通过局部改造解决篦冷机“红河”现象.pdf

2023年第3期0引言对比第三代篦冷机存在的问题，第四代篦冷机已进行调整优化，如第三代冷却风机群布置不合理，风量分配不足，熟料热交换效率不充分、篦床漏料、篦室漏风等问题。但是在使用第四代SCLW4-810篦冷机还是存在第三代共性的问题，如窑口落料端高温段还是存在一定的“红河”现象，在篦冷机出现“红河”后是对生产有一定的危害，其次第四代SCLW4-810篦冷机为单段步进式篦床，如出现“红河”后，固定斜坡段、高温区、低温区上的料层控制实现不了分段快速调整，然而会导致料层热交换效率不均衡，固定斜坡段二次风温低，熟料温度过高，余热回收法效率低等，因而对第四代SCLW4-810篦冷机进行局部优化调整，消除“红河”势在必行。1分析“红河”形成的原因（1）熟料在窑内煅烧的过程也是熟料在回转窑作用下输送至篦冷机进行冷却的过程，在这个过程中，窑口出料时会将熟料提升到一定的高度，使熟料在窑口产生不同的滚动惯性，大颗粒熟料滚动惯性大，从而集中抛向斜坡固定篦床的左侧和中部，相反细粉熟料在窑口出料时，由于滚动惯性小，所产生的抛物角度小，集中抛落堆积在斜坡固定篦床右侧；因此在遇窑内煅烧不稳定时，如熟料结粒不好或过烧液相高时，斜坡固定篦床上的右侧会形成细粉集中堆积在一起，导致该区域熟料密度增大，冷却风难以吹透熟料造成短路，熟料难以充分得到冷却，熟料温度聚集，使斜坡和高温段右侧细粉端随之形成“红河”现象，则左侧粒度大的熟料之间间隙大，冷却风容易穿透熟料层过度冷却，从而造成风室压力降低加剧“红河”的持续。（2）第四代篦冷机篦床下设计安装有流量调节阀（平衡阀），流量调节阀是平衡篦床熟料层受阻的风压调节，平衡阀能通过风压自动控制风门开度大小平衡冷却风。虽然第四代篦冷机采用先进配风方式，但是篦床上高温段和低温段还是难以完全消除“红河”现象。通过对篦冷机仔细观察发现篦床下安装的流量调节阀存在问题，流量调节阀的原理是通过弹簧弹力实现阀的开度大小来调节风量，因此流量调节阀上的弹簧使用时间较长会出现弹性衰退、弹簧弹性能力变弱钢性变强，流量阀调节平衡风量敏感度变低，致使篦床上各分布冷却口达不到良好平衡风压，导致篦床下冷却风往易穿透的粗颗粒料层一侧跑风，使粗颗粒料层熟料冷却出现过度并跑风，风室内风压减弱。如篦冷机出现“红河”后操作上通常增加风机转速提高风压，但如此会使电耗升高，能耗损失更大，同时吹透过度将冷风灌入篦冷机内，过度冷风与热风混合，会出现加大风机频率二次风温下降的现象，同时高温段细粉侧则无法有效平衡吹透细粉层，细粉无法漂移均布到篦床上，“红河”无法在高温段和低温段有效消除。2“红河”现象带来的有害影响（1）篦冷机出现“红河”后，该区域温度较高，篦床上的凹凸密封和盲板在长时间受高温下寿命降低，严重时会烧毁变形导致大量漏料，甚至还会损伤到篦床下的托辊或四连杆机构，酿成事故；反之另一侧对比（非落料端）结粒好细粉料偏少，粒度大的熟料之间的间隙大，冷却风吹透性好，熟料层容易吹透进行热交换，用风加大后会形成跑风导致能耗的损失及影响二次风温。（2）高温段出现“红河”现象后，二风室和三风室位置篦床上的细粉料层加剧集中在右侧，右侧过多增大熟料层吹透阻力，熟料中的高温难以充分得到热交换，高温熟料直接送入低温段，导致低温段增大了冷却负荷，促使篦冷机风机频率增高，但高温熟料也难以在低温段完全被冷却，高温熟料被送入熟料库，熟料带着高温余热浪费，入熟料库的高温熟料还会影响下游设备故障的发生。（3）对余热锅炉的影响。篦床中高温段细粉侧出现热交换率差后，熟料中的高温余热难以被锅炉回收，再加上余热锅炉取风口安装在非“红河”右侧，这个也是该篦冷机的一个弊端，因此左侧熟料颗粒大吹透率强出现过度冷却，容易造成冷却风与热风混合进入锅炉取风口，影响锅炉取风温度，“红河”高温无法发挥利用到余热发电，其次高温段“红河”出现会造成操作上加大冷却用风量，在高温风机拉风中图分类号：TQ172.6文献标志码：B文章编号：1007-0389（2023）03-49-02【DOI】10.13697/ki.32-1449/tu.2023.03.018通过局部改造解决篦冷机“红河”现象杨 飞华润水泥(鹤庆)有限公司，云南 鹤庆 671502工艺装备杨 飞：通过局部改造解决篦冷机“红河”现象-492023年第3期作用下，高温段二次风温中温段热风也被拉走，余热锅炉取风受到影响，锅炉温度难以达到420，影响窑头锅炉产气量低，直至影响到余热锅炉发电。3解决措施（1）根据目前篦冷机用风情况，斜坡固定篦床风室已开到满负荷；风室布置为两台高压风机，篦床充气方式为U字环形串联充气结合中心独立区域充气冷却的结构（见图1）；因此篦床上左右两侧物料密度不均匀，左侧熟料颗粒大，熟料吹透冷却性好，而右侧则吹透不足，导致两侧不均衡，风室内风压无法提高，斜坡固定篦板上的高温熟料难以发挥提高二次风温度；解决措施：首先以降低电耗为出发点，不新增风机、不增加电耗，利用斜坡固定篦板段上使用的两台高压风机，拆除U形中心充气供风风管，在斜坡固定篦板段风室之间安装隔板，形成两个独立风室（见图2），将固定充气篦板原U形供风风机安装在右侧（原U形供风风机风量偏大故安装在细粉集中的右侧），原中心区域供风风机安装在左侧（原中心区供风风机风量偏小故安装在粗颗粒一侧），该方法可根据两侧物料不均衡实现可调整风机转速控制风压，减少过度冷却跑风产生的能耗损失；再将固定斜坡充气篦板前侧端面位置打孔（图3），增大固定篦板的冷却通风面积，同时起到助推熟料往前避免堆雪人现象；通过实施以上措施解决右侧“红河”形成源头，同时可提高二次风温达到节省燃煤目的。2612261126142615261626172613图1篦冷机改造前2612261126142615261626172613新增风机图2篦冷机改造后（2）首先改造制作新型流量阀，将流量调节阀改造更换为机械式重锤（见图4），用重锤式控制流量调节阀的开度大小，重锤式灵敏度高，可解决弹簧弹性失效风量平衡调节不灵敏的缺陷，提高篦床风室风压，自动灵敏控制左侧风量避免跑风，使篦床均匀平衡风压，使右侧细粉漂移均布在篦床上消除红河现象。打孔位置图3篦板结构1421001504545图4流量调节阀更换为机械式重锤（3）目前篦冷机二风室风机频率已开到满负荷，在篦冷机尾部观察右侧存在红料，明显判断是风室风压不足无法吹透熟料热交换的结果；依据为：每次检修发现辊破#1、#2辊右侧磨损较严重，两辊之间辊缝磨损至 60mm，辊面磨损长度约为 700mm左右，而左侧磨损小，篦冷机内部各风室检查情况，右侧积料较多存在漏料，篦床上凹凸密封和篦板不同程度变形；上述检查分析出右侧在运行时存在温度过高，冷却效果差导致“红河”无法消散；采取解决措施：在篦冷机原有基础结构不变情况下，在二号风室内右侧（落料端细粉侧）第7排和第8排两排的位置改造为一个独立风室，达到独立供风冷却，也就是在二风室内安装隔板隔开，分成两个风室，隔板安装在篦床第6排和第7排中间，隔板位置移动篦梁的密封采用现有篦冷机密封技术，可调式密封(用聚四氟乙烯材料制作)，隔板安装好后7排和 8 排组成风室增加一台高压风机进行供风冷却，其余16排形成风室利用原来风机进行供风冷却；改造后，16排风室由原来8排减少至6排，风机承受的供风冷却面积明显减少，风机富余增大、解决风机开到满负荷风压风量不足的问题；同时第7排和第8排形成一个独立风室供风后不受跑风影响到风压，改造后的两排位置正好处于出现的“红河”区域，通过独立调整风机风压可对“红河”有效冷却，降低“红河”的形成保护篦板，并提高热交换发挥熟料“红河”余热回收、提高锅炉温度，增加余热发电的效（下转第55页）工艺装备杨 飞：通过局部改造解决篦冷机“红河”现象-502023年第3期进料口和内部梁等结构。（4）激光雷达料位计测得的料位数据，通过420 mA电流环模拟输出或RS485 Modbus 数字输出，经有线或无线方式（点对点或云平台），将结果实时传送给控制器、总控机房的PLC或DCS系统中。系统将根据料位数据，在上位机转换成体积、重量等信息，并与其它设备连锁，实现过程自动化控制。系统连接见图3。工业以太网PLC/DCSmodbus RTU420 mA#1激光物位仪#2激光物位仪#3激光物位仪#3激光物位仪#4激光物位仪图3系统连接示意图（5）水泥厂的很多料仓高度较高，操作工登上高料仓去调试料位计不仅耗时耗力，又存在高空作业的风险，应采用能够远程调试的手持操作器，只需在中控室完成量程等基本参数的设置，即可由雷达回波的波形进行远程诊断和调试、操作，减轻现场操作的工作强度，避免登高作业的安全隐患。3.2维护保养（1）任何料位计都需要在使用过程中精心维护、定期校验。（2）料位计在水泥厂料仓的粉尘浓度高、物料易结块的工况下应用，需要定期对透镜天线进行空气吹扫和自动清理。（3）激光雷达料位计在水泥厂料仓的应用中，天线会经常黏附上一些粉尘，当库内湿度增大时，如不及时清理，将引起结块结疤，影响料位监测。所以，在料位计的天线处安装压缩空气自动吹扫系统，不仅有利于料位计的日常维护和保养，吹扫的压缩空气还可以有效地降低法兰和电器元件的温度，确保料位监测的稳定和可靠性。4结语近年来，随着超声波技术的飞速发展，激光雷达这种非接触连续式测量方法已被广泛应用于各个领域，也被越来越多的水泥企业广泛应用，尤其在水泥厂的粉料库，取得了很好的应用效果。针对水泥厂高粉尘、高噪声、高防爆要求、强粘附性物料、强粉尘干扰和料面不平整等不良工况下的料位监测要求，用激光雷达料位监测技术可有效实现对其料仓中料位安全、稳定、可靠的实时监测。水泥厂料位计的正确选型和合理安装应用是保证工厂料位仪表在自动化、智能化系统中稳定运行的关键因素，也是工厂防止“冒仓”事故发生，降低生产成本、提高生产效率、促进安全生产、带来经济效益的重要环节。参考文献1王琦，陈彬.基于雷达料位计的煤仓煤位监控系统的设计及应用J.煤矿机械，2021（9）2邓胜荣.浅谈水泥储库料位的测量J.科技资讯，2009(17)3张彦峰.抛物面式天线雷达抛物面式天线雷达料位计在料位测量中的应用J.水泥技术，2021（5）（收稿日期：2023-03-28）果。4结语通过以上改造措施取得以下效果：（1）可消除篦冷机固定斜坡段与高温段熟料形成“红河”的源头，同时有效发挥热交换率效果，提高二次风温和三次风温来用于补充窑内热风，促使在煅烧中降低煤耗的作用。（2）流量平衡阀弹簧改造为重锤后，篦室内风压调节灵敏均衡，稳定平衡风压，解决局部熟料过度冷却，出现跑风造成冷风灌入篦冷机问题。（3）增加二号风室右侧风量，解决右侧出现“红河”保护设备的作用，同时利用“红河”高温熟料提高余热锅炉温度，增加余热发电量。（收稿日期：2022-12-29）（上接第50页）电气控制叶 飞，等：激光雷达料位计在水泥厂料仓监测中的应用-55