四代篦冷机的技术进展

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1、四代篦冷机的技术进展1937年，首台篦冷机在美国投产，迄今已70年，在此期间，篦冷机已从第一代薄料层篦冷机、第二代厚料层篦冷机、第三代空气梁可控气流篦冷机发展为第四代无漏料篦板的熟料冷却机。本文就四代篦冷机的技术进展状况作一介绍，以便有关人员了解各代篦冷机发展过程中，所遇到的问题及其解决途径，为进一步提高篦冷机的性能提供参考。1第一代篦冷机篦冷机的工作原理是从窑头落下的高温熟料铺在进料端篦床上，随篦板向前推动铺满整个篦床，冷却空气从篦下透过熟料层，冷风得以加热，入窑作燃烧空气用，在此过程中熟料得以冷却。第一代篦冷机篦床设计的运行部件的主梁是横向

2、布置，为运送熟料需作纵向运动，横向的主梁在作纵向运动时很难做到密封，虽然篦下有隔仓板，难以做到密封，在生产过程中，冷风从隔仓板上端漏出，形成篦下内漏风，因此冷却效率不高，料层较薄，一般在100mm～200mm左右，冷却风量为2.8～3.2Nm3/kg.熟料，单位面积产量约18～20t/m2.d,冷却效率＞60%，入窑二次空气温度与窑的热耗有关，热耗为1500kcal/kg的湿法窑窑二次空气温度一般低于600℃，而热耗为1000kcal/kg的干法预热器窑一般低于750℃，此类篦冷机在20世纪中期大量用于烧成系统装置上，成为当时冷却装置的主流。2

3、第二代篦冷机60年代预热器窑逐步走向大型化，窑产量最大为4000t/d，70年代预分解技术出现后，窑产量成倍增加，产量更高，第一代篦冷机面临如下问题：①预热器窑的规格逐年增大，产量＞1000t/d时，熟料颗粒离析增加，细颗粒熟料随窑产量增大而增多，冷风透过料层时，部分细颗粒熟料流态化，篦板没法推动流态化颗粒，而一些堆积致密的细颗粒熟料层的熟料因料层阻力大，冷风没法透过，得不到冷却，仍然处在高温状况，极易将堆积下的篦板烧坏，其后果是出篦冷机熟料温度高，废气温度高，入窑二次空气温度低，冷却效率低且事故率高，运转率低下。②人们为了增加产量，将一些传统

4、窑改为，预分解窑，窑产量成倍增加，但场地限制篦床面积增大，必须提高篦冷机的单位面积产量，才能满足扩建需求，第一代薄层篦冷机难于满足烧成工艺进展。从篦冷机的通风原理来看，高温熟料在冷却过程中，熟料随篦床推动向前运行，冷空气从篦下透过熟料，在此过程中，高温熟料逐步冷却，而冷空气逐步加热，加热后的冷空气入窑作燃烧空气用，多余的废气经收尘排至大气。篦冷机的热交换主要是层流热交换，气体透过熟料的阻力可以用△P=来表示，式中：△P-阻力损失，PaV-气体透过篦床的速度，m/sg-重力加速度，m/s2λ-阻力系数，数值与熟料结粒大小，料层内缝隙率及熟料黏度的

5、有关。γ-气体密度，kg/m3篦冷机在通风过程中，当冷空气透过高温的热熟料时，自身得到加热，体积膨胀，其透过速度增加，相应阻力成倍增加，但是气体密度随温度增加而下降，二者相乘则阻力为一次方增加。因此，冷风不易透过高温熟料层或者阻力较大的细颗粒料料层，而易透过低温熟料和阻力较低的料层，这种状况表明，只有缩小通风面积才能提高通风效率。人们根据这个原理，在篦冷机纵向将篦床分室，缩小各室的面积，缓和了冷风因阻力不均难于冷却高温熟料的现象，开发了第二代厚料层篦冷机，其特点如下：·采用风室通风，第一室面积缩小至3排篦板，以后各室按工艺需求，确定通风面积。·

6、一室第一排篦板采用活动篦板，避免熟料堆积。·细颗粒侧的篦板外形有利于输送和冷却细颗粒，相应减少“红河”事故。·篦床下的大梁采用纵向布置，有利于各室之间的密封，减少了内漏风。·根据各室料层阻力和风量需求，设置风机。上述措施在一定程度上减缓了细颗粒熟料冷却问题，料层厚度从原有100mm～200mm，逐步增至500mm～600mm，单位篦床面积负荷从原有的18～20t/m2.d提高至36～38t/m2.d，在原有篦冷机面积上，熟料冷却效率满足了预分解窑产量成倍的需求，70年代～80年代是厚料层篦冷机装备技术全面发展的年代。厚料层冷却机的主要工艺性能为

7、：冷却风量为2.1～2.3m3/kg.熟料，入窑二次风温与抽取方式有关，二次风从大窑门罩抽取一般风温＜950℃，三次风从篦冷机抽取时，二次风温＜1050℃，冷却机效率＜70%。厚料层冷却机也存在一些问题，主要是：①原料层篦冷机的高温部位设置风室过少需要3排篦床长度，以致风室的冷却面积过大，熟料从窑头下落的过程中，因窑在旋转，颗粒离析，篦床上的熟料层形成颗粒不均或熟料过粘造成料层阻力不均，冷风集中透过阻力较低部位的料层，而阻力高的料层得不到冷风透过，冷却效率难于进一步提高。②窑的来料颗粒变化大，造成料层阻力变化大，相应透过料层风量变化也大，难以控

8、制通风。缩小各室的通风面积，改善料层阻力，加强密封，以便控制冷风透过，提高冷却机效率，成为第二代篦冷机优化创新的突破点。3第三代篦冷机80年代中期，I