合作用,大小顆粒熟料會(huì)產(chǎn)生離析,從篦冷機(jī)橫向看,一般是離窯中心線近的一側(cè)是大顆粒熟料,而另一側(cè)是細(xì)粉。

??? ⑵有時(shí)窯內(nèi)大窯皮下落到篦冷機(jī)內(nèi)。

??? ⑶熟料進(jìn)篦冷機(jī)時(shí)有可能粘結(jié)成‘雪人’。

??? 針對(duì)這種狀況,人們提出以沿篦冷機(jī)縱向分別控制冷卻用風(fēng)的理念,即在粗料堆積的一側(cè)可減少用風(fēng)風(fēng)壓,而另一側(cè)細(xì)粉就需要更多的用風(fēng),尤其是在高溫風(fēng)段。
因此,改造篦冷機(jī)的方案理論基礎(chǔ)應(yīng)該與這種縱向控制風(fēng)量的理念一致,否則沒(méi)有改造價(jià)值。

??? 2、提高篦板制造質(zhì)量:

??? 好的篦板不但要延長(zhǎng)使用壽命,而且能防止漏料與漏風(fēng)?,F(xiàn)有的篦冷機(jī)篦板很難做到不漏料,因此,都在篦板下設(shè)置有集料斗,并在斗下設(shè)置鎖風(fēng)閥及室內(nèi)料位自動(dòng)控制等機(jī)構(gòu)。但先進(jìn)的篦板或是靠精確的加工,或是靠密封條及高壓風(fēng)的密封,要實(shí)現(xiàn)不漏料,如果說(shuō)還有極少數(shù)熟料細(xì)粉漏下,集料斗的鎖風(fēng)閥最短時(shí)間也要12小時(shí)打開(kāi)一次,而且打開(kāi)時(shí)間極短,為篦下用風(fēng)的穩(wěn)定創(chuàng)造了極好的條件。不漏料也有利于不漏風(fēng),避免冷空氣的短路。

??? 以往為克服篦板上因料層厚度不均而產(chǎn)生冷卻空氣短路或難以吹透的現(xiàn)象,推廣高阻力篦板技術(shù)。在縱向用風(fēng)控制理論之后,篦板的阻力可以大大降低,這不僅有利于降低克服高阻力的能量消耗,而且降低對(duì)篦板的磨損,延長(zhǎng)篦板使用壽命,一般應(yīng)在三年以上。

??? 還有一種簡(jiǎn)單的延長(zhǎng)篦板壽命的方法,使篦板上方能存有少量靜止的冷卻熟料,篦板不會(huì)直接受熱及磨損,從而降低對(duì)篦板材質(zhì)的要求,減少制造成本。

??? 3、避免出雪人。

??? 雪人是影響篦冷機(jī)效率的常見(jiàn)故障,甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅窯的運(yùn)轉(zhuǎn)。好的篦冷機(jī)應(yīng)該有消除功能。

??? 4、改造費(fèi)用不能過(guò)高,改造時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。改造的部件不宜過(guò)多,那種將原有篦冷機(jī)只剩殼體,內(nèi)部全部更換的方案,比重新安裝一臺(tái)新篦冷機(jī)還費(fèi)力,不能稱其為改造。作為已投產(chǎn)篦冷機(jī)的改造時(shí)間,一般不能超過(guò)窯系統(tǒng)大修所用時(shí)間。

??? 二、推薦成功篦冷機(jī)改造廠家:

??? 廣州圣嘉機(jī)電設(shè)備有限公司。

??? 它的產(chǎn)品特點(diǎn)是:

??? ⑴應(yīng)用法國(guó)圣達(dá)翰技術(shù)。加強(qiáng)固定篦板區(qū)的冷卻用風(fēng),在原有配套風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上,視冷卻機(jī)的規(guī)格能力大小,選用更高風(fēng)壓(約12000Pa)、大風(fēng)量的風(fēng)機(jī)(約3萬(wàn)M3/h),用于控制固定篦板下方的用風(fēng)。這部分風(fēng)量分兩排、10個(gè)左右的風(fēng)室控制,每個(gè)風(fēng)室風(fēng)量的大小都在風(fēng)室入口處有人工控制蝶閥確定。有最初調(diào)試過(guò)程中,可由篦冷機(jī)觀測(cè)孔對(duì)熟料在篦板上方的狀態(tài)確定蝶閥的開(kāi)度,生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)無(wú)須頻繁調(diào)整,但如果窯況變化,可通過(guò)對(duì)這些蝶閥的控制,確保熟料冷卻用風(fēng)的合理性。當(dāng)篦冷機(jī)前端出現(xiàn)有雪人跡象時(shí),可加大這兩臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)的用風(fēng)處理。

??? 為了能合理使用這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的用風(fēng)并節(jié)能,要求使用變頻電機(jī)。

??? ⑵有特定形狀的中阻力篦板,所有與其它構(gòu)件接觸的面都進(jìn)行精加工,確保不漏料、不漏風(fēng)。經(jīng)久耐用,壽命可保證三年以上。

??? ⑶對(duì)固定梁的機(jī)加工要求嚴(yán)格:4.2長(zhǎng)度米的固定床體平面度誤差小于2mm,篦板梁平面精度在50μm以內(nèi)。其加工精度的保證措施為:離子自動(dòng)切割下料,焊接后火工找正,用振動(dòng)錘消除焊接應(yīng)力,銑床加工接觸面。

??? 該方案僅更換固定端篦板梁,而不用改變?cè)袀鲃?dòng)方式及篦板的框架結(jié)構(gòu)。所以費(fèi)用一般在一百萬(wàn)左右(根據(jù)原有規(guī)格),改造時(shí)間不超過(guò)兩周。

??? 成功改造范例

??? 上海聯(lián)合水泥篦冷機(jī)經(jīng)過(guò)廣州圣嘉機(jī)電設(shè)備有限公司近二十天的改造,于三月十日完成并于三月十二日正式投入運(yùn)行,雙方按照合同對(duì)冷卻機(jī)進(jìn)行了考核,考核從3月21日上午8時(shí)開(kāi)始到3月24日上午8時(shí),經(jīng)過(guò)72小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行,現(xiàn)已考核完成,具體改造指標(biāo)要求與考核的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下:

??? 一、合同指標(biāo)

??? 二、改造的主要內(nèi)容

??? 冷卻機(jī)內(nèi)部第一段、第二段改造所需用的篦板、篦板梁、主框架梁、支撐梁、風(fēng)室擋墻、密封、側(cè)護(hù)板、高溫部位的固定床、風(fēng)箱以及控制蝶閥等。

??? 三、考核的性能指標(biāo)對(duì)比(如下表)

??? 四、綜合改造效果

??? 1、固定床熟料流態(tài)化狀態(tài)良好,淬冷效果理想。從攝像電視和現(xiàn)場(chǎng)的觀察孔可以看到在高溫段高壓冷卻風(fēng)均勻有力的穿透熟料層,徹底解決了因熟料的離析現(xiàn)象而產(chǎn)生的紅河問(wèn)題。二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫有了顯著的提高,出冷卻機(jī)熟料的溫度也低于通常的考核標(biāo)準(zhǔn)(65℃+環(huán)境溫度),完全達(dá)到了合同的要求。

??? 2、節(jié)煤方面

??? 從改造前后工藝參數(shù)記錄的平均值來(lái)看,三次風(fēng)溫達(dá)到了906℃,比改造前提高了156℃,二次風(fēng)溫達(dá)到了1092℃,提高了192℃。相比改造前節(jié)能計(jì)算如下:
Q1=C2mt2-C1mt1
=1.422kJ/(Nm3?℃)(1100℃比熱值)×0.40Nm3/kgcl×2180000(kg/d)×1092℃-1.399kJ/(Nm3?℃)(900℃比熱值)×0.40Nm3/kgcl×2180,000(kg/d)×900℃=1354062528-1097935200=256127328kJ/d
每天由三次風(fēng)多帶入進(jìn)分解爐的熱量
Q2=C2mt2-C1mt1
=1.399kJ/(Nm3?℃)(空氣在900℃時(shí)的比熱值)×0.50Nm3/Kgcl×2180000(kg/d)×906℃-1.379kJ/(標(biāo)m3?℃)(空氣在750℃時(shí)的比熱值)×0.50Nm3/kgcl×2180000(Kg/d)×750℃=1381568460-1127332500=254235960kJ/d
合計(jì)每天的節(jié)能:256127328+254235960=510363288kJ/d
折合為標(biāo)準(zhǔn)煤:510363288÷29260(標(biāo)準(zhǔn)煤熱值為29260KJ/Kg)=17442Kg/d
以窯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率85%和系統(tǒng)散熱損失35%計(jì),一年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤為:17.44×365×85%×65%=3516噸標(biāo)煤

??? 以上是二、三次風(fēng)溫提高后,節(jié)煤的粗略計(jì)算。最終的實(shí)際節(jié)煤量,還有待一段時(shí)間的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)證實(shí)。

??? 3、提高產(chǎn)、質(zhì)量:

??? 3.1、由于出冷卻機(jī)的二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫比以前提高近200℃,且穩(wěn)定,對(duì)煤粉的助燃效果提高了,使窯、爐對(duì)煤質(zhì)變化的適應(yīng)性更強(qiáng)了,熱工制度更加穩(wěn)定,窯爐的操作和控制變得容易,所以操作員普遍感覺(jué)到窯變得更好操作。

??? 3.2、熟料出冷卻機(jī)溫度低,對(duì)結(jié)粒正常的熟料顆??芍苯佑檬肿テ?。熟料溫度很明顯是低于65℃+環(huán)境溫度。這使熟料的易磨性得到明顯的改善,從水泥磨的操作員反映的情況來(lái)看,水泥磨產(chǎn)量有了明顯的提高,具體數(shù)據(jù)還需要一段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)與分析才能得出。

??? 3.3、熟料出窯以后,發(fā)生著一種化學(xué)反應(yīng),C3S→C2S+CaO(在1250℃以下);β-C2S→γ-C2S(在525℃-600℃之間),在發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變后,體積膨脹10%,造成熟料粉化(缺少前后對(duì)比數(shù)據(jù)),同時(shí)γ-C2S礦物無(wú)強(qiáng)度,這兩種反應(yīng)都是慢冷的熟料中劇烈發(fā)生,使熟料品質(zhì)嚴(yán)重下降。而在急冷時(shí),熟料液相來(lái)不及結(jié)晶而大部分轉(zhuǎn)變成玻璃體,即使結(jié)晶,也比普通冷卻時(shí)的結(jié)晶粒小,保持了熟料的質(zhì)量。由于影響產(chǎn)量因素較多,需要有一段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)和分析。

??? 4、對(duì)于篦板的使用壽命不在本次的考核范圍之內(nèi)。

??? 五、結(jié)論

??? 經(jīng)對(duì)合同要求的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行考核,數(shù)據(jù)表明已達(dá)到甚至超過(guò)了合同規(guī)定的要求,雙方一致認(rèn)為在合同雙方的共同努力下,改造已經(jīng)取得圓滿成功!通過(guò)了考核驗(yàn)收。

????作者:謝克平/水泥人網(wǎng)資深顧問(wèn)

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