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1、篦冷机的技术发展,无机非1201班 刘超哲,篦式冷却机的简介,水泥熟料冷却机是水泥回转窑中重要的设备，也是一种热交换装置，它通过高温物料向低温气体传热，使从回转窑内卸出的熟料(温度一般在10001400之间)经过冷却后温度阵至100一200，并将含有大量热量(相当于熟料热耗的20一85)的废气加以利用，提高窑的热效率；另外，熟料的冷却过程还可改善熟料质量和火焰燃烧条件，提高熟料易磨性，节约能源。篦式冷却机是空气骤冷式冷却机（AQC）。出窑熟料在篦床上铺成一定厚度的熟料层，鼓入的冷空气垂直地穿过在篦床上移动的熟料使其骤冷。篦床由篦板组成。篦式冷却机由于出料温度低，有利于改善熟料质量和熟料易磨性，
2、冷却能力大等优点，得到了广泛的应用。,篦式冷却机的简介,传统的篦冷机又分为振动式、回转式和推动式。振动式篦冷机和回转式篦冷机已经淘汰，所以现在说的篦冷机一般指推动式篦式冷却机。60年代后，回转式与振动式篦冷机已很少被采用。,（推动式）篦式冷却机的发展,1937年，首台篦冷机在美国投产，迄今已七十多年，在此期间，篦冷机已从第一代已经发展到第四代。第一代：薄料层篦冷机第二代：厚料层篦冷机（NC型推动篦式冷却机）第三代：空气梁可控气流篦冷机（NC型推动篦式冷却机）第四代：可控制流固定篦床式（ SF交叉棒式推动篦式冷却机）,（推动式）篦式冷却机的发展,第一代篦冷机,第一代篦冷机篦床设计的运行部件的主梁
3、是横向布置。为运送熟料冷却机作纵向运动，虽然篦下有隔仓板，但是横向的主梁在作纵向运动时很难做到密封。在生产过程中，冷风从隔仓板上端漏出，形成篦下内漏风，因此冷却效率不高。,第一代篦冷机,料层较薄，一般在 100mm 200mm左右，冷却风量为2.83.2Nm3/kg。单位面积产量约1820t/（m2d）,冷却效率60%。入窑二次空气温度与窑的热耗有关，热耗为1500 kcal/kg的湿法窑窑二次空气温度一般低于 600，而热耗为1000 kcal/kg的干法预热器窑一般低于 750。此类篦冷机在20世纪中期大量用于烧成系统装置上，成为当时冷却装置的主流。,第二代篦冷机,60年代预热器窑逐步走向
4、大型化，窑产量最大为4000t/d，70年代预分解技术出现后，窑产量成倍增加，产量更高，第一代篦冷机面临各种问题：预热器窑的规格逐年增大，产量1000t/d时，熟料颗粒离析增加，细颗粒熟料随窑产量增大而增多。冷风透过料层时，部分细颗粒熟料流态化，篦板没法推动流态化颗粒，而一些堆积致密的细颗粒熟料层的熟料因料层阻力大，冷风没法透过，导致出篦冷机熟料温度高，废气温度高，入窑二次空气温度低，冷却效率低且事故率高，运转率低下。人们为了增加产量，将一些传统窑改为，预分解窑，窑产量成倍增加，但场地限制篦床面积增大，必须提高篦冷机的单位面积产量，才能满足扩建需求，第一代薄层篦冷机难于满足烧成工艺进展。,第二
5、代篦冷机,冷风不易透过高温熟料层或者阻力较大的细颗粒料料层，而易透过低温熟料和阻力较低的料层，这种状况表明，只有缩小通风面积才能提高通风效率。人们根据这个原理，在篦冷机纵向将篦床分室，缩小各室的面积，缓和了冷风因阻力不均难于冷却高温熟料的现象，开发了第二代厚料层篦冷机。,第二代篦冷机,第二代篦冷机特点采用风室通风，第一室面积缩小至3排篦板，以后各室按工艺需求，确定通风面积。一室第一排篦板采用活动篦板，避免熟料堆积。细颗粒侧的篦板外形有利于输送和冷却细颗粒。篦床下的大梁采用纵向布置，有利于各室之间的密封，减少了内漏风。根据各室料层阻力和风量需求，设置风机。,第二代篦冷机,第二代篦冷机,由下部框架
6、（固定篦板）、活动篦板、传动装置、上下壳体、篦板、盲板布置、熟料拉链机、熟料破碎机、干油集中润滑系统、挂链装置、卸料阀、出料装置、隔槽及隔槽密封、喷水装置、风机、自动控制和报警装置等组成。,第二代篦冷机,厚料层冷却机也存在一些问题，主要是：由于活动框架穿越各风空运动，无法解决风空间的密封，风室隔墙经长期运行后磨损，导致漏风严重。以室为单位划分冷却区域，纵向料层厚度不一造成阻力不均，阻力小处冷却风短路(冷风穿透)，阻力大处篦床局部过热，篦冷机篦板烧变形或脱落等事故时有发生，严重影响窑的运转率。由于窑的回转作用而形成出窑横向熟料的粗、细料离析，在同一室的宽度方向，同样引发冷却风短路问题，导致难以消
7、除的“红河”。靠风室供风冷却，无法精确调解各熟料区域的冷却用风，高温熟料得不到淬冷，维持生产的唯一途径就是提高单位冷风流通量。当然，这就造成了二、三次热风温度的下降，热效率降低。,第三代篦冷机,随着预分解技术的日臻成熟和市场竞争的日益激烈，进一步改善篦冷机热回收性能、提高热效率、完善篦冷机运行稳定性、可操作性，就成为第三代篦式冷却机研制开发的目标。第三代控制流篦冷机针对熟料人机后纵向和横向料层厚度、颗粒组成及温度状况，采取两项重大改进：一是改变第二代厚料层篦冷机分室通风、各室冷却区域面积过大、难以适应料层不均状况，将篦床划分为众多的供风小区，便于供风调整，二是采用由封闭篦板梁和盒式篦板组成的阻
8、力篦板冷却单元，使每个阻力篦板冷却单元形成众多的控制气流，从而克服了第二代篦冷机的缺点，显著降低了单位冷却风量，大幅度提高了冷却效率。,第三代篦冷机,第三代可控气流篦冷机的特点是：热交换以排为单位，冷却面积小，有利于冷风透过料层。设计的篦板阻力较不同颗粒级配堆积的料层阻力相对较高，相应减少了不同料层堆积的阻力对气流的影响，这样可以做到不同颗粒级配的料层对气流的阻力大致相当，冷风较为均匀地透过料层。按各排阻力及面积来配置冷却风量，从而做到调节控制空气量来冷却熟料。空气梁不易漏风，密封性能好。在低温部位，为了节省电能，采用分室通风。,第三代篦冷机,80年代后半期是可控气流篦冷机技术逐步完善并日趋成
9、熟的时期，进入90年代歌公司纷纷推出可控气流篦冷机的新产品，投入到新线建设和对原篦冷机有进行改造。以IKN公司为例，至1998年，销售总量达到21000万t/年（相当于160台4000 t/d生产线）。其他如BMH公司、FLS公司、KHD公司、Polysius所销售的数量和也在数百台以上。国际上一些著名的水泥公司认为篦冷机改造是提高烧成系统产量后重要的配套措施之一。BMH公司是供应篦冷机的专业公司，从1950年以来，供应的篦冷机总数超过700台，改造数超过250台，最大规格为10000t/d，我国海螺集团的4条10000t/d生产线也使用了该公司产品。,第三代篦冷机,BMH公司篦冷机的基本设计
10、参数,第三代篦冷机,不同公司生产的可控气流篦冷机的主要工艺性能,第四代篦冷机,从90年代末开始，一些新型冷却机开始出现其进料部位与第三代可控气流通风完全一致，而后部出现变化，大致有两种结构无漏料篦板，熟料在固定充气篦板的料层上通过对熟料进行冷却，此类冷却机以FLS公司的SF交叉棒式冷却机和Polysius公司的PolyTRACK冷却机为代表。另一种是熟料堆积在槽型活动充气不漏料篦床上，随着活动篦床输送向前运行，冷风透过料层，此类冷却机以BMH的冷却机和KHD公司PyroSTEP冷却机为代表。,第四代篦冷机,其工作原理是： 冷却供风由固定篦床上的篦板提供用以冷却熟料，每块篦板采用机械式空气调节阀
11、，实现冷却空气分布的自动调控，使由于温度变化、料层厚度不均及回转窑出料时产生的敞、细料离析等引起的熟料层阻力差异得以自动均衡，实现最佳的空气分布。篦板是固定的，不输送物料。熟料输送是由固定篦床上的固定与活动交替排列的横杆做住复运动来实现的。运动横杆还起到搅拌、均化熟料作用，使熟料完全暴露在冷空气中，迅速冷却。横杆通过固定夹固定，更换、安装方便。横杆磨损对冷却机的运转及热效率没有影响。篦床与运动横杆之间始终保持有一层约50mm的料层，防止熟料的冲击，对篦板起到隔离保护作用，所以篦板的寿命在5年以上。该设备结构简单，空气分布更好,第四代篦冷机,第四代篦冷机设计优点是：熟料输送机构与熟料冷却机分离：
12、输送、冷却独立完成。篦扳是固定的，磨损少，不会发生因篦扳间隙加大而降低冷却效果篦扳寿命大大延长，设备故酿率低，设备运行可靠。特殊结构篦板：确保无熟料落入风室，无须设置卸料斗、料封阀和拉链机，结构简单，操作维护方便。机械式空气调节阀：使冷却空气的控制达到了最小模块化(每块篦板)，与第三代篦冷机比较，节约大量热能，冷却空气减少10以上，无须密封风机气量20，节电效果明显，在同等规格下风机数量减少一半。,第四代篦冷机,体积小，质量轻：体积、质量是第三代控制流篦冷机的1213。模块化设计制造：安装快捷，能适应不同外型结构的各种规格篦式冷却机。附属设备、土建工程、安装工程少。易损件少：横杆的寿命1年半，篦板寿命5年以上，检修方便，节约成本。液压传动：轴承只需每年加油一次，维护工作量少。,第四代篦冷机,感谢观看,
