三代篦冷機升級為步進式篦冷機的實踐

陳學勇 胡 龍 孫志鵬 吳永哲

中材裝備集團有限公司，天津 300400

三代篦冷機升級為步進式篦冷機的實踐

陳學勇 胡 龍 孫志鵬 吳永哲

中材裝備集團有限公司，天津 300400

陜西某3 800 t/d熟料生產(chǎn)線，采用第三代篦冷機。在整體保留上、下殼體的基礎上，將三代篦床更換為第四代篦冷機篦床。改造中，對篦冷機改造相關的液壓驅動、潤滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熟料破碎機、風機、土建支撐等進行了優(yōu)化升級。在盡可能利用現(xiàn)有設備的情況下，本著節(jié)約投資的原則，提供篦冷機的升級解決方案。

篦冷機 技術改造 步進式 破碎機 風機

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，設計產(chǎn)量3 600 t/d，最大產(chǎn)量3 800 t/d。2009年投產(chǎn)以來，經(jīng)常出現(xiàn)篦冷機漏料、固定梁和充氣梁進灰、風室漏風、供風不均等問題。問題不斷暴露，導致窯的年運轉率下降，熟料燒成成本增加，熟料的市場競爭力逐漸下降。為了提高篦冷機的機械性能和工藝性能，我們綜合考慮了幾種方案，最終保留篦冷機上、下殼體，將篦床整體更換為第四代篦冷機篦床，篦冷機相關的其它部分，盡可能利用原有部件或者在原部件基礎上進行升級改造。為了交流改造經(jīng)驗，本文對此工作進行總結。

1 改造前存在的問題

（1）漏料。尤其是灰斗和滑板兩側的側板處，漏料非常嚴重，高溫紅料漏在風室內(nèi)，引起活動梁和活動框架變形，導致篦板運行過程中掉落，造成停機。

（2）維修費高。側板、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灰，造成篦縫堵塞后，篦板失效。

（4）風室漏風（串風）。各風室間漏風串風嚴重，風室壓力過大時會造成相鄰風室的風機反吹，風機磨損大、振動嚴重、故障率高。

（5）風室供風不均，篦床細料側存在紅河，熟料溫度高，約160～180 ℃。

目前篦冷機的各項主要運行參數(shù)見表1。

表1 改造前篦冷機主要運行參數(shù)

2 改造目標與思路

2.1 改造目標

（1）提高機械性能。包括提高篦床運行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高窯的年運轉率；增加易損件壽命，減少備品備件的更換量，延長更換時間。

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

（3）提高產(chǎn)量，降低熟料溫度。

本項目改造后技術指標如下：熟料產(chǎn)量3 800 t/d；篦板壽命由6～12個月提高到3年，凹凸密封質保壽命2年，輥圈質保壽命4年；二次風溫1 100 ℃以上，三次風溫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

結合現(xiàn)場篦冷機的實際運行情況和業(yè)主需求：改造后主要提高篦冷機的機械性能和工藝性能，從而降低熟料燒成成本。綜合考慮各種方案，最終保留原篦冷機上、下殼體，將篦床整體更換為第四代篦冷機篦床，篦冷機相關的其它部分，盡可能利用原有部件或者在原部件基礎上進行升級改造。

該方案的優(yōu)勢在于：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用；減少了改造工期和停窯時間。

3 改造選型

篦冷機改造是一個系統(tǒng)的工程，除篦床機械部分外，還包含液壓驅動、潤滑系統(tǒng)、熟料破碎機、風機、電氣系統(tǒng)、土建支撐和工藝非標等部分。為降低改造成本，盡可能保留原部件，或者對原部件進行局部改造，以滿足新篦床的運行需求。

3.1 篦床部分

原三代篦冷機如圖1所示，圖中灰色部分為原篦冷機殼體，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。第四代篦冷機篦床為一個整體，水平布置。以原來一段篦床的高度為基準，布置新篦床，原一、二段之間250 mm的高差用鋼結構底框架支撐。

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

圖2 改造后第四代篦冷機篦床布置圖

3.2 液壓驅動

新篦床驅動原理：篦床共分9列，列與列之間相互獨立運行，從油泵出來的高壓油經(jīng)多路比例換向閥后，流往各列的液壓缸，驅動篦床運動。油泵共4臺，3用1備，電機55 kW，多路比例閥共3組，每組3個回路，驅動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)場調(diào)研，原液壓站3臺電機，55 kW，3臺PVH98的柱塞泵，予以保留，同時保留3臺電機對應的電力驅動系統(tǒng)，僅新增1臺電機和泵；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)場施工時間，避免失誤，新增液壓部分包含1臺電機和泵、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，預留出3臺電機和泵的安裝空間，成套發(fā)至現(xiàn)場安裝，保留的原3臺電機最后與原有油箱連接。

3.3 潤滑系統(tǒng)

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

3.3 風機

四代篦冷機的篦床運行原理、風室劃分規(guī)則與三代機不同，對每臺風機的風壓風量要求也不相同。本著節(jié)約投資的原則，通過風機的前后位置調(diào)整，在滿足冷卻風要求的前提下，盡可能利用原有風機。

原三代機風機（共12臺，見表2）將參數(shù)與四代機的供風需求相匹配。經(jīng)核算，改造后新篦冷機共9臺常規(guī)風機，原7臺風機繼續(xù)使用，新購2臺風機（見表3）。原5臺風機不再使用，為避免廢棄，選擇其中2臺作為1、2風室的備用風機，僅在正常風機偶爾故障時，使用備用風機（見表4），避免篦板受高溫熱熟料侵蝕。

表2 原三代機風機參數(shù)表

表3 新四代機配風表

表4 備用風機表

3.4 輥式破碎機

相比于錘破的沖擊式破碎，輥破為擠壓式破碎，具有運動轉速低、運行平穩(wěn)、輥圈壽命長、裝機功率低等一系列優(yōu)點。錘破電機110 kW，輥破共4根輥軸，4臺11 kW，裝機功率比錘破少66 kW。故本項目改造時，將錘破更換為尾置輥式破碎機。

3.5 電氣

弱電：包含液壓、潤滑油站的自動控制柜。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，同時增加1臺新增電機的控制回路，以滿足新液壓站控制需求。

強電：改造前后電機及功率變化見表5。

新增兩臺風機的軟啟動柜和一面MCC柜，以及一臺55 kW和四臺11 kW電機的控制柜。拆除窯頭電力室原三室和原五室風機配電柜，放置新增的風室4與風室5風機軟啟柜，新增的風室4與風室5的風機軟啟柜與原MCC柜并柜；拆除窯頭電力室原六室風機配電柜，放置新增MCC柜，包含液壓油泵電機和輥破電機電源，新增MCC柜與原MCC柜并柜。

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

3.6 土建基礎

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。由于三代機和四代機的篦床支撐位置不同，新篦床立柱與現(xiàn)篦床底框架無法直接連接，改造時重新制作鋼結構框架，作為過渡框架，下方與原三代機框架連接，上方與四代機篦床立柱連接。過渡框架停窯之間制作完成，停窯后可直接安裝，縮短停窯時間。

重新制作尾置輥破和新增風機的土建基礎。

表5 改造前后電機變化表

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；篦床兩側矮墻：為方便新篦床安裝，上殼體兩側矮墻處，約500 mm高澆注料拆除，新篦床安裝完成后，予以修復。

3.8 工藝非標

新增兩臺風機的非標風道；兩臺備用風機重新布置風管；重新制作下料溜子，用于尾置輥破處的下料。原冷卻機進料口、三次風口、廢氣口及樓梯平臺等全部保留。

3.9 改造前后對比

改造后，篦冷機的機械性能、運轉率、工藝參數(shù)等大幅提高，達到改造預期效果。改造前后主要參數(shù)對比見表6。

表6 改造前后技術參數(shù)對比表

5 結束語

結合業(yè)主需求，采用合理的改造方案，最大限度利用現(xiàn)有設備，對現(xiàn)有篦冷機升級改造。合理的施工安排，精準安裝，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，篦冷機的機械性能、運轉率、工藝參數(shù)等大幅提高，達到改造預期效果。

本項目僅改造篦冷機，未涉及原料的預均化和粉磨等改造，入窯生料波動大，不利于燒成系統(tǒng)穩(wěn)定。后續(xù)通過改造原料系統(tǒng)，燒成系統(tǒng)穩(wěn)定后，篦冷機仍有進一步的提產(chǎn)空間，可提高到3 900～4 000 t/d，進一步降低系統(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）