水泥熟料的烧成.doc

• 水泥熟料的烧成
• 第一节 水泥熟料的形成过程
• 一、干燥与脱水
• 1.干燥
• 入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。

• 2.脱水
• 当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（ Al2O3·2SiO2·2H2O ）发生脱水反应，脱去其中的化学结合水。此过程是吸热过程。
• Al2O3·2SiO2·2H2O Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O
• (无定形) (无定形)
• 脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅，这些无定形物具有较高的活性。

• 二、碳酸盐分解
• 当物料温度升高到600℃时，石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解，在CO2分压为一个大气压下，碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。
• MgCO3 MgO+CO2
• CaCO3 CaO+CO2

• 碳酸钙分解反应的特点
• 碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程（1645 kJ/kg ），是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程；该过程的烧失量大，在分解过程中放出大量的CO2气体，使CaO疏松多孔，强化固相反应。

• 三、固相反应
• 1.反应过程
• 从原料分解开始，物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙，它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应，形成熟料矿物 。

• 2.影响固相反应的主要因素
• ⑴生料细度及其均匀程度；
• ⑵温度对固相反应的影响；

• 四、熟料烧结
• 水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行，液相量一般在22～26％。
• 2 CaO· SiO2 + CaO 3 CaO· SiO2
• 该反应称为烧结反应，它是在1300～1450～1300℃范围进行，故称该温度范围为烧成温度范围；在1450℃时反应迅速，故称该温度为烧成温度。为使反应完全，还需有一定的时间，一般为15～25分钟。

• 五、熟料冷却
• 熟料冷却时需急速冷却，其目的和作用是：
• 1、为了防止C3S在1250℃分解出现二次游离氧化钙（对水泥安定性没大影响），降低熟料的强度；
• 2、为了防止C2S在500℃时发生晶型转变，产生“粉化”现象；
• 3、防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨；
• 4、减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良；
• 5、减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能；
• 6、使熟料产生应力，增大熟料的易磨性。

第二节 水泥熟料的形成热
一、熟料的形成热
• 1.定义：
• 在一定生产条件下，用某一基准温度（一般是0℃或20℃）的干燥物料，在没有任何物料损失和热量损失的条件下，制成1kg同温度的熟料所需要的热量称为熟料的形成热（熟料形成热效应）。

• 2.影响因素：
• 熟料的形成热是熟料形成在理论上消耗的热，它仅与原、燃料的品种、性质及熟料的化学成分与矿物组成、生产条件有关。
• 3、计算原理：
• 理论热耗=吸收的总热量－放出的总热量，一般为1630～1800kJ/kg-ck。
• 计算方法参看教材p164
• 简易公式（6－20）计算p167
• 表6－3 熟料形成热计算结果

• 二、熟料热耗
• 1.定义：
• 每煅烧1kg熟料窑内实际消耗的热量称为熟料实际热耗，简称熟料热耗，也叫熟料单位热耗。
• 热耗＞熟料形成热，因为有各种热损失，要降低热耗，实际上就是要降低各种热损失。

• 第三节 回转窑的结构
• 一、回转窑的功能
• 燃料燃烧装置
• 热交换装置
• 化学反应器
• 输送设备

• 二、结构组成
• 回转窑的主要结构由筒体、轮带、托轮、传动装置和窑头窑尾密封装置等组成。
• 1.筒体
• 回转窑筒体是回转窑的主体，一般是用不同厚度的钢板，先卷制成一段一段的圆筒，然后焊接成所需长度的筒体。钢板的厚度取决于窑的规格和钢板质量，在应力集中的部位钢板厚度需加厚。

• 筒体内镶嵌200mm左右的耐火材料，以保护筒体；筒体外套装有轮带，坐落在与轮带相对应的托轮上。
• 为便于检查和更换耐火材料，在窑体上常开设人孔门和取样孔。
• 规格：用筒体的内径与长度表示。如Ф4×60m表示直径为4m、长度为60m的回转窑。
• 回转窑筒体倾斜放置，冷端（窑尾）高、热端（窑头）低，斜度一般为3.5~5%。

• 筒体运转要求：保持“直而圆”，保证窑的安全运转和较长的窑衬寿命。
• 筒体的变形：
• 径向变形位置在回转窑支撑处，与筒体钢板厚度成反比，并随与支撑位置距离的加大而衰减。
• a 加厚筒体钢板厚度；
• b 加强轮带刚性，选择适当的轮带与筒体垫板之间的间隙，以求筒体在热态条件下与轮带呈无间隙的紧密配合，间隙过小易使筒体产生缩颈。

• 2.轮带
• a 作用：
• 承重、增加筒体刚性
• b 安装：
• 活套安装，在筒体上铆接或焊有垫板，轮带与垫板之间留有适当的间隙，一般为3～6mm。
• c 筒体轮带一体化：实心、空心
• d 槽齿轮带

• 3.托轮与窑体窜动
• ⑴ 托轮
• 结构
• 安装：两托轮中心和窑中心构成等边三角形，保证两托轮均匀受力，筒体“直而圆”稳定运行。
• 轴承：滑动轴承和滚动轴承
• 自动调位托轮
• 传动托轮

• ⑵ 回转窑筒体的窜动
• 筒体窜动的原因：筒体的倾斜安装、基础沉陷不同、筒体弯曲、轮带与托轮不均匀磨损、轮带与托轮接触面之间摩擦因数的变化等。

• 托轮的调整方法：改变摩擦因数法、歪斜托轮轴线法

• 4.挡轮组
• 分类：
• 不吃力挡轮（信号挡轮）
• 吃力挡轮
• 液压挡轮

• 5.传动装置
• 组成：电动机、减速机及大小齿轮
• 大齿轮的安装：靠近窑尾、远离热端。大齿轮中心线与筒体中心线必须重合。
• 切向连接：具有较大弹性，但中心不易找准。
• 轴向连接：
• 安装时大小齿轮中心线保持平行，一般小齿轮装在大齿轮的斜下方。

• 减速机传动
• 双传动系统

• 辅助传动系统
• 速比大，可使窑非常缓慢旋转，主要作用：
• 主系统出现故障时定时转窑，以免筒体在高温下停转时间过长造成弯曲；
• 砌窑或检修时使筒体停留在某个指定位置；
• 用辅助电动机启动窑可减少启动时的能量消耗。

• 6.密封装置
• ⑴ 窑对密封装置的要求
• 密封性好
• 能适应窑的上下窜动和摆动
• 耐高温、耐磨，结构简单，便于维修等。

• ⑵ 窑的密封形式
• 非接触式：迷宫式、气封式
• 接触式：端面摩擦、径向摩擦

• ① 迷宫式
• ②气封式
• ③气缸式
• ④弹簧杠杆式
• ⑤石棉绳端面摩擦式
• ⑥石墨块密封装置
• ⑦薄片式密封

• 7.两档窑 简介
• 两档窑是70年代末德国KHD公司首先设计应用的。其优点是避免了窑基础下沉或运转中遇到暴雨，引起窑的弯曲或其它原因造成窑体翘起，致使应力集中在一个轮带上。上述应力几乎为正常设计值的二倍，因而在生产过程中易于损坏。而两档窑受力均衡，有利于生产维护。两档窑的其它优点是土建受力较三档窑小14％，传动动力也小10%左右，相应设备重量也减轻11．5％。因此，在工艺条件允许窑的长径比L/D＝10～12的前提下，应推广采用这种结构的窑型。

• 新疆水泥厂2000t/d生产线φ4×43m两档窑也已投产运转多年，目前尚有4台用于2000 ~5500t/d生产线的短窑正在兴建。
• 由于新技术的采用，轮带面和托轮接触均匀，受力也均衡。窑两端的悬臂长度均有所提高．窑头悬臂从1.3D可增至2.7D，窑尾从3．0D提高至3.86D，这样全窑的L/D可从10~12提高至14。此长度已达到现行设计的常规三档窑长度。

• 也就是说，新型两档窑可满足预分解窑生产系统中不同原料对窑的工艺要求。由于新型两档窑省去了一对托轮和与之相配套的轮带、档轮以及大小齿轮，设备重量、窑墩受力均较原有两档窑小些，投资费用也低得多。

• 第四节 回转窑工作原理
• 由于回转窑是一个集燃烧、换热、反应、输送等功能于一体的高温设备，因此，探讨回转窑的工作原理，主要探讨物料在窑内的运动、窑内气体流动、燃料燃烧、物料与气体之间的换热以及物料烧成反应的基本规律。
• 一、窑内物料的运动
• 物料运动方式影响料层温度的均匀性；运动速度影响物料在窑内停留时间，即物料受热和反应时间；填充系数影响气固换热的有效接触面积和窑内气体流动速度和阻力损失。

• 静休止角θ
• 动休止角β
• 移动距离ΔS

• 当回转窑转速为n（r/min）时，物料沿轴线方向运动速度为

• 物料运动速度的影响因素：
• 窑的直径和斜度
• 窑一定后：窑的转速n，物料的填充率、物料性质、窑壁的光滑程度（通过φ、β－θ 反映）。
• 运动速度的测量
• 回转窑的填充系数（物料负荷率）

• 物料通过窑所需时间

• t 运动时间，min
• L 窑长度，m
• n 窑转速，r/min
• Di 有效内径，m
• S 窑斜度，°

• 物料运动与结蛋

• 二、回转窑内燃料燃烧
• 1.煤粉燃烧过程
• 燃料与空气混合
• 燃料与空气加热至一定温度，释放挥发分
• （形成的流股在生产上称为“黑火头”）
• 挥发分着火燃烧放出热量，为固定碳着火燃烧创造高温环境条件
• 固定碳着火燃烧及烧尽，释放燃烧产物

• 2.回转窑对燃煤的要求

• 煤炭分类：
• 烟煤：挥发分含量>15％
• 无烟煤：挥发分含量<10％
• 贫煤或半无烟煤：挥发分含量10～15％

• 煤的搭配使用

• 煤的细度

• 3.煤粉燃烧过程控制
• 控制燃烧火焰的温度，主要影响因素有：
• 燃料的发热量、燃料和一次风的温度、二次风的温度、火焰向周围传递的热量、过剩空气系数
• 4.回转窑的发热能力和热负荷
• 发热能力Q
• 断面热负荷qA
• 表面热负荷qF
• 容积热负荷qV

• 三、回转窑内的气体流动
• 窑内的限制射流（燃烧带）

• 气体流速：影响对流换热系数的大小和高温气体与物料的接触时间。
• 窑内需要的气体流速与窑的直径成正比。

• 回转窑的漏风对窑系统的影响

• 四、回转窑内的传热
• 1.传热形式
• 辐射、对流传热（90％）
• 传导传热（10％）

• 影响传热的主要因素：
• 火焰的黑度
• 火焰的温度
• 窑衬与物料的平均温度

• 第五节 煤粉燃烧器
• 一、煤粉燃烧火焰

• 1.火焰长度
• 火焰长度的调整
• 氧浓度>0.7%：增加排风机转速，火焰延长；降低排风机转速，火焰缩短；
• 短火焰在非常短区域中释放大量热，会侵蚀窑皮，而长火焰对烧成带形成窑皮有利。
• 新型干法窑的烧成带长，需要将火焰拉长。
• 窑操的责任在于烧成带形成和维持良好的固体窑皮。

• 2.火焰方向
• 火焰的轨迹不能直接对着窑衬作用，而且火焰不能长期维持不变。
• 由于二次空气不均匀的进入窑内向上浮动，使火焰趋于向上而朝向窑顶部拱砖。（火焰漂浮）
• 火焰方向的调整
• 当火焰位置稍微朝向物料层，一般使火焰与物料间发生最佳热交换，因此最有利的目标是使火焰处在（2A）的位置或窑中心（2B）。

• 如果火焰太靠近物料层（3A），则会使一部分没有燃烧的煤粉有冲进物料层的危险；如果火焰吹向目标太靠近窑衬壁（1C，2C或1B）会使火焰侵蚀窑皮，缩短耐火砖寿命。

• 3.火焰温度
• 观察到的颜色和相当温度

• 升高火焰温度的措施：
• 提高二次空气温度；
• 使用尽可能少的一次空气；
• 使出口气体不缺少氧，维持氧含量在0.7～3.5％范围内；
• 改进燃烧器的设计，促使燃料和空气在离开燃烧器时迅速混合。

• 二、煤粉燃烧器
• 1.分类
• 旋流式煤粉燃烧器
• 分割式煤粉燃烧器

• 2.回转窑对煤粉燃烧器的要求

• 3.煤粉点燃的模式：
• 均相点燃
• 非均相点燃
• 联合点燃

• 4.一次风温度
• 较低，每减少1.0％的一次风量将节省熟料热耗4.8kJ/kg.
• 5.燃烧器推动力
• 一次风质量流量m与其喷出速度V值的乘积。
• 相对燃烧推动力：一次风百分数与其喷出速度V值的乘积。
• 6.强化窑内煤粉燃烧过程的主要技术措施：
• 使煤与风迅速充分混合；
• 有效的卷吸高温烟气回流；
• 加大燃烧器的推动力

• 7.控制和调节窑内火焰的形状和力度
• 措施：调节一次风的旋流强度。
• 一次射流动量通量：对来自冷却机二次空气引射能力的度量。
• 一次射流动量通量不大时，二次空气足够引射，引射量不受影响；
• 一次射流动量通量大到一定值时，二次空气不能满足引射量的要求，将引射下游区域的燃烧烟气，形成外部回流区。

• 动量通量过小：风煤混合不好，燃烧不完全，煤灰沉落不均而影响熟料质量；火焰下游外回流消失，火焰刚度不够，易漂浮碰撞窑皮，影响耐火砖使用寿命。
• 动量通量过大：外回流过大，挤占火焰下游的燃烧空间，降低火焰下游氧浓度，导致燃烧不完全，窑尾温度升高。
• 外回流影响：
• ①下游炽热烟气回流增加上游火焰化学活性基团和温度浓度，煤粉燃烧速度加快；

• ②冲淡可燃混合物中氧含量，挤占燃烧空间，引起燃烧速度降低，火焰长度增加。
• 适度的外回流：促进煤粉与空气的混合；防止火焰扫窑皮现象。

• 旋流强度的影响：
• 旋流强度增加，火焰变粗、变短，可强化火焰对熟料的热辐射，但过强会引起双峰火焰，易使局部窑皮过热、剥落；也易引起黑火头消失，喷嘴直接接触火焰根部而被烧坏。

• 低挥发分煤燃烧操作方法：增加火焰内循环量，使下游炽热的燃烧产物回流到火焰根部，以提高该处一次风和煤粉温度。

• 二、燃烧器的结构性能
• 1.KHD公司PYRO-Jet燃烧器
• 通道结构是：
• 液体或气体燃料通道（点火喷嘴）；
• 出口有螺旋风翅的旋流空气通道；（相当一般三通道 喷嘴的内流风）；160m/s
• 出口为喷煤口的燃料通道；22～35m/s
• 出口为环形嘴的喷射空气通道；（相当一般三通道 喷嘴的外流风）； 440m/s

• 一般三通道喷嘴的一次风量为12%~16%，PYRO-Jet喷嘴的一次风量仅为6%~9%。减少一次风量可以增加二次风的热回收量，并且可以减少设备规格。
• 一次风分成三个部分：喷射风、煤风和旋转风。
• 在燃烧器出口截面中心形成一个低压区域，引起火焰气体回流。轴向风速相当高，加速靠近火焰的二次风的流速，强化煤风的混合，使燃料易着火燃烧。

• 2.皮拉得公司煤粉燃烧器
• ① 旋流式三风道煤粉燃烧器（图6－77）
• 一次风压达到12kPa时，其用量为12～14％；压力达到35kPa时，一次风量可降至8％
• ②旋流式四风道煤粉燃烧器（图6－78）
• Rotaflam燃烧器与传统三通道燃烧器相比，其特点如下：
• （1）油或气枪中心套管配有火焰稳定器，可使火焰根部形成一个回流区，以确保火焰燃烧稳定。

• （2）.原来三通道燃烧器的旋流风设置在煤风之内，Rotaflam燃烧器旋流风设置在轴流风和煤风之间，以延缓煤粉与空气的混合，从而适当降低火焰温度。
• （3）.外套管向外延伸超过燃烧器喷嘴，避免空气过早扩散，由于“碗状效应”，使火焰形状更佳。
• （4）. 轴流风不象原来三通道燃烧器那样从环缝喷出，而是通过分散开的小型圆孔（或方孔）喷出，与外伸的套管相结合，使火焰集中有力，同时使CO2含量高的燃烧气体在火焰根部回流，可降低废气中的O2含量。

• （5）.可以在操作状态下通过调整各个通道间的相对位置，改变出口端部截面积，以调整火焰。
• （6）.由于火焰根部前几米具有良好的形状，可以使火焰最高温度峰值降低，使火焰温度更趋均匀，有利于保护窑皮，防止结圈。
• （7）.由于一次风量由原来三通道燃烧器的10%下降到6%，从而4%的一次风被等量的高温二次风替代，热耗可降低1.5%。
• （8）.由于火焰峰值温度降低和燃烧气体在火焰根部回流，可有效降低NOx排放量。

• 3.TC型旋流式四风道煤粉燃烧器
• 结构特点

• 燃烧特点

• 四风道煤粉燃烧器的操作

• 4.多通道燃烧器的特点：
• 80年代后期出现的多通道（主要指四通道）燃烧器在机理及主要作用上与三通道燃烧器并没有大区别，其主要特点在于以下几点：
• （1）.在保证三通道燃烧器各项优良性能的同时，进一步将一次风量由12%~14%降低到4%~7%；一次风速由120m/s左右提高到300m/s以増强燃烧器端部的推力。

• （2）各风道间采用较大的风速差异，例如PYRO-Jet燃烧器外流轴向风速高达350m/s（风量占一次风的1.6%），内层旋流风速160m/s（风量占2.4%），中间煤风风速28m/s，以加强混合作用。同时，燃烧器中心还吹出少量中心风，以便对火焰回流携带粉尘的清扫，防止沉淀。
• （3）基于以上措施，使其更加有利于对石焦油，无烟煤等低活性燃料的利用，有利于降低NOx等有害气体的生成量。

• 5.各种类型燃料燃烧器的选用
• 掌握各种燃烧器的性能，方可根据具体要求，对燃烧器进行选取。燃烧器的选用原则如下：
• 1.根据环境保护要求选取
• 目前，许多国家环境保护规定中除对粉尘排放提出更加严格的要外，对NOx排放标准亦有规定。下表是我国对大气环境质量标准的规定

• 为达到环境规定的NOX 排放标准，目前国际上除在预分解窑系统的分解炉区采用还原措施降低NOX 排放量外，还可以采用一次风量低的新型多通道燃烧器以减少NOX 在窑内高温区的生成量，新型多通道燃烧器具有其独到的功效。

• 2.根据原、燃料条件选取
• 国外对新型多通道燃烧器的开发，一方面是基于环境保护要求，另一方面则在于石油危机之后，以煤代油、煤油混烧和利用石油焦等低活性燃料的需要。石油焦是炼油厂的废渣，热值高（一般在33400KJ/Kg以上），挥发分及灰分含量低，含硫高（最高可达6%~7%）、在欧洲价格仅为烟煤一半。因此，充分利用这种废渣既有利环境保护，又有利降低成本，具有很大吸引力。新型燃烧器的开发，由于其所具有的端部推力大，火焰内部气流循环好，对二次风卷吸力量强等特点，再加上对燃料细度的控制，为使用低活性燃料创造了条件。

• 3.根据投资条件及全窑系统设备匹配状况选取
• 在现代预分解窑生产中，优化生产系指全系统最优，而不是单指某个子系统或某个生产环节的优化。因此燃烧器的选取，也必须同全窑其他子系统设备相匹配。
• 对燃料燃烧器的选用，则必须结合原、燃料条件，投资条件，环保条件等综合权衡。除由于使用无烟煤等低活性燃料，必须选用新型多通道燃烧器外，在一般情况下选用已经国产化的三通道燃烧器即可满足生产要求。

• 第六节 水泥熟料冷却机
• 一、冷却机作用
• 1.尽可能多的把高温熟料显热（1200～1500kJ/kg-ck）回收进烧成系统，尽可能提高二次空气和三次空气温度，把烧成系统燃料消耗降至最低。
• 2.选择最适当的熟料冷却速度，以提高水泥质量和提高熟料的易磨性。
• 3.将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送机、储存库和水泥磨所能承受的温度。

• 二、冷却机性能评价
• 1.冷却机的热效率
• 从熟料中回收并用于煅烧过程的热量与熟料出窑时的总热量之比。
• ηc= ×100%
• ηc --冷却机的热效率，%；
• A--熟料出窑时的总热量，kJ/kg；
• B—冷却机的热量损失（熟料和排出气体带走的热量、冷却机的热损失等），kJ/kg。

• 2.冷却机冷却效率（热回收率）
• 指出窑熟料被回收的总热量与熟料出窑时的总热量的比值。

• ηL --冷却机的冷却效率，%；
• A--熟料出窑时的总热量，kJ/kg；
• q—出冷却机熟料带走的热量，kJ/kg。

• 三、冷却机类型
• 1.单筒冷却机：
• 冷却风量一部分入窑作二次空气，另一部分可由窑头抽取作三次空气。
• 2.多筒冷却机：
• 随窑一起传动，冷却风量要求全部入窑作二次空气。
• 共同特点：入冷却机风量受窑系统燃烧空气量限制，不能供给大量风把熟料冷却至足够低的温度，一般出冷却机熟料温度是200～400℃，对输送设备及贮存很不利，更不能直接入磨进行粉磨。

• 3.篦式冷却机：
• 除供给窑系统二次及三次空气外，还可抽取二次冷却区空气作原料磨、煤磨、矿渣烘干机的烘干热空气。如果需要的话可供给更多的空气，把熟料冷却至70～120℃。

• 四、篦式冷却机
• 1.第一代篦式冷却机（斜篦床、统一供风、薄料层操作）
• 结构：
• 篦床斜度：5～10°（料层厚度180～250mm），篦下空气室2～3个，1～2台风机鼓风；
• 入口设置静止的搁板或台阶：缓冲熟料落入冷却机篦床的冲击和改善布料状况。
• 落料通过螺旋输送机或拉链机沿纵向贯穿各室隔墙及机壳拉出。

• 缺陷：
• 易产生堆雪人现象。
• 布料不均，出现“短路”现象；存在颗粒离析，细料一侧出现“红河”。
• 空气室过大，风量、风压配合不合理，易窜风、漏风，冷却效果差。

• 2.第二代篦式冷却机（平篦床、多室分别供风、厚料层操作）
• 结构改进：
• 减小篦床斜度。
• 缩小入口篦床宽度，采用部分盲板取代篦板。
• 多室分别供风。
• 合理配风、加强密封。
• 自动控制篦速与风量。
• 进料搁板或台阶改成活动篦板，防止“雪人”形成。

• 3.第三代篦冷机（阻力篦板、单独脉冲供风、厚料层操作）
• 篦板阻力对空气分配作用
• 阻力篦板的优点：
• ①冷却机进口鼓以高压风或脉冲高压风，防止 “堆雪人”。
• ②防止细熟料侧产生“红河”，同时精确配风，可降低单位冷却空气量，提高二次、三次空气温度，提高冷却机热效率。
• ③阻力篦板表面完全被冷却空气吹过，冷却充分，篦板热负荷降低，使用寿命延长。

• ④防止细熟料漏入篦下室。

• 脉冲式供气：
• 高速风：达到空气均匀分配
• 中速风：适于空气加热

• 空气梁：精确控制不同地点供风量，合理配风

• 4.篦板的改进
• ⑴ 凹槽篦板
• 特点：空气通过接近水平的篦缝进入充满熟料的凹槽，然后通过滞留在槽内的熟料间隙吹向篦板上移动的熟料层。这样既不会漏料，又保护了篦孔不受磨损。
• ⑵ 低泄漏篦板
• 在非热回收区将篦床加宽，熟料层厚度降低，可采用低泄漏的篦板，降低篦下室的漏料量，延长篦板的寿命和改善冷却效率。

• ⑶ 管道供风系统

• ⑷托辊

• ⑸篦床传动装置

• 五、TC型箆冷机介绍
• 1.基本构造和工作原理
• TC型箆冷机是天津水泥工业设计研究院90年代开发的第三代箆冷机，由上壳体、下壳体、箆床、箆床传动装置、箆床支承装置、熟料破碎机、漏料锁风装置、漏料拉链机、自动润滑装置及冷却风机组等组成。

• 热熟料从窑口卸落到箆床上，沿箆床全长分布开，形成一定厚度的料床，冷却风从料床下方向上吹入料层内，渗透扩散，对热熟料进行冷却。透过熟料后的冷却风成为热风，热端高温风被作为燃烧空气人窑及分解炉，部分热风还可作烘干之用。有效的热风利用可提高热回收，而降低系统热耗；多余的热风经过收尘处理后排入大气。

• 冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中；大块熟料则经过破碎、再冷却后汇入输送机中；细粒熟料及粉尘通过篦床的篦缝及篦孔漏下进入集料斗，当斗中料位达到一定高度时、由料位传感系统控制的锁风阀门自动打开，漏下的细料便进入机下的漏料拉链机中而被输送走。当斗中残存的细料还不足以让风穿透锁风阀门时；阀板即行关闭，从而保证了良好密封性能。TC篦冷机配有三元自动控制系统和全套安全监测装置，以确保高效、稳定；安全可靠地工作。

• 2. TC篦冷机的技术措施
• ①TC充气梁装置篦板的开发
• TC充气篦板是“充气篦床”的核心机件，采用整体铸造结构(国外多为组合结构)，以减少加工量并有良好的抗高温变形能力。TC篦扳内部气道和气流出口设计力求有良好的气动性能，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型“充气篦板”的气流出口为缝隙式结构，加之良好密闭的充气梁小室，几乎使所有的鼓进的冷风都通过出口缝隙；因而其气流速度明显高于普通篦板的篦孔气流速度。

• “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，相对缓解了料层阻力变化的影响。当料层波动时仍可保持冷却风均匀分布，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。

• ②低漏料阻力篦板的应用
• 在篦床的中温区，采用TC型低漏料阻力篦板。这种篦板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笆床总阻力的影响；因而虽然用冷风室供风，对熟料进行冷却仍可满足冷却需要。

• ③合理的篦床配置
• TC型篦冷机采用组合式篦床，篦床配置通常分为如下三部分：
• 高温区；熟料淬冷区和热收回区，在该区域采用TC型“充气梁”装置，其中前端采用若干排倾斜15°固定或倾斜3°的活动充气梁，以获得高冷却效率和高热回收串，应该强调指出的是在高温区采用“固定式充气梁”装置，将大大降低了热端篦床的机械故障率。

• 中温区：采用低漏料阻力篦板，该篦板有集料槽和缝隙式通风口，因冷却风速较高而具有较高的篦扳通风阻力；因而具有降低料层阻力不均匀影响的良好作用，有利于熟料的进一步冷却和热回收。
• 低温区：即后续冷却区。经过前端TC充气篦板区和低漏料篦扳区的冷却，熟料已显著降温，故仍采用改型Fuller篦板，完全可以满足该机的性能要求。

• ④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，增加风料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；厚料层冷却工艺不仅提高了单位篦面积的冷却能力，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。

• ⑤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，它通过风与料热交换热平 衡计算，再根据TC篦床工业实验等实践经验加以修正；风压的确定取决于管路系统阻力计 算、TC篦床阻力数据(实验)和料层阻力等因素。

• ⑥良好的锁风
• 严密的锁风是冷却风有效利用的保证。除了充气管道及充气梁的合理密封结构外，留 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。

• ⑦自动控制和安全监测
• 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。TC篦冷机仍采用三 元控制；即篦速控制、风量控制和余风排放控制(即窑头负压法制)，所不同的是第二代篦冷机以留下压力为控制依据，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。

• 必要的检测及保护装置设备安全运转不可缺少的部分。TC型篦冷机设有下列监测和 保护装置；篦板测温及报警装置；料层状况电视监测装置；风室漏料锁风阀的故报警及电机过载保护装置；调料拉链机断链报警装置；冷却风机监测和报警保护装置等。