篦冷机关键技术升级改造专项方案.doc

篦冷机技术升级改造方案当前新型干法水泥生产线中，篦冷机主流机型为第三代和第四代篦冷机，尚有某些第二代篦冷机。随着设备使用时间不断增长，磨损不断加剧，浮现了各种各样问题，如：机械故障率上升，影响窑年运转率；二、三次风温低，热回收效率低，烧成系统煤耗高；窜风严重，风机电耗高；出篦冷机熟料温度高，影响熟料正常储存和粉磨。因而，通过长期运转后，篦冷机提高改造非常必要。本文简介某装备公司Sinowalk 第四代篦冷机研发经验，并依照不同现场篦冷机实际使用状况，结合市场需求，提出了篦冷机技术升级改造五种方案。从施工周期、节能降耗和成本分析等几种方面，详细阐述了每种方案特点，以求在合理投资下，得到最优技术升级方案。1 Sinowalk 第四代篦冷机简介 年， 天津水泥工业设计研究院推出国内第一台拥有自主知识产权Sinowalk 第四代篦冷机。本产品吸取了国外先进设计理念，结合国内机械加工制造水平和顾客使用反馈经验，最后研发成功，并顺利达标达产。，成功开发出熟料尾置辊式破碎机，代替锤式破碎机。同步，第一台 Sinowalk 第四代篦冷机配套尾置辊式破碎机成功投产。，第一台带有中间辊式破碎机第四代篦冷机成功投产。中间辊式破碎机位于两段篦床中间，将冷却机篦床一分为二，熟料经第一段篦床冷却后，进入中间辊式破碎机进行破碎，将大块料、红芯料破碎为粒径 25mm 左右熟料， 再通过第二段篦床冷却。与尾置辊式破碎机相比，配备中间辊式破碎机冷却机可以得到更低出篦冷机熟料温度和更高余热发电风温。Sinowalk 冷却机重要技术特点如下：1）二、三次风温高，热回收效率高，不不大于 75%，从而减少系统热耗；2）出篦冷机熟料温度低，有助于熟料储存和粉磨；3）机械运转率高，年运转率 100%（定期停窑检修除外）；4）每块篦板下方均有自动风量调节阀，提高冷却风运用率，减少冷却风使用量，从而减少风机电耗，单位熟料冷却风量仅 1.71.9Nm/kg（由于不同现场熟料结粒不一致，风量在此范畴内波动）；5）篦床上方存在相对固定死料层，保护篦板免受高温热熟料侵蚀，篦板寿命长达 5 年以上，减少了备品备件费用，也节约了更换备件人工费；6）模块化设计和安装，安装制造精度高，技改现场施工周期短；7）对于改造项目，可充分运用原有壳体及基本，以减少改造土建投资，缩短改造周期。综上所述，Sinowalk 第四代篦冷机各项技术指标已达到国际同行业先进水平。当前已销售 140 多台，投产 120 台，其中 11 台销往海外，得到了国内外业主普遍承认。2 五种改造方案及各自特点分析依照不同市场需求，结合生产线实际运营状况，本文提出了五种不同改造方案，以求在合理投资下，获得最大经济效益和社会效益。方案一：整体更换；方案二：保存壳体，更换篦床；方案三：第三代篦冷机增长中间辊式破碎机；方案四：尾部新增一段篦床，原篦冷机保持不变；方案五：更换固定斜坡。下面针对上述改造方案从方案阐述、合用现场、收益分析和典型案例四个方面，进行详细分析，并对比各自优缺陷。2.1 方案一方案阐述：将原篦冷机（第三代冷却机或者第二代冷却机）整体拆除，所有更换为 Sinowalk 第四代冷却机，重新制作土建构造支撑，配套新液压站和润滑站。依照业主需要，熟料破碎机可选用尾置辊式破碎机或者中间辊式破碎机。合用现场：原篦冷机使用时间长、故障率高、运转率低、热回收率低、出篦冷机熟料温度高，且欲提高熟料产量现场。收益分析：本方案前期投资大，施工周期长，所获得收益也最大。更高二、三次风温，可以大幅减少系统煤耗；出冷却机熟料温度低；篦床寿命更长，更换周期长。典型案例：广西壮族自治区华润某 2 500t/d 生产线，改造前使用天津水泥工业设计研究院有限公司第三代冷却机，型号 TC1164，篦床面积 61.4m。 8 月 15 日停窑改造，采用我公司最新 Sinowalk第四代冷却机，配套中间辊式破碎机，篦床面积69.5 m。以该现场为例，详述改造设计选型。改造之前，第三代篦冷机窑头平台高 10.5m，一段篦床基本高 2.7m，二段篦床基本高 2.1m，熟料小拉链机基本位于 0 平面上，见图 1。新更换带中间辊式破碎机篦冷机机械构造：篦床分两段，一、二段篦床高差 3.4m，因而整体篦床高度比改造前第三代篦冷机高，该现场 10.5m 窑头平台高度，可以满足中间辊式破碎机冷却机高度布置。第四代篦冷机不漏料，可以拆除原有小拉链机，留出空间放置支撑篦床钢构造。改造后，四代篦冷机一段篦床基本高 3.4m，用钢构造框架支撑于 0 平面上，二段篦床位于 0 平面上，中间辊式破碎机基本高3.3m，用钢构造支撑于 0 平面上，见图 2。新增篦床规格SCLW4-8X10-CM，篦床宽约 3.2m，长约 21m，由于窑径没变，改造后，篦床宽度和原篦床基本一致，仅长度延长，使得整个篦床有效面积有所增长。该现场篦床和中间辊式破碎机均采用液压驱动，并安装备用泵，相比于减速电动机驱动，液压驱动具备运营稳定性高、抗冲击能力强、在线切换备用泵更便捷等长处，可大幅提高系统运转率。改造涉及到电气工作：1）改造后，重新更换液压站电动机、风机电动机，相应地低压控制柜和变频器也需重新订货并安装；2）改造提产后，冷却风量增长，风机装机功率随之增长，需核算窑头变压器容量与否足够；3）核算头排风机与否有余量，以抽走更多废气风；4）核算 DCS 控制点位与否足够；5）空气炮系统和高温工业摄像头保存既有，继续使用，不做修改。本项目同步对预热器进行了升级改造，技改后，篦冷机产量明显提高，系统煤耗大幅减少，出篦冷机熟料温度约为 100左右，余热发电量提高。改造先后重要参数对比见表1。表中单位熟料热耗减少，一方面归功于新篦冷机热回收效率提高，另一方面归功于预热器改造。该方案采用中间辊式破碎机，改造效果明显，得到承认。2.2 方案二方案阐述：原篦冷机壳体不变，拆掉篦床，更换为第四代篦床，同步更换新篦床液压驱动系统和电控柜。合用现场：原篦冷机使用时间长，机械故障率高，且热回收效率低；同步对提产需求不大，欲减少系统热耗，减少熟料生产成本现场。收益分析：本方案保存了原有壳体，节约了壳体和浇注料费用（包括材料费用和施工费用），可以继续使用原有土建支撑，节约了土建开支。投资较少，更换了新篦床，二、三次风温升高，热回收率高，可以减少系统热耗。但受限于本来壳体大小，篦床面积无法增大，改造后产量提高不明显。典型案例：河南新乡某 3 500t/d 生产线，原篦冷机机械故障率高，运转率低，频繁停窑导致烧成系统热耗很高，同步二次风温仅 985。 年 7 月进行技改升级，原篦冷机壳体和基本不变，将篦床更换为 Sinowalk第四代篦冷机，新篦冷机安装现场照片见图 3。如图 3所示，工人正在从原壳体尾端安装新篦床。技改后，机械运转稳定性大幅上升，运转率高达 99%，二次风温在 1 100以上，出篦冷机熟料温度为 100，系统热耗大幅减少，改造效果明显。2.3 方案三方案阐述：第三代冷却机篦床普通分为三段，保持前两段篦床不变，拆除第三段篦床，在原第三段篦床位置新增中间辊式破碎机，背面增长一段 Sinowalk第四代篦冷机。合用现场：原第三代冷却机使用状况良好，增长中间辊式破碎机，以提高产量，减少熟料温度现场。收益分析：本方案投资较少，施工周期短，可以减少出篦冷机熟料温度，提高余热发电风温，但对原冷却机热回收效率没有影响。典型案例：浙江某 5 500t/d 熟料生产线，使用原天津院第三代篦冷机TC12102,篦床分三段。技改后篦冷机构造见图 4，图中灰色所示某些为保存前两段篦床；绿色所示某些为拆除第三段篦床后新增Sinowalk 篦冷机；粉色所示某些为增长中间辊式破碎机。改造后，出篦冷机熟料温度将大幅减少，同步余热发电量也将有所增长。当前本项目正在设计当中。2.4 方案四方案阐述：原篦冷机保持不变，破碎机后移，在原篦床尾端新增一段 Sinowalk 篦冷机，同步配套相应液压系统和电控柜系统。合用现场：原篦冷机使用状况良好，但出篦冷机熟料温度高，欲减少熟料温度现场。收益分析：本方案投资少，施工周期短，对原冷却机热回收效率等没影响，只是减少了出篦冷机熟料温度。典型案例：广东省某 6 000t/d 生产线，改造前，采用 CP 第三代篦冷机及中间辊式破碎机，由于产量提高，出篦冷机熟料温度过高，于 年 3 月进行技术升级，在原 CP 篦冷机尾端新增一段 Sinowalk 篦冷机。原篦冷机篦床面积 133.5m，改造后总篦床面积173.3m，熟料产量 7 000t/d，出篦冷机熟料温度大幅下降，约 95，同步余热发电量有所提高。技改后篦冷机构造见图5，红色某些为原篦床，尾端绿色某些为新增 Sinowalk 篦冷机，熟料下料溜子随之后移。2.5 方案五方案阐述：只更换固定斜坡，篦床不变，将原有斜坡更换为 Sinowalk 篦冷机高效固定斜坡。合用现场：原篦冷机使用状况良好，欲提高热回收效率现场。收益分析：更换高效固定斜坡后，可以大幅提高二、三次风温，减少系统煤耗，同步其特殊进风方式可以有效避免斜坡堆雪人问题，提高篦冷机运转率。本方案投资少，施工周期短，改造效果明显，将是下一步改造重点。3 五种方案对比上述五个方案投资及收益对比见表 2。综合上述不同方案分析，针对不同现场运转状况，本着节约投资，收益最大原则，可有针对性采用适当技改方案。1）原篦冷机机械故障率高，热回收效率低，出篦冷机熟料温度高，技改可分状况选用如下两种方案：有提产需求，推荐方案一；没有提产需求，推荐方案二。2）原篦冷机机械运转可靠，可供选取改造方式有：若窑内熟料结粒不均匀，大块料多，推荐方案三；若窑内熟料结料均匀，推荐方案四；也均可选用方案五来提高热回收效率。4 结束语当前，新型干法水泥生产逐渐转向节能型、环保型和资源型运营轨道。Sinowalk 第四代冷却机具备高热回收效率和低运营电耗等长处，特别是带有中间辊式破碎机第四代篦冷机，进一步减少了出篦冷机熟料温度，回收更多热用于余热发电和煤磨烘干，提高热回收效率，满足国家“节能减排”战略目的。