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TC型国产第三长篦冷机技术及其应用

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4.1 冷却工艺措施

篦冷机冷却工艺设计的核心问题是如何达到尽可能高的冷却效果和热回收率。力求以最少的冷却风冷却尽可能多的热熟料，使冷却风与热熟料充分进行热交换，提高入窑系统的二、三次风的温度，从而达到高产、高效、低热耗的目的。
4.1.1 采用第三代篦冷机的“充气梁”技术

?TC篦冷机在篦床的高温区（淬冷区和主要热回收区）采用高冷却效率、高热回收率的“充气梁”装置。全面考虑料层纵、横向的阻力（料厚及颗粒组成）和料温的分布规律，即沿纵向又沿横向将篦床划分成足够小的区域，形成合理的冷却小单元，并有针对性地分配以可调节的冷却风（称可控气流）。最终达到以最少的冷却风，高效冷却一定量的热熟料并高效热回收的目的。

每根“充气梁”一般分隔为左右两个“小风室”或左、中、右三个“小风室”，以便于进一步细分冷却单元，每个“小风室”都有独立进风口。按工艺布置要求，由“充气梁”有机排列组合成为“充气篦床”。将“充气梁”各“小风室”的进风口与带调节阀的管路系统分组连接起来，配以具有相应风量风压的风机便构成了“充气篦床”的冷却系统。

TC型“充气篦板”的气流出口为缝隙式结构，由于几乎所有的冷却风都通过出口缝隙，因而其气流速度明显高于普通篦板的篦孔气流速度。这一特点使“充气篦板”具有两个特性：一是高阻力；另一是气流高穿透性。它对熟料冷却工艺有重要意义，前者增加了篦床阻力对系统总阻力的百分比，相对降低了料层阻力变化的影响。当料层波动时仍可保持冷却风系统的稳定工作，确保冷却效果；第二个特点则有利于料层深层次的气固热交换，特别是对红热细料的冷却更有特殊的作用，有利于消除“红河”现象，解决了第二代篦冷机难以克服的主要问题。

在篦床的中温区，采用TC型低漏料篦板，用冷风室通风。这种篦板有纵向集料槽，冷却风以较高的速度从集料槽的两侧缝隙喷出，因此既减少细粒熟料的漏料量，又增加了篦板的通风阻力。篦板阻力的增加同样可降低不均匀料层阻力对篦床总阻力的影响。因而虽然用冷风室通冷却风，仍可较有效地对熟料进行冷却。

4.1.2 采用厚料层冷却技术

设计最大料层厚600～700mm，增加料层厚度使冷却风与热熟料有充分的热交换条件：增加接触面积和延长接触时间。充分的热交换使热熟料得到有效的冷却并提高了冷却熟料后的热风温度，有利于热回收；厚料层冷却工艺显著提高了单位篦面积产量。此外，厚料层操作还使篦板受到温度较低的冷料层的保护，避免与红热熟料直接接触而受到热损害。
4.1.3 合理配冷却风

在淬冷区和热回收区为“充气篦床”配有合适风量、风压的冷却风是保证其冷却性能的关键。风量取决于料量、料温及所要求的冷却后的出料温度，它难过热平衡计算，气、固（风与料）热交换等热工计算得出基本理论值，再根据TC篦床工业实验等实践经验加以修正；风压的确定基于管路系统阻力计算、TC篦床阻力数据（实验）和料层阻力的计算结果再行修正。

由于熟产经主要冷却区冷却后其温度已较低（与第二代篦冷机相比），故在后续冷却区，所需的冷却风量也比第二代的少；但为了适应窑产量的波动（有时窑不正常，产量变化可多达30%），因此配风仍留有一定的余地。
4.2 按工艺要求，力求完善设备设计
4.2.1 TC篦板设计

?TC篦板是“充气篦床”的核心机件，设计时考虑我国水泥厂操作笔管理水平的实际，采用整体铸造结构（国外多为组合结构），既减少了加工量又有良好的抗高温变形能力。TC篦板内部气道和气流出口设计力求良好的气动性能，出口冷却气流顺着料流的方向喷射并向上方渗透，强化冷却效果。TC篦板初步设计后，经试制、模拟实验和工业实验后定型。TC篦冷机样机投入使用后，实践证明TC篦板的良好冷却性能，尤其对消除“红河”现象有明显效果。
4.2.2 TC充气管道设计

第三代篦冷机充气管道系统比较复杂，结构设计有相当大的难度。其中最大的难点是与活动“充气梁”相连的活动风管装置的设计。它一端固定。另一端随活动框架前后摆动，要求移动灵活且密封良好。国外现有活动风管设计有软管型、活络关节型和机内立式滑阀型等。TC型活动风管装置设计自成一格，共有三种:

（1）带密封滑板的软管装置；
（2）机外带滑板式密封箱的充气风管装置；
（3）带特殊密封箱的机外套管式装置。既简化管路系统又便于安装和维护。

4.2.3 漏料锁风装置的设计

??????? 漏料锁风是冷却风有效利用的保证。TC篦冷机篦下漏料锁风装置采用集料斗加电动料位锁风阀的结构，这种装置既能有效锁风又使篦床下有足够的检修空间；锁风阀由料位传感装置自动控制，断续工作，锁风好，寿命长，又有节能功效

4.3 选配性能优良的风机

??????? 风机的性能是篦冷机主要性能的根本保证，它应满足如下要求：
??????? （1）风机必须保证在一定负载下有稳定的足够的风量和风压；
??????? （2）有良好的效率，以降低能耗；
??????? （3）要配有良好性能的调节阀门及执行器，保证风量的良好调节；
??????? （4）高压风机配装消声器，有利于环境保护。

4.4 设置自动控制和安全操作检测系

4.4.1 三元自动控制系统

自动控制是TC篦冷机性能和稳定、安全操作的极其重要的保证。三元控制即篦速控制、风量控制和余风排放控制（即窑头负压控制），其控制原理与第二代篦冷机虽然相同，但篦速和风量控制的控制条件却有差异。第二代篦冷机以篦下压力为控制依据，而第三代篦冷机以供风系统的固定和活动风管管内压力的综合数值为依据。自控设计时按TC型管路系统的特点设置测点，最后将数据进行综合处理作为篦速和风量控制的依据

4.4.2 安全操作检测及保护装置

TC型篦冷机设有下列监测和保护装置：

（1）篦板测温及报警装置；

（2）料层状况电视监测装置；

（3）风室漏料锁风阀的故障报警及电机过载保护装置；

（4）漏料拉链机断链报警装置;

（5）冷却风机监测和报警装置。

5 实际应用情况

TC篦冷机技术在国内水泥厂新线建设和老厂技改中得到广泛的应用（详风TC篦冷机应用业绩表）。其中第一台TC2000t/d篦冷机已于1999年5月在安徽白马山水泥厂通过国家鉴定。实测其入窑二次风温达1079℃；入分解炉三次风温达875℃；单位冷却风量为1.98m3/kg.cl；热回收率达到74.1%；单位表面积产量为45.63t/m2·d（产量2400t/d）。各项技术性能指标已评定为达到90年代国际先进水平。该机热端篦板寿命保证为1年以上，实际运转至今已两年，热端篦板未更换过一块。

在老厂技改中，比较突出的是采用TC技术对北京水泥厂原2000t/d Fuller篦冷机进行的技术改造。在不增加原有篦床面积的条件下，对原一、二段篦床进行较彻底的改造：第一段篦床进料端改为固定式充气篦床，后按活动式充气篦床和阻力加充气组合篦床；第二段第一室改为阻力篦床后按普通篦床。一段新装6台风机；二段利用原有风机。改造周期约半个月（风机基础提前施工）。改造后一次投料成功。并很快达到预期目标：最大投料量达170t/h，后在在保证质量的前提下，稳产2350～2400t/d。冷却效果很好，出料（25mm左右）可用手抓捏；二、三次风提高50～100℃，热耗显著降低，产量提高约15～20%，而煤耗基本不变；实践证明该机的技改取得显著的效果。

6 TC型篦冷机使用业绩

?天津仕名公司TC型篦冷机使用业绩表
序号规 格使用厂家使用情况备 注
11000t/d太原水泥厂投产新建
21000t/d小屯水泥厂投产新建
32000t/d白马山水泥厂投产新建
41000t/d鑫磊水泥厂投产新建
52000t/d双阳水泥厂 （二线）投产新建
6850t/d葛州坝水泥厂（四线）投产新建
72000t/d山东水泥厂 （三线）投产新建
82000t/d耀县水泥厂投产改造
91000t/d蒲庙水泥厂投产改造
102000t/d葛州坝水泥厂（三线）投产改造
111000t/d光化水泥厂 （三线）投产改造
12850t/d北京燕山水泥厂投产改造
131500t/d巢湖铁道水泥厂投产改造
142500t/d葛州坝水泥厂投产新建
151000t/d山东水泥厂 （一线）投产改造
162500t/d荻港水泥厂 （一线）投产新建
172000t/d牡丹江水泥厂投产新建
182000t/d双阳水泥厂 （一线）投产改造
192350t/d北京水泥厂投产改造
202500t/d荻港水泥厂 （二线）在建新建
212500t/d鹿泉水泥厂在建新建
222500t/d琉璃河水泥厂在建新建
232500t/d双阳水泥厂 （三线）在建新建
241000t/d甘肃山丹水泥厂在建新建
252×2500t/d安徽枞阳水泥厂在建新建