陳學(xué)勇 胡 龍 孫志鵬 吳永哲

中材裝備集團(tuán)有限公司，天津 300400

三代篦冷機(jī)升級(jí)為步進(jìn)式篦冷機(jī)的實(shí)踐

陳學(xué)勇 胡 龍 孫志鵬 吳永哲

中材裝備集團(tuán)有限公司，天津 300400

陜西某3 800 t/d熟料生產(chǎn)線，采用第三代篦冷機(jī)。在整體保留上、下殼體的基礎(chǔ)上，將三代篦床更換為第四代篦冷機(jī)篦床。改造中，對(duì)篦冷機(jī)改造相關(guān)的液壓驅(qū)動(dòng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熟料破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、土建支撐等進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)。在盡可能利用現(xiàn)有設(shè)備的情況下，本著節(jié)約投資的原則，提供篦冷機(jī)的升級(jí)解決方案。

篦冷機(jī) 技術(shù)改造 步進(jìn)式 破碎機(jī) 風(fēng)機(jī)

0 引言

陜西某3 800 t/d熟料生產(chǎn)線，采用HCFC-3600第三代篦冷機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量3 600 t/d，最大產(chǎn)量3 800 t/d。2009年投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)常出現(xiàn)篦冷機(jī)漏料、固定梁和充氣梁進(jìn)灰、風(fēng)室漏風(fēng)、供風(fēng)不均等問(wèn)題。問(wèn)題不斷暴露，導(dǎo)致窯的年運(yùn)轉(zhuǎn)率下降，熟料燒成成本增加，熟料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力逐漸下降。為了提高篦冷機(jī)的機(jī)械性能和工藝性能，我們綜合考慮了幾種方案，最終保留篦冷機(jī)上、下殼體，將篦床整體更換為第四代篦冷機(jī)篦床，篦冷機(jī)相關(guān)的其它部分，盡可能利用原有部件或者在原部件基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造。為了交流改造經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)此工作進(jìn)行總結(jié)。

1 改造前存在的問(wèn)題

（1）漏料。尤其是灰斗和滑板兩側(cè)的側(cè)板處，漏料非常嚴(yán)重，高溫紅料漏在風(fēng)室內(nèi)，引起活動(dòng)梁和活動(dòng)框架變形，導(dǎo)致篦板運(yùn)行過(guò)程中掉落，造成停機(jī)。

（2）維修費(fèi)高。側(cè)板、滑板、篦板使用壽命短，更換頻繁，約6～12月更換一次。

（3）固定梁和充氣梁容易進(jìn)灰，造成篦縫堵塞后，篦板失效。

（4）風(fēng)室漏風(fēng)（串風(fēng)）。各風(fēng)室間漏風(fēng)串風(fēng)嚴(yán)重，風(fēng)室壓力過(guò)大時(shí)會(huì)造成相鄰風(fēng)室的風(fēng)機(jī)反吹，風(fēng)機(jī)磨損大、振動(dòng)嚴(yán)重、故障率高。

（5）風(fēng)室供風(fēng)不均，篦床細(xì)料側(cè)存在紅河，熟料溫度高，約160～180 ℃。

目前篦冷機(jī)的各項(xiàng)主要運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 改造前篦冷機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)

2 改造目標(biāo)與思路

2.1 改造目標(biāo)

（1）提高機(jī)械性能。包括提高篦床運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高窯的年運(yùn)轉(zhuǎn)率；增加易損件壽命，減少備品備件的更換量，延長(zhǎng)更換時(shí)間。

（2）提高工藝參數(shù)。包括二、三次風(fēng)溫的提高，從而提高篦冷機(jī)熱回收效率，降低燒成系統(tǒng)煤耗；提高冷卻風(fēng)的利用率，降低冷卻風(fēng)機(jī)電耗。

（3）提高產(chǎn)量，降低熟料溫度。

本項(xiàng)目改造后技術(shù)指標(biāo)如下：熟料產(chǎn)量3 800 t/d；篦板壽命由6～12個(gè)月提高到3年，凹凸密封質(zhì)保壽命2年，輥圈質(zhì)保壽命4年；二次風(fēng)溫1 100 ℃以上，三次風(fēng)溫900 ℃以上，熱回收效率大幅提高；熟料溫度65 ℃+環(huán)境溫度。

2.2 改造思路

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)篦冷機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況和業(yè)主需求：改造后主要提高篦冷機(jī)的機(jī)械性能和工藝性能，從而降低熟料燒成成本。綜合考慮各種方案，最終保留原篦冷機(jī)上、下殼體，將篦床整體更換為第四代篦冷機(jī)篦床，篦冷機(jī)相關(guān)的其它部分，盡可能利用原有部件或者在原部件基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造。

該方案的優(yōu)勢(shì)在于：節(jié)約了殼體的制造和安裝成本；節(jié)約了重新制作澆注料和把釘?shù)某杀?；?jié)約了新篦床的土建支撐費(fèi)用；減少了改造工期和停窯時(shí)間。

3 改造選型

篦冷機(jī)改造是一個(gè)系統(tǒng)的工程，除篦床機(jī)械部分外，還包含液壓驅(qū)動(dòng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、熟料破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、電氣系統(tǒng)、土建支撐和工藝非標(biāo)等部分。為降低改造成本，盡可能保留原部件，或者對(duì)原部件進(jìn)行局部改造，以滿足新篦床的運(yùn)行需求。

3.1 篦床部分

原三代篦冷機(jī)如圖1所示，圖中灰色部分為原篦冷機(jī)殼體，予以保留，彩色部分是原篦床，拆除。原篦床分兩段，兩段篦床之間高差250 mm，篦床寬3 600 mm。

圖1 改造前三代篦冷機(jī)布置圖

改造后，如圖2所示。綠色部分為新篦床示意圖。第四代篦冷機(jī)篦床為一個(gè)整體，水平布置。以原來(lái)一段篦床的高度為基準(zhǔn)，布置新篦床，原一、二段之間250 mm的高差用鋼結(jié)構(gòu)底框架支撐。

四代機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊寬400 mm，因此，新篦床共9列，寬3 600 m，與原篦床寬度相同。篦床兩側(cè)與下殼體之間用側(cè)密封連接過(guò)渡。改造后篦床產(chǎn)量3 800 t/d，新篦床面積88.2 m2，單位面積負(fù)荷為43.08 t/(d·m2)，滿足產(chǎn)量需求。同時(shí)將錘式破碎機(jī)改為尾置輥式破碎機(jī)。

圖2 改造后第四代篦冷機(jī)篦床布置圖

3.2 液壓驅(qū)動(dòng)

新篦床驅(qū)動(dòng)原理：篦床共分9列，列與列之間相互獨(dú)立運(yùn)行，從油泵出來(lái)的高壓油經(jīng)多路比例換向閥后，流往各列的液壓缸，驅(qū)動(dòng)篦床運(yùn)動(dòng)。油泵共4臺(tái)，3用1備，電機(jī)55 kW，多路比例閥共3組，每組3個(gè)回路，驅(qū)動(dòng)9列篦床。

改造原則，從節(jié)約成本的角度考慮，充分利用現(xiàn)有元器件。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，原液壓站3臺(tái)電機(jī)，55 kW，3臺(tái)PVH98的柱塞泵，予以保留，同時(shí)保留3臺(tái)電機(jī)對(duì)應(yīng)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，僅新增1臺(tái)電機(jī)和泵；保留原液壓循環(huán)、冷卻、電加熱系統(tǒng)等油箱組件，包括油箱、電加熱器、循環(huán)泵和冷卻器等；更換全部油缸以及管路系統(tǒng)；新增3組比例換向閥。

為減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間，避免失誤，新增液壓部分包含1臺(tái)電機(jī)和泵、比例閥、回路中的各種單向閥、壓力表等，在制造廠整體制作為新液壓站，預(yù)留出3臺(tái)電機(jī)和泵的安裝空間，成套發(fā)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，保留的原3臺(tái)電機(jī)最后與原有油箱連接。

3.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)

與原篦冷機(jī)相同，新篦冷機(jī)也采用干油潤(rùn)滑。干油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由雙線式潤(rùn)滑泵DRB、加油泵DJB、分配器、管路及配套控制箱組成。保留原潤(rùn)滑站的電機(jī)、泵、油筒及電控箱，僅更換新的潤(rùn)滑油管路，在終端新增多路雙線分配器，最終分別供向新篦冷機(jī)軸承。

3.3 風(fēng)機(jī)

四代篦冷機(jī)的篦床運(yùn)行原理、風(fēng)室劃分規(guī)則與三代機(jī)不同，對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓風(fēng)量要求也不相同。本著節(jié)約投資的原則，通過(guò)風(fēng)機(jī)的前后位置調(diào)整，在滿足冷卻風(fēng)要求的前提下，盡可能利用原有風(fēng)機(jī)。

原三代機(jī)風(fēng)機(jī)（共12臺(tái)，見(jiàn)表2）將參數(shù)與四代機(jī)的供風(fēng)需求相匹配。經(jīng)核算，改造后新篦冷機(jī)共9臺(tái)常規(guī)風(fēng)機(jī)，原7臺(tái)風(fēng)機(jī)繼續(xù)使用，新購(gòu)2臺(tái)風(fēng)機(jī)（見(jiàn)表3）。原5臺(tái)風(fēng)機(jī)不再使用，為避免廢棄，選擇其中2臺(tái)作為1、2風(fēng)室的備用風(fēng)機(jī)，僅在正常風(fēng)機(jī)偶爾故障時(shí)，使用備用風(fēng)機(jī)（見(jiàn)表4），避免篦板受高溫?zé)崾炝锨治g。

表2 原三代機(jī)風(fēng)機(jī)參數(shù)表

表3 新四代機(jī)配風(fēng)表

表4 備用風(fēng)機(jī)表

3.4 輥式破碎機(jī)

相比于錘破的沖擊式破碎，輥破為擠壓式破碎，具有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速低、運(yùn)行平穩(wěn)、輥圈壽命長(zhǎng)、裝機(jī)功率低等一系列優(yōu)點(diǎn)。錘破電機(jī)110 kW，輥破共4根輥軸，4臺(tái)11 kW，裝機(jī)功率比錘破少66 kW。故本項(xiàng)目改造時(shí)，將錘破更換為尾置輥式破碎機(jī)。

3.5 電氣

弱電：包含液壓、潤(rùn)滑油站的自動(dòng)控制柜。保留原控制柜，僅更換控制柜內(nèi)的部分元器件，如多路比例閥的放大板等，同時(shí)增加1臺(tái)新增電機(jī)的控制回路，以滿足新液壓站控制需求。

強(qiáng)電：改造前后電機(jī)及功率變化見(jiàn)表5。

新增兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)柜和一面MCC柜，以及一臺(tái)55 kW和四臺(tái)11 kW電機(jī)的控制柜。拆除窯頭電力室原三室和原五室風(fēng)機(jī)配電柜，放置新增的風(fēng)室4與風(fēng)室5風(fēng)機(jī)軟啟柜，新增的風(fēng)室4與風(fēng)室5的風(fēng)機(jī)軟啟柜與原MCC柜并柜；拆除窯頭電力室原六室風(fēng)機(jī)配電柜，放置新增MCC柜，包含液壓油泵電機(jī)和輥破電機(jī)電源，新增MCC柜與原MCC柜并柜。

窯頭配電室現(xiàn)有兩臺(tái)1 250 kVA的變壓器，兩段進(jìn)線通過(guò)母聯(lián)柜連接。目前兩變壓器負(fù)荷率均為50%左右，經(jīng)核算新增負(fù)荷與改造減去的負(fù)荷，配電室變壓器容量滿足改造要求。

3.6 土建基礎(chǔ)

篦床部分的土建支撐不變，節(jié)約了大量的土建改造成本，縮短了改造工期。由于三代機(jī)和四代機(jī)的篦床支撐位置不同，新篦床立柱與現(xiàn)篦床底框架無(wú)法直接連接，改造時(shí)重新制作鋼結(jié)構(gòu)框架，作為過(guò)渡框架，下方與原三代機(jī)框架連接，上方與四代機(jī)篦床立柱連接。過(guò)渡框架停窯之間制作完成，停窯后可直接安裝，縮短停窯時(shí)間。

重新制作尾置輥破和新增風(fēng)機(jī)的土建基礎(chǔ)。

表5 改造前后電機(jī)變化表

3.7 澆注料

原上殼體保留，大部分澆注料予以保留，僅以下兩處澆注料需拆除后重新制作：將原馬蹄口處澆注料拆除后，更換新下料斜坡，重新制作新馬蹄口澆注料；篦床兩側(cè)矮墻：為方便新篦床安裝，上殼體兩側(cè)矮墻處，約500 mm高澆注料拆除，新篦床安裝完成后，予以修復(fù)。

3.8 工藝非標(biāo)

新增兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的非標(biāo)風(fēng)道；兩臺(tái)備用風(fēng)機(jī)重新布置風(fēng)管；重新制作下料溜子，用于尾置輥破處的下料。原冷卻機(jī)進(jìn)料口、三次風(fēng)口、廢氣口及樓梯平臺(tái)等全部保留。

3.9 改造前后對(duì)比

改造后，篦冷機(jī)的機(jī)械性能、運(yùn)轉(zhuǎn)率、工藝參數(shù)等大幅提高，達(dá)到改造預(yù)期效果。改造前后主要參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表6。

表6 改造前后技術(shù)參數(shù)對(duì)比表

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合業(yè)主需求，采用合理的改造方案，最大限度利用現(xiàn)有設(shè)備，對(duì)現(xiàn)有篦冷機(jī)升級(jí)改造。合理的施工安排，精準(zhǔn)安裝，33天完成全部改造施工。在整體投資最小、停窯最短的情況下，改造后，篦冷機(jī)的機(jī)械性能、運(yùn)轉(zhuǎn)率、工藝參數(shù)等大幅提高，達(dá)到改造預(yù)期效果。

本項(xiàng)目?jī)H改造篦冷機(jī)，未涉及原料的預(yù)均化和粉磨等改造，入窯生料波動(dòng)大，不利于燒成系統(tǒng)穩(wěn)定。后續(xù)通過(guò)改造原料系統(tǒng)，燒成系統(tǒng)穩(wěn)定后，篦冷機(jī)仍有進(jìn)一步的提產(chǎn)空間，可提高到3 900～4 000 t/d，進(jìn)一步降低系統(tǒng)熱耗。

TQ172.622.4

B

1008-0473(2016)04-0034-04 DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.04.007

2016-05-10）