【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 復(fù)合式冷卻機(jī)，原有的設(shè)備得以利用，土建基礎(chǔ)和廠房改動(dòng)量小，施工周期短。三種熟料冷卻方案采用的冷卻機(jī)的主要特點(diǎn)比較見(jiàn)表1。表1 復(fù)合式冷卻機(jī)和其它冷卻機(jī)主要特點(diǎn)比較序號(hào)技術(shù)特點(diǎn)篦式冷卻機(jī)單筒冷卻機(jī)復(fù)合式冷卻機(jī)1高溫區(qū)換熱效果該區(qū)內(nèi)熟料呈撒落和堆積態(tài)，但熟料表面溫度高，冷空氣強(qiáng)制鼓入，熱交換效率高，熱交換速率高，二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫高該區(qū)筒體內(nèi)為耐火材料區(qū)，揚(yáng)料效果差，熟料呈堆積態(tài)，由冷卻機(jī)熟料出料端進(jìn)入的冷風(fēng)到此區(qū)已經(jīng)過(guò)換熱升溫，與熟料溫差小，熱交換效率低，熱交換速率低，二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫低吸收了篦式冷卻機(jī)高溫區(qū)的上述技術(shù)特點(diǎn)，采用北京四方聯(lián)全新的專(zhuān)利篦板設(shè)計(jì)技術(shù)，達(dá)到更加優(yōu)良的換熱效果，該區(qū)熱回收效率高于單筒冷卻機(jī)2中、低溫區(qū)換熱效果內(nèi)部導(dǎo)熱過(guò)程主導(dǎo)冷卻速率，熟料呈堆積態(tài)，換熱效率和速率低，需要大量冷卻空氣通過(guò)采用新型揚(yáng)料板結(jié)構(gòu)、合理的揚(yáng)料板布置形式以及合理的筒體斜度、轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)熟料停留換熱時(shí)間，且經(jīng)此區(qū)加熱后的空氣繼續(xù)送往窯頭作二次風(fēng)和三次風(fēng)，而不是排出系統(tǒng)外，使得該區(qū)熱回收效率高于篦冷機(jī)吸收了單筒冷卻機(jī)中低溫區(qū)的上述技術(shù)特點(diǎn)，采用北京四方聯(lián)全新設(shè)計(jì)的單筒冷卻機(jī)技術(shù)，達(dá)到優(yōu)良的換熱效果，該區(qū)熱回收效率高于篦式冷卻機(jī)3冷卻空氣用量 ～； ～ ～ ～4余風(fēng)排出裝置有沒(méi)有沒(méi)有，為利用余熱并進(jìn)一步降低出料溫度，可由篦冷機(jī)段抽取部分余風(fēng)送往原料粉磨、煤粉制備等車(chē)間5適用生產(chǎn)規(guī)模（按目前技術(shù)水平）不限≤2 000t/d≤5 000t/d6熟料早期強(qiáng)度和安定性實(shí)現(xiàn)熟料急冷，早期強(qiáng)度和安定性?xún)?yōu)于單筒冷卻方式早期強(qiáng)度和安定性低于復(fù)合式冷卻和篦式冷卻方式實(shí)現(xiàn)熟料急冷，早期強(qiáng)度和安定性?xún)?yōu)于單筒冷卻方式7熟料易磨性易磨性好于單筒冷卻方式易磨性差于復(fù)合式冷卻和篦式冷卻方式易磨性好于單筒冷卻方式8熟料出料溫度主要和篦床面積、所配風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)和參數(shù)有關(guān)，出料溫度低于其它冷卻方式，降低出料溫度的主要措施是鼓入大量的冷風(fēng)再排出，需要較高的投資和較高的運(yùn)行電耗主要和選用的設(shè)備規(guī)格及設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，為降低投資和電耗，溫度往往略高于篦式冷卻機(jī)，合理設(shè)計(jì)后可以保證不影響下道工序生產(chǎn)工藝要求和選用的設(shè)備規(guī)格及設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，為降低投資和電耗，溫度往往略高于篦式冷卻機(jī)，合理設(shè)計(jì)后可以保證不影響下道工序生產(chǎn)工藝要求9工藝布置復(fù)雜簡(jiǎn)單介于前兩者之間，但在進(jìn)行單冷機(jī)改造時(shí)，可以不用改變出冷卻機(jī)落料點(diǎn)位置，維持原有的熟料輸送工藝布置，較前二者布置簡(jiǎn)單10余熱利用抽取三次風(fēng)方便，用于原燃料烘干、低溫余熱發(fā)電方便抽取三次風(fēng)方便抽取三次風(fēng)方便，用于原燃料烘干方便，目前正在開(kāi)發(fā)適合于低溫余熱發(fā)電的復(fù)冷技術(shù)11生產(chǎn)操作復(fù)雜簡(jiǎn)單介于前二者之間12設(shè)備維護(hù)維護(hù)工作量較大介于篦式冷卻和復(fù)合式冷卻方式之間維護(hù)工作量較小13對(duì)篦冷機(jī)耐火磚壽命影響壽命較長(zhǎng)耐火材料砌筑長(zhǎng)度長(zhǎng)，工作溫度高，在高溫下隨筒體回轉(zhuǎn)，易磨損和掉落，使用壽命短由于熟料在篦冷機(jī)段已經(jīng)得到冷卻，進(jìn)入單冷機(jī)段后溫度較低，耐火材料砌筑長(zhǎng)度短，工作溫度低，使用壽命比單冷機(jī)長(zhǎng)14對(duì)窯況波動(dòng)的適應(yīng)性最好不好一般，目前正在開(kāi)發(fā)的復(fù)冷技術(shù)能夠很好地適應(yīng)窯況的波動(dòng)15運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性可靠可靠可靠16施工周期（技改時(shí)）長(zhǎng)中短17投資對(duì)比設(shè)備投資高低應(yīng)用于新建工程時(shí)投資低于篦式冷卻機(jī)，與單冷機(jī)方案基本持平；應(yīng)用于單筒冷卻機(jī)技術(shù)改造時(shí)，投資最低土建投資高，廠房建筑面積較大，溝槽和設(shè)備基礎(chǔ)量較大，另需在窯頭側(cè)面或在窯頭頂部增加建筑面積，用于布置余風(fēng)排出設(shè)施低于篦式冷卻方式，廠房建筑面積較大，設(shè)備基礎(chǔ)量較小，省略了余風(fēng)排出廠房應(yīng)用于新建工程時(shí)投資低于篦式冷卻機(jī)，與單冷機(jī)方案基本持平；應(yīng)用于單筒冷卻機(jī)技術(shù)改造時(shí)，能充分利用原有的廠房和設(shè)備基礎(chǔ)，投資最低耐火材料投資高低低安裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)投資高低低總投資高低應(yīng)用于新建工程時(shí)投資低于篦式冷卻機(jī)，與單冷機(jī)方案基本持平；應(yīng)用于單筒冷卻機(jī)技術(shù)改造時(shí)，投資最低18運(yùn)行費(fèi)用燃料費(fèi)用（熱損失）低高低電耗高低～，低于篦式冷卻機(jī)3～5 kwh/t熟料磨損件和維護(hù)費(fèi)用低高中運(yùn)行總費(fèi)用高中低注：運(yùn)行費(fèi)用高低對(duì)比以燃料價(jià)格600元/t標(biāo)煤、。 選擇技術(shù)方案的原則原則一：生產(chǎn)規(guī)模。根據(jù)國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)外的一些生產(chǎn)線的裝備水平，單冷機(jī)和復(fù)合式冷卻機(jī)由于受到單筒直徑的限制，因此在規(guī)模上也受到一些限制。一般而言，對(duì)于技改工程，當(dāng)改造后熟料生產(chǎn)規(guī)?！? 000t/d時(shí)，采用三種方案均可以；當(dāng)改造后熟料生產(chǎn)規(guī)模在2 000～5 000t/d之間時(shí)，宜采用復(fù)合式冷卻機(jī)或推動(dòng)篦式冷卻機(jī)；當(dāng)改造后熟料生產(chǎn)規(guī)模＞5 000t/d時(shí)，宜采用推動(dòng)篦式冷卻機(jī)。具體采用何種方案，應(yīng)結(jié)合工藝要求、投資、運(yùn)行費(fèi)用、施工周期等因素綜合考慮。原則二：應(yīng)采用適當(dāng)風(fēng)量獲得優(yōu)質(zhì)熟料。復(fù)合式冷卻機(jī)和篦式冷卻機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)熟料的急冷，提高熟料強(qiáng)度（尤其是早期強(qiáng)度）和安定性，較單冷機(jī)更易獲得優(yōu)質(zhì)熟料。 ～， ～， ～，遠(yuǎn)低于各種篦冷機(jī)。鼓入冷卻機(jī)的風(fēng)量低，意味著投資和電耗都降低。原則三：出冷卻機(jī)熟料溫度滿足下道工藝要求的前提下，應(yīng)力求降低冷卻成本（主要是投資和電耗）。熟料中的礦物C2S在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中是以β型C2S存在，在熟料冷卻過(guò)程中，于525℃以下發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變?yōu)棣眯虲2S，并伴隨約10%的體積膨脹，使熟料碎裂粉化，強(qiáng)度下降。當(dāng)C2S中含有某些微量氧化物或快速冷卻時(shí)，可抑制上述晶形轉(zhuǎn)換。關(guān)于熟料出料溫度的控制，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定篦式冷卻機(jī)為65℃+環(huán)境溫度，單筒冷卻機(jī)為180℃+環(huán)境溫度，復(fù)合式冷卻機(jī)在設(shè)計(jì)規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定，一般情況下可按單筒冷卻機(jī)的出料溫度控制，在有些情況下還可以將熟料出料溫度適當(dāng)提高，主要出于下述原因：a、無(wú)論采用何種冷卻方式，熟料在525℃時(shí)已得到了快速冷卻，上述各冷卻機(jī)的出口溫度已遠(yuǎn)低于525℃，都可以保證熟料的質(zhì)量；b、各種冷卻機(jī)，通過(guò)改變?cè)O(shè)備規(guī)格和設(shè)計(jì)參數(shù)，都可以將熟料的溫度控制得較低，但需要通過(guò)增加設(shè)備（如冷卻機(jī)長(zhǎng)度、篦床面積、風(fēng)機(jī)、收塵器、管道閥門(mén)）的投入和大量的運(yùn)行電耗（耗費(fèi)大量電力將冷風(fēng)鼓入再排出）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，冷卻成本顯著提高，降低經(jīng)濟(jì)效益，尤其是對(duì)于技術(shù)改造來(lái)講，受原有場(chǎng)地、布置、設(shè)施和改造投資等因素制約，更應(yīng)因地制宜地來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題，不一定必須墨守規(guī)范。例如當(dāng)熟料輸送的工藝設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)距離露天輸送時(shí)，在不影響熟料輸送、儲(chǔ)存、調(diào)配和水泥粉磨的前提下，可以適當(dāng)提高出冷卻機(jī)的熟料溫度，這樣可以降低冷卻的成本（投資和電耗）。原則四：滿足工藝要求的前提下，投資要力求降低。很明顯的是，復(fù)合式冷卻機(jī)由于充分利用了原有的單筒冷卻機(jī)、廠房、基礎(chǔ)，沒(méi)有余風(fēng)排出系統(tǒng)，其投資將遠(yuǎn)低于其它形式的冷卻系統(tǒng)。34m單筒冷卻機(jī)的日產(chǎn)600t熟料五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器窯改造為日產(chǎn)1 200t熟料的新型干法窯時(shí)，各種改造方案的冷卻系統(tǒng)總投資對(duì)比（按撰文時(shí)現(xiàn)行價(jià)）。從表中可以看出，采用篦式冷卻機(jī)的投資最高，單筒冷卻機(jī)其次，而采用復(fù)合式冷卻機(jī)投資最小，只有156萬(wàn)元，較篦式冷卻機(jī)方案節(jié)省320萬(wàn)元，較單筒冷卻機(jī)方案降低269萬(wàn)元。表2 各種改造方案的冷卻系統(tǒng)總投資對(duì)比 項(xiàng) 目單位第三代充氣梁控制流篦式冷卻機(jī)（包括余風(fēng)排出系統(tǒng)）單筒冷卻機(jī)復(fù)合式冷卻機(jī)（以篦冷機(jī)段應(yīng)用第三代充氣梁技術(shù)為例）設(shè)備購(gòu)置萬(wàn)元370348 106 耐火材料砌筑萬(wàn)元362224設(shè)備安裝萬(wàn)元353111土建工程萬(wàn)元352415總投資萬(wàn)元476425156注：各項(xiàng)投資均是按照近期投產(chǎn)和招標(biāo)的類(lèi)似工程項(xiàng)目實(shí)際結(jié)算價(jià)及合同價(jià)。原則五：運(yùn)行費(fèi)用低。（1）、熱回收效率高，降低燃料費(fèi)用。不考慮排出系統(tǒng)外的廢熱再利用（因?yàn)檫@部分熱量的回收需增加相應(yīng)的投資，而不是冷卻機(jī)設(shè)備性能產(chǎn)生的效果），以冷卻機(jī)單體作為熱平衡對(duì)象，篦式冷卻機(jī)的熱回收完全體現(xiàn)在高溫區(qū)，由于入窯的二次風(fēng)和三次風(fēng)的總量是有限的，熱端的高效設(shè)計(jì)和正確的操作直接影響篦冷機(jī)的熱效率，滿足二、三次風(fēng)量以后剩下的用風(fēng)量是用于熟料的再冷卻，熟料顯熱不能再回收，只能排出系統(tǒng)；單筒冷卻機(jī)的熱回收體現(xiàn)在整個(gè)設(shè)備長(zhǎng)度上，尤其是在中低溫區(qū)，熟料呈揚(yáng)起再撒落的狀態(tài)，可以很好地回收經(jīng)高溫冷卻后的熟料顯熱，但在高溫區(qū)是耐火材料區(qū)，由于熟料呈堆積態(tài)，且空氣的溫度已經(jīng)升高，熱交換動(dòng)力小，換熱效率低，使其總的熱效率低于篦式冷卻機(jī)。復(fù)合式冷卻機(jī)則結(jié)合了上述兩種冷卻機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)合理的篦床形式和面積的確定，合理的用風(fēng)量平衡，在篦床段回收大量的熱量，并在單冷機(jī)段繼續(xù)回收熟料的顯熱，實(shí)現(xiàn)比上述各種冷卻形式更高的熱效率。表3是某些典型工廠的冷卻機(jī)系統(tǒng)的熱工檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)，其中篦式冷卻機(jī)、單筒冷卻機(jī)的數(shù)據(jù)引自工廠進(jìn)行熱工標(biāo)定后的檢測(cè)報(bào)告，復(fù)合式冷卻機(jī)的數(shù)據(jù)是根據(jù)工廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的估算。從表中可以看出，復(fù)合式冷卻機(jī)的熱回收效率略高于篦式冷卻機(jī)，明顯高于單筒冷卻機(jī)。表3 典型工廠各種冷卻機(jī)的熱量損失比較項(xiàng) 目單位第三代充氣梁控制流篦式冷卻機(jī)（包括余風(fēng)排出系統(tǒng)）單筒冷卻機(jī)復(fù)合式冷卻機(jī)（篦冷機(jī)段應(yīng)用第三代充氣梁技術(shù)）出冷卻機(jī)熟料顯熱kJ/kg熟料冷卻機(jī)表面散熱kJ/kg熟料出冷卻機(jī)排風(fēng)顯熱kJ/kg熟料00出冷卻機(jī)入煤磨風(fēng)顯熱kJ/kg熟料00其它熱損失kJ/kg熟料