高原地区篦冷机冷却风机改造
陈砚斌
（青铜峡水泥股份有限公司，宁夏青铜峡
中图分类号：TQ172.622.26
文献标识码：B
751608）
文章编号：1002－9877（2010）10-0035-02
我公司3号2500t/d生产线于2009年6月投产，窑规格为Φ4m×60m，窑尾采用五级单系列悬浮预热器和在线管道式分解炉，冷却机为第三代控制流推动篦式冷却机，冷却风机采用高中压离心式风机。自投产后，篦冷机冷却效果一直不好，我公司针对这个问题进行了认真分析和现场标定等工作，最后认为主要原因是设计初期对我公司所处的高原地理位置考虑不足，冷却风机的设计风量和风压过小。
表1
改造前
风机名称
标态下设计标态下实测风量/（m3/h）风量/（m3/h）
设计风压
1存在的问题
投产初期，出篦冷机熟料温度高达110～130℃。
由于篦冷机实测总风量只有设计值的77.68%，大部分风机的风压也低于设计值，实测总风压只有设计值的84.54%，风机效率普遍偏低。冷却风机参数见表1。该生产线的实测总风压和实测总风量与同窑型的2号2500t/d生产线的实测总风压76696Pa和标态下实测总风量314198m3/h相比明显偏小。
改造前后冷却风机参数
改造后
/Pa
实测风压
/Pa
电动机功率标态下设计标态下实测
风量/（m3/h）风量/（m3/h）/kW
设计风压
/Pa
实测风压
/Pa
电动机功率
/kW7575454590555511013211090882
V1V2V3V4V5V6V7V8V9V10V11合计
13533135337486748619047145111451132655521645443257152285527
14686129688337582422156108271110224572357333395541633221793
100381003890009000800070007000650050004000300078576
73507950882010500460066506450499034803170247066430
55553737754545901109075707
15100151009100910026700155001550037600570005700063500321200
15003150649088903626547154691548137506569245688263480320480
11800118001180011800800085008500690057004800350093100
12000110691165011906782085608450699054804690347092085
冷却效果差对烧成系统产生的不利影响有：设备选型和操作必须保证系统的气体质量流量G与海平面相同。这就需要按气体密度变化的比例提高系统的气体体积流量。同时由于系统内的流动阻力也发生变化，因此系统内的主排风机以及用于篦冷机的鼓、排风机必须重新选型，或加大规格，或在原有机型上加快转数。
海拔高度H处的大气压力、大气密度和大气温度按以下公式计算[2]：
1）篦冷机前端固定篦床上的熟料不能够充分流
态化，极易出现堆雪人、压篦床等工艺事故。
2）二、三次风温度偏低，窑炉风量严重不足。
3）入煤磨热风在篦冷机中部取风，风量不够，出煤磨气体温度低（50～55℃），降低了煤粉的产质量。
4）为了避免高温气流进入窑头电除尘器，不得已
将除尘器入口前端的冷风阀打在常开位，使系统热损失和压力损失明显增大。
5）窑头冷却、输送和破碎设备轴承温度和运行电
流接近临界值，设备安全隐患大。
PH=P0（1-0.022569H）5.256rH=r0（1-0.022569H）4.256tH=tg-6.5H
式中：
（1）（2）（3）
2原因分析
据文献[1]介绍，高海拔地区新型干法烧成系统的——分别为海拔高度H处与海平面地区的PH、P0—-36-2010.No.10
大气压力，Pa；
——分别为海拔高度H处与海平面地区的rH、r0—大气密度，kg/m3；——分别为海拔高度H处与海平面地区的tH、tg—大气温度，℃；——所处海拔高度，km。H—我公司所处海拔高度H=1.2km，按P0=101325Pa，r0=1.293kg/m3和tg=15℃计算得出：PH=87709Pa，rH=1.150kg/m3，tH=7.2℃。
参考文献[3]对风机选型进行海拔修正。
冷却效果差的根本原因。
3采取措施
我公司要求建设方对篦冷机冷却风机重新进行
设计选型，并尽可能选用原有的设备基础和部分电动机。要求高压段和中低压段冷却风机效率分别达到
78%～80%和80%～83%，并提供性能曲线。调整后风
机转向不变，风机基座、进出口尺寸及风门规格尽量参考原有图纸，并复核原风门执行机构，避免现场安装出现问题。根据改造方案，可利用7台原有风机电动机，需确认电动机与风机之间的联轴节尺寸，还需另购4台电动机。更换的PCF系列风机与篦冷机间采用标准排气式布置，具有效率高、结构尺寸紧凑、运行安全可靠等特点[4]。同时检查更换了少量篦板。改造前后风机参数对比见表1。
Q=AQtHH=BHt
式中：
(4)(5)
——分别为标态下海拔高度H处与海平面Q、Qt—地区的风机选型风量，m3/h；
——分别为海拔高度H处与海平面地区HH、Ht—的风机选型风压，Pa；
——修正参数。A、B—其中：
4效果
2009年9月中旬，冷却风机改造后，二、三次风
温度提高，同时供氧充分，使窑、炉煤粉燃烧环境大大改善，整个系统的温度场、流场分布趋于合理，窑尾系统通风阻力降低约500Pa。窑系统正常运行时测量出篦冷机熟料温度为（85±5）℃。分解炉出口温度控制在目标范围内，没出现温度倒挂现象，C5下料管、分解炉锥体和烟室缩口结皮堵塞事故明显减少。窑炉系统设备运行安全平稳，操作参数满足设备要求，设备运转率有所提高。改造前后系统生产情况对比见表2。
A=
姨P0×TH=1.060；B=P0×TH=1.124PHT0PHT0
3
平原地区同规格窑型冷却风机选型的经验取值为标态下风量Qt=303019m/h,风压Ht=82829Pa，我公司篦冷机冷却风机标态下设计风量Q=285527m/h,
3
设计风压HH=78576Pa，风量修正系数为A=0.942,风压修正系数B=0.949，明显偏小，这是导致冷却风机
表2
项目喂料量/（t/h）二次风温/℃分解炉出口温度/℃烟室温度/℃窑头电除尘器入口温度/℃高温风机入口压力/Pa煤磨出口温度/℃出篦冷机熟料温度/℃因篦冷机风机问题停窑次数及时间
改造前后系统生产情况
改造前
改造后
7月份165950～10509401140260～320-6800～-7200
50～55110～1302次，35h
8月份160950～10509501130260～320-6800～-7200
50～55115～1388次，78h
9月份1551000～1100
9451140220～270-6800～-7200
50～55112～1365次，55h
10月份1751100～1150880±101050～1080180～210-6300～-6700
60～7580～902次，6h
参考文献：
[1]朱祖培，赵乃仁.高海拔地区对新型干法水泥厂烧成系统影响的初步分析[J].水泥工程，2001(1):4-9.
[3]王君伟,李祖尚.水泥生产工艺计算手册[M].北京：中国建材工业出版社，2001:269-271.
[4]王日光，高景新，张晓峰.新型篦冷机冷却风机[J].风机技术，2000(6):7-10.
[2]丁胜翔.高海拔地区新型干法水泥生产几点体会[J].水泥，2006（6）：24-26.
（编辑张迪）
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