前言
某公司二线窑自投产以来，窑系统运行状况不太理想，存在多方面问题，严重制约着水泥熟料的生产。于是公司成立攻关小组，发挥多方面技术优势，对篦冷机系统集中进行了改造。改造后，熟料产量从原来的5200t/d提高到5700t/d，熟料外观及强度有明显改善，经济效益显著。
01
篦冷机改造前的运行状况分析
该公司二线篦冷机选用的是第四代高效冷却机，型号是JL4X5，其风机分布示意图见图1。
图1 篦冷机风机分布示意
投产运行以来，篦冷机系统运行状况不理想，主要存在以下问题：
(1)出篦冷机熟料温度过高，熟料温度维持在180℃以上：
(2)熟料强度偏低；
(3)二、三次风温低，900～950℃，熟料煅烧不致密；
(4)为提高二次风温，篦冷机采取偏厚料层操作，油压控制在18MPa左右，造成篦冷机液压系统故障频发，如液压缸支座经常性开裂、油管经常性爆裂、液压缸内泄等设备故障，对窑系统稳定运行影响较大；
(5)窑产量低，约5200t/d，且熟料外观差，黄块较多；
(6)高温区推力棒频繁脱落，备件磨损快，单位维修费用高。
针对以上问题，分析原因如下：
(1)急冷效果不好，再加上高温段篦冷机冷却风量不足，造成高温段推力棒频繁脱落；
(2)出窑熟料急冷效果差，造成热回收效果差二次风温偏低，又造成熟料强度降低，问题重点在高温固定篦板；
(3)篦缝易堵塞，篦冷机冷却风量不足，造成出篦冷机熟料温度较高；
(4)料层偏厚控制，提高二次风温，致使液压系统出现故障，窑系统处于互相矛盾之中。
02
篦冷机改造方案
2.1 高温段篦板改造，解决高温段推力棒频繁脱落
问题高温段二、三室冷却风量不足，分析原因，一是风机能力小，二是篦缝堵塞造成通风不足。为此将高温区二、三室篦板更换为大篦缝篦板，篦缝由3.5mm增加到5.5mm，减少篦缝堵塞几率，增加篦板的通风量，加强熟料的冷却。
并增加通过二、三室篦板时的熟料厚度，防止冷却风“短路”。对二、三室两侧推力棒进行切短处理，两侧各留出约一块篦板宽度的空间，此空间用浇注料及废窑砖浇筑为小矮墙，高650mm，宽300mm，即篦床横向由16块篦板改为14块，在同产量的条件下，增加了料层厚度。
2.2 高温固定端部位的改造，解决熟料急冷问题
(1)更换高温段固定篦板。经过摸索将篦冷机篦板的篦缝由最初设计的3.5mm提高到4.7mm，篦缝公差控制到0.2mm。经过改造，增加了急冷熟料需要的风量。
(2)根据出窑熟料的下料点位置，用浇注料将第一排固定篦板封堵半块，浇注料高600mm，防止冷风短路；
(3)为了稳定固定篦板前端熟料的料层，篦板上方的空气炮位置提高10cm；
(4)经过实际观察，发现高温固定端两侧三角区域虽然有高300mm的浇注料台阶，但是由于太矮，热熟料仍会散落到此三角区域，这样既造成散落的熟料得不到急冷，又造成固定篦板处料层薄，对熟料质量及二次风温都不利。为提高固定篦板的料层厚度稳定料层，固定端两侧三角熟料死区用浇注料填充并加高到800mm。
(5)利用停机机会对高温固定端两侧三角区域底部进行检查，发现三角区域边缘漏风严重，于是将边缘部位进行漏风封堵，靠近三角区域的固定篦板各封堵一块，共10块，用浇注料填充并加高到800mm。
以上几个方面的改动缩小了固定端的冷却面积，增加了高温固定端的熟料料层厚度，加大了熟料的急冷。
2.3 中低温部位的改造，解决出篦冷机熟料温度高的问题
篦冷机中低温(四、五、六室)篦缝阻塞严重，风机实际运行效率低，既浪费电能，又造成出篦冷机熟料温度较高。因此做以下改造，将四室篦缝3.5mm提高到4.7mm；为保证五、六室风室风压，防止风室漏料，将五、六室篦板换新，篦缝仍为3.5mm。实际生产中发现改造后的二、三室篦缝(5.5mm)偏大，利用停窑机会全部更换为4.7mm篦缝的篦板。
通过以上一系列的改造，篦冷机整体冷却风量得到了提高，既满足了熟料急冷的需要，又满足了熟料冷却的需要。
2.4 对篦冷机设备进行改造
(1)液压缸支座经常性开裂。为解决此问题，将之前的焊接底座改成了整体铸造型结构，将联接螺栓由之前的8.8级改为了12.9级，解决了液压缸支座频繁开裂损坏的问题，提高了可靠性。
(2)液压系统改造超高压管路系统，耐频繁冲击，不松动、不开裂，取消焊接结构，全部采用锥度螺栓压装联接结构，液压缸活塞直径由以前的中90mm提高到ф100mm，降低系统压力，通过以上改造大大提高了液压系统的可靠性。
(3)篦冷机备件材质的改进，提高备件使用寿命。将固定、活动棒材质统一改为ZGCr28Ni20，改造后预计固定棒和活动棒高温区使用寿命平均1.5年，低温区平均2年。
压块、U形盖板统一改造为ZGCr28Ni6，活动棒压块平均寿命2年，固定棒压块3年，U型盖板(前部和尾部U型盖板)1年，中部U型盖板平均2年。篦板盖板改为1Cr18Ni9Ti，使用寿命10～12个月。同时避免了检修时高温区和低温区混装的问题。通过上述改造后，寿命可延长6～10个月左右。
(4)备件制作和检修过程中加强精度控制。检修时当U形盖板和篦板磨损都比较大时一并换掉，并严格控制U形盖板和篦板间的间隙1～1.2mm，C型密封与驱动钢板的间隙保持在1mm左右。
篦板制作时篦缝精度控制为4.7±0.2mm，将靠近驱动钢板处篦板的角度由135°改为90°，这样既保证熟料颗粒进入篦缝后能够自动吹出，同时减缓了篦缝的磨损。
(5)各风室尾部横梁进行加固，防止篦冷机油压突然增大等意外情况发生时造成损坏冲击。
03
改造效果及评价
经过一段时间的实际生产，改造后分析如下：
(1)在保持篦床料层厚度基本一致的情况下，二次风温提高了约100～150℃，现基本稳定在1120℃左右，较改造前更加利于煤粉的充分燃烧，为劣质煤的使用提供了条件。
(2)篦冷机熟料温度降低约60～70℃，熟料温度达到正常。
(3)窑内热工制度改善，熟料成球率提高，黄块减少，质量、外观都有很大进步，熟料完全可以满足使用和销售。熟料产量从原来的5200t/d提高到5700t/d，熟料立升重提高了30g/L，熟料28天强度提高了3MPa，熟料游离钙合格率提高了约6％。
(4)单位熟料煤耗降低了5kg/t，熟料分布电耗降低了1.5kWh/t。
(5)二次风温提高后，控制篦冷机油压降低，不高于15MPa，有利的保护了液压原件及管路系统，设备的可靠性大幅提高。2015年以前，二线篦冷机可靠性为85％(油管爆裂，液压缸损坏及支座开裂等)，提高到现在的98％以上，维修成本大幅降低。
(6)节约备件费用。改造后延长使用寿命，每年可节约100万元。
通过对窑系统的多项改造，效果良好，经济效益可观，说明改造是成功的。
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