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TC12102篦冷机存在的问题及系统改造

2017/10/19 《水泥》杂志 篦冷机系统改造 评论0 0

TC12102篦冷机是用于5000t/d生产线数量较多的第三代篦冷机。该篦冷机篦床为液压驱动,篦床分为三段,共有102根横梁,篦床的有效面积为119.3m2。TS厂和DX厂5000t/d生产线都采用TC12102篦冷机,随着工艺的改变和熟料产量的提高,两台篦冷机都暴露出一些问题。......

  TC12102篦冷机是用于5000t/d生产线数量较多的第三代篦冷机。该篦冷机篦床为液压驱动,篦床分为三段,共有102根横梁,篦床的有效面积为119.3m2。TS厂和DX厂5000t/d生产线都采用TC12102篦冷机,随着工艺的改变和熟料产量的提高,两台篦冷机都暴露出一些问题。

  1 问题综述

  1)TS厂篦冷机个性问题

  2012年烧生活垃圾后,二、三次风温度波动大,固定床篦板易堵塞,篦冷机进料口极易堆雪人;熟料结粒不均,黄芯料严重,28d强度明显下降。2013年下半年窑台时产量提高到237.5t/h后,出篦冷机熟料温度高达220℃;当一室篦下压力达到7kPa时,一段篦床第二、三风室风机返风,高温热风烧损风机叶轮。

  2)DX厂篦冷机个性问题

  随着运行时间的延长,固定床两台风机工作电流越来越低;篦床上的红河现象严重,特别是细料侧的篦板和盲板、破碎机篦条和锤头的使用寿命都相应缩短;出篦冷机熟料温度接近200℃。

 3)TS厂与DX厂篦冷机的共性问题

  ①二、三次风温度偏低;②熟料热耗偏高,余热发电量偏低;③熟料强度偏低;熟料易磨性较差;④下道工序设备故障多,备件消耗大等。

  2 原因分析

  1)配风不够合理,多数风机工作电流远低于额定电流,风机的工作压力远低于设计压力;高温区熟料急冷严重不足。

  2)原风室之间的密封不好,形同虚设,风室之间窜风严重。

  3)篦下电动弧形阀锁风不佳,灰斗中的细粉料常出现过频排放或滞后排放现象。前者导致电动弧形阀漏风,后者造成灰斗中细粉堆积酿成设备事故。

  4)篦板之间的四个间隙控制偏大,冷却风与熟料的交换路径短路。

  3 改造措施

  1)优化篦冷机进料口

  ①将第1~6排固定梁、第7排活动梁拆除,在此位置安装 BCC新型进料口(见图1)。该新型进料口由6排固定横梁组成。

  ②在新型进料口6排横梁内安设隔板,通过篦下增设的3个风箱和1个外置的IKN调节阀,将新型进料口分成若干个供风小单元。

  ③新型进料口上篦板共计56块,为多台阶、前出风结构。

  ④在固定床上安装熟料可动装置。该装置为一套单向阀,在进料端每块篦板下方均安装该阀。单向阀由一个高压阀和一个低压阀组成,见图2。

  正常生产时,冷却风通过稳流阀,再通过低压阀进入篦板下方,从篦缝吹出,对熟料实施正常的急冷作业,此时高压阀关闭。当需要移除雪人时,通过空气炮或脉冲阀瞬间释放高压气流,高压阀被顶开,低压阀自动关闭,脉冲气流进入篦板下部受限空间,经过篦缝高速吹出,进行对雪人的冲击作业。利用每块篦板下部定时喷出的高压脉冲气流,对进料端模块之上的熟料层进行脉动毫米级移动。整个喷吹过程是在厚料层底部进行的,既不会吹穿熟料层,影响二次风温度,还会因喷出高压脉冲气流自动清扫篦缝,同时实现了脉动供风,将夹杂在熟料层中的细粉带到料层表面,促进熟料急冷。熟料可动装置用PLC控制空气炮或脉冲阀,实施自动喷吹,喷吹间隔时间可以任意调节,配有“手动”和“自动”两种控制方式。

  2)调整配风和优化篦床结构

  ①更换5台风机。新风机为圆形图框F1、F2、F3、Fg1A、Fg1B,原风机为方形图框Fg2A、Fg2B、Fg3A、Fg3B;对于篦床结构进行优化调整,见图3。

  ②对其他未更换风机进行性能改造。按风机相似理论进行计算,有针对性地提高风机的流量和压力,改造后对风机叶轮进行现场动平衡。

  ③布置在细料侧的风室风机,因其射流作用以及粗料侧熟料颗粒大、料层阻力低,导致大部分气流从粗料侧通过,使细料侧料层得不到足够的气流。为此,在细料侧风机上安装气流偏流纠正装置(见图4),显著提高了流过细料侧料层的气体流量。盲挡板与两侧立板稍高于壳体上的风机出口,盲挡板设置在篦床中心线右侧,在原检修隔板上部安装气流导向篦子。

  3)更新风室之间的密封以消除风室窜风

  采用Φ0.05mm热拔不锈钢微丝制造压实厚度10mm、宽度30mm、长度500mm的遮光微丝板刷,对活动框架穿越风室隔墙处进行重新密封,密封之后的效果见图5。

  4)更新灰斗锁风阀为窄型双层气动闸板

  篦下灰斗卸料与锁风采用的料位计与电动弧形阀组合,是第三代篦冷机的常规配置。由于料位计性能不稳定等因素,灰斗漏风是第三代篦冷机的通病之一。为此,灰斗锁风采用窄型双层气动闸板新结构(见图6),不仅能够解决卸料与锁风问题,还配备自动控制的PLC控制柜和触摸屏调节柜,实现自动控制,可以做到岗位无需人值守。该闸板的结构特点:

  ①两端无限位;

  ②10个(高强内六角螺栓)圆柱体组成高承载力旋转滑道;

  ③大储量中间段节;

  ④双金属复合耐磨闸板。

  5)严格控制篦板四个通风面积

  篦板的四个通风面积如图7所示[1]。A是铸造或焊接篦板过风孔的面积;B是篦板间的相邻间隙;C是篦板与侧板间纵向间隙;D是固定排与活动排篦板间横向间隙。这四个通风面积控制与管理不好,会造成篦板阻力下降,篦板分风不均,影响冷却风与熟料的换热效果。

  我们对这四个方面的间隙进行优化:

  ①A面积是由设计阶段决定的,冷却风流过这个面积的流量越多,我们称其为“有效风”越多,有助于促进冷却风与熟料的热交换。

  ②对篦板间的相邻间隙B,通过精密加工(断面组合铣床),控制篦板宽度公差在299±0.5mm以内。

  ③间隙C是第三代篦冷机的主要弱点之一,这个部位的篦板与侧板是长期运动于熟料颗粒和高速气流混合物中,不仅长期承受磨料磨损,还经常受到红河熟料冲击。通过消除红河,设计出可以局部更换的侧板并定期更换,有效地控制了这个间隙。

  ④对间隙D,通过精确调整横梁位置、角度、间距和标高,再利用篦板间隙调整条焊接在篦板的“鼻子”部位,使间隙D达到了最小化,见图8。

  冷却风流过篦板后三个(B、C、D)面积的流量越多,我们称其为“无效短路风”越多,越不利于冷却风与熟料换热。在这两台TC12102篦冷机改造中,非常重视这三个面积的控制,认真实施了改善性维修。

  IKN篦冷机虽然属于第三代篦冷机,但由于其具有专注于控制篦板后三个面积的独特篦床悬摆结构,因此显著地减少了无效短路风,相应地减少了单位熟料用风量。在多种篦冷机(包括第四代篦冷机)中,由于IKN的篦冷机用风量较少,销售量稳居世界前两位[2],这是一个控制篦板后三个面积的成功案例。

  6)入口浇注料做成梯形逐步扩宽、窄而长的马蹄形(见图3)。既可以防止堆雪人,又有利于离析的粗细熟料颗粒在进料口得到预混合,然后同时向两侧下方流动,均匀散布在后续篦床全宽上。要注意防止进料口熟料仅向一侧下方流动,产生红河现象。为了防止在后墙或侧部浇注料表面堆雪人,重新优化配置了7台空气炮。

  4 改造效果

  用相同的技术手段,先后改造两台TC12102篦冷机,均达到了预期目标。改造前后主要技术经济指标对比见表1。

  1)二次风温提高110~120℃,三次风温提高70~110℃。这两个温度的显著提高,使窑头及分解炉中燃料的燃烧环境大为改观,操作者明显感觉到,遇有窑系统波动时,与以前相比,调整恢复速度相当迅速。

  2)熟料温度下降70~100℃。运行一年多结果显示:下道工序设备故障明显降低,备件消耗明显下降。

  3)TS厂熟料标准煤耗下降2kg/t,吨熟料发电量提高2.6kWh/t;DX厂熟料标准煤耗下降6kg/t,吨熟料发电量保持在原有水平。

  4)两厂熟料的3d和28d抗压强度均有所提高;因熟料易磨性改善,水泥磨台时产量有所增加。

  参考文献:

  [1]熊会思。新型干法烧成水泥熟料设备设计、制造、安装与应用[M].北京:中国建材工业出版社

(责任编辑:俞垚伊)

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