提高单筒冷却机 运转率的若干措施，冷却机，单筒冷却机

提高单筒冷却机运转率的若干措施   电话： 手机： 传真： 联系人：崔经理  网址：www.gykwjx.com 。www.hnjbjx.com 。
　　相对于篦式冷却机而言，单筒冷却机具有投资省，热回收效率高，没有废气污染等一系列优点，尤其适用于1000t/d以下的回转窑生产线使用。目前国内数十条600t/d五级旋风预热器窑生产线，大多都采用规格为Φ3.2m×36m的单筒冷却机(其型号为LT3236)。由于设计、制造及使用等方面的原因。这些冷却机普遍存在运转率偏低的问题，使熟料冷却成了许多水泥厂生产线上的“瓶颈”环节，很大程度上制约了整条生产线达标达产的实现。笔者结合本公司在LT3236型冷却机设计、制造及使用等方面的经验和教训，谈谈提高单筒冷却机运转率的若干措施，供水泥行业有关同行参考。
1　进料溜斗的两侧必须开设捅料孔门
　　熟料从窑口出来之后，经进料溜斗进入冷却机时，往往由于原料成分或看火工操作方面的问题，出现回转窑烧成带前移现象，使部分熔融状态的高温熟料落入溜斗斜坡后发生粘结而造成熟料的大量堆积，俗称“堆雪人”。如进料溜斗两侧开有捅料孔门，无需停窑，就能够将“堆雪人”现象消灭在萌芽状态，否则将堵塞进料口，使熟料无法进入冷却机而被迫停窑处理。我公司龙潭水泥厂1号窑就曾经因此而停过窑。
　　为避免因“堆雪人”而造成停窑损失，进料溜斗的两侧务必开设捅料孔门，随时防止熟料在冷却机进料口发生堆积。
2　进料端密封装置应当增设返料勺
　　国内有很多单筒冷却机进料端采用了迷宫式与石墨块摩擦式结合的组合型密封，其结构如图1所示。这种形式的密封用在回转窑窑头比较合适，因为窑头所泄漏出来的物料基本上为粉状煤灰，进入迷宫槽后能够顺利排出，不会发生卡阻现象。而冷却机进料端所溅洒出来的物料，多为比较粗大的颗粒状熟料，落入迷宫槽后很容易因排料不畅而发生卡阻，使冷却机运行阻力突然增大，电动机电流随之急剧上升，如不及时停机清理将引发事故而使密封装置或传动部分遭到破坏。我公司湾山水泥厂、龙潭水泥厂都曾发生过此类事故。
　　图1　改进前的密封装置
　　为杜绝密封装置因落入熟料而发生卡阻事故，有必要在冷却机筒体的进料端装设返料装置，即安装一个随筒体运转的返料勺。如图2所示，该返料勺能将抛洒出来的熟料及时收集并倒入进料溜槽而喂入冷却机，返料勺的作用非常明显，它能彻底解决密封处漏料的问题，我公司正在使用的几台冷却机在未装返料勺之前，平均每台冷却机每天漏出熟料多达3～4t，增设返料勺不仅可以减少漏料，而且更重要的是不会再有卡阻事故发生。
　图2　改进后的密封装置
3　进料端筒体护口板的改进
　　LT3236型冷却机，其筒体进料端原结构如图3所示，护口板采用了耐热钢板整体焊接的结构形式，由于此处工作温度较高，通常在1100℃以上，使用时间不长，耐热钢板就发生严重扭曲变形，甚至脱焊，其上敷设的高强度浇注料也因此开裂并脱落，使筒体遭到损坏，并殃及到外部的密封装置，用户经常因此停窑处理而造成较大损失。有的用户在检修时采取增加护口板上加强筋数量的办法来防止变形和脱焊，但运转结果表明仍然无济于事。原因是整体形式的护口板在高温状态下热应力过大，靠加强筋的作用难以克服其变形。
　　图3　改进前护口形式
　　为从根本上解决浇注料容易脱落问题，我公司借鉴窑口护板的结构形式对冷却机护口板结构进行了改进，将其由整体焊接结构改为多块分体结构，并通过螺栓固定在筒体上，如图4所示。其材料由lCr18Ni9Ti耐热钢板改为ZG3Cr22Ni4N耐热铸钢，两者成本基本相当，但使用效果却有明显差异。改进后的结构已分别用于渑池、铜陵等多家水泥厂，两年来未出现因进料端口出问题而停窑。
　　图4　改进后护口形式
4　适当增加耐火砖区长度
　　在总长度一定的情况下，延长耐火砖区，势必缩短扬料斗区，这对提高冷却机热效率，降低熟料出口温度是不利的。然而这对提高冷却机运转率却十分有利。因为耐热钢扬料斗工作温度越高，所遭受的磨损、腐蚀作用就越剧烈，特别是在高于900℃时，熟料存在较强烈的碱蚀作用，其损坏将更为频繁，不仅影响运转率，也造成备件成本的大幅度上升。
　　我公司LT3236型冷却机产品就设计有两种不同的砖区长度供用户选择，一种为12m，另一种为16m。后者运转率明显高于前者，至于出料温度，在同等产量、相同环境温度的条件下，后者高于前者20～30℃，熟料余热损失约增加20kJ/kg，但因砖区筒体表面温度低，散热损失有所减少也是出料温度升高的原因之一，因此熟料实际热耗并没有增加20kJ/kg，煤耗成本增加并不大，但其在减少备件更换，提高运转率方面显著降低了运行成本，具有良好的综合经济效益。扬料斗区缩短后，可以通过改善扬料装置结构来补偿其对热效率不利的影响，对于单筒冷却机来说，当其热效率≥75%，出料温度不高于环境温度160℃时就可以说是成功的。在满足上述指标的前提下，笔者认为应当尽可能延长砖区长度以提高运转率，降低运行成本。
5　取消砖斗混合区
　　传统的单筒冷却机高温区段的扬料装置采取了耐火砖与耐热钢扬料斗混合布置的形式(见图5)，但从实际使用情况来看，取得成功的并不多见。我公司金陵水泥厂使用的国内首台LT3236型冷却机就采用了砖斗混合区，然而五年多使用状况却令人失望。掉砖问题一直困扰该厂，混合区成了冷却机事故多发区。究其原因一是耐火砖与扬料斗两者在高温状态下线膨胀系数相差较大，二是扬料斗较易于出现松动、变形、断裂等情况，对砖的稳定造成很大危害。　
　　图5　砖斗混合结构
　　我公司新结构的单筒冷却机取消了砖斗混合区，代之以耐热衬板与扬料斗混合区(见图6)。衬板、扬料斗与筒体之间浇筑8～10cm厚的隔热浇注料，以降低筒体表面温度，减少散热损失。实践证明，这种形式的扬料装置有利于运转率的提高。　　
　　图6　改进后扬料斗区结构
6　预防衬板和扬料斗固定螺栓松动
　　衬板、扬料斗一般都是通过螺栓固定于筒体之上，由于冷却机运转速度较快，筒体转速通常都在3r/min以上，衬板、扬料斗在工作时都要承受一定的冲击或振动，如不采取有效的防松措施，螺栓将很快出现松动。由于螺栓的松动，浇筑在筒体与扬料斗、衬板之间的隔热浇注料将随之发生松动，最终引起脱落，使筒体温度因此而上升，不仅影响其寿命，也将增加表面散热损失。此外，螺栓松动对扬料斗、衬板本身的使用寿命也有不良影响，轻则引起热变形，重则造成脱落。一旦发生脱落，将有可能大面积砸坏其它扬料斗或衬板，因此螺栓防松问题应予以高度重视。
　　我公司冷却机螺栓最初采用弹簧垫圈防松，但由于弹簧垫圈在高温状态下工作易于失效，后来水泥厂迫于无奈改用将螺母与螺栓焊接的办法，虽然防松问题解决了，但却造成螺栓只能一次性使用。如衬板、扬料斗全部更换一次，则必须同时更换与之相配的近2000根耐热钢螺栓。这些螺栓总价值超过10万元。
　　笔者提出一种采用止动垫片防松的办法如图7所示，垫片的一端焊接在筒体之上，另一端待螺母拧紧后折起，使其紧贴螺母边缘，能较好地解决松动问题。
　　图7　螺栓防松结构
7　合理选择扬料斗和衬板的材料
　　制造单位在设计时往往对制造成本考虑过多而对用户关心的使用寿命考虑不够，许多用户在冷却机投入使用一年左右就要全面更换扬料斗或衬板。用户在更换时一定要根据使用情况重新选择材料，充分考虑材料的价格性能比，有些材料价格虽然贵一点，但使用寿命却可以成倍延长，算起总账来往往很划算。
　　目前国内常用的耐热钢材料中，ZG4Cr25Ni20Si2用在高温区(950～700℃)比较合适，ZG3Cr22Ni4N适合用在低温区(700～350℃)，这些材料在正常使用条件下，寿命可超过两年。
8　加强大小齿轮罩壳的密封
　　单筒冷却机工作环境较差，粉尘浓度一般都很高，如果大小齿轮罩壳密封不良，就会渗入大量粉尘，使润滑油不能保持应有的清洁，势必加剧大小齿轮的磨损，使其寿命大大缩短。我公司所生产的多台LT3236型冷却机大小齿轮的材料、热处理方式都是相同的。然而使用寿命却相差悬殊。因此加强大小齿轮罩壳的密封，保持润滑油的清洁显得十分重要。
9　采用液压推力挡轮，延长轮带、托轮的使用寿命
　　老式单筒冷却机多采用机械挡轮，筒体的上窜和下滑依靠人工调整托轮的歪斜角度来实现。如当观察到下端挡轮转动时，说明筒体滑移至下限，应立即调整托轮，使筒体上窜；当窜至上限，上端挡轮随之转动，则应及时重调托轮，使筒体下滑。平均每个班需调整一至两次，不仅十分繁琐，而且由于托轮始终处于歪斜状态，不能与轮带保持平行接触，致使两者不能实现均匀磨损，甚至因调整不当而出现不正常的剧烈磨损，势必严重影响托轮、轮带的使用寿命。此外由于托轮调整不当引起轴瓦过热或烧坏滚动轴承的情况也时有耳闻。
采用液压推力挡轮，不仅可以提高产品的自动化程度，而且可以彻底克服机械挡轮的上述不足。因为筒体上下窜动可通过控制液压缸推力来实现，同时托轮与轮带可以保持平行接触，托轮轴瓦或滚动轴承工作条件也将有所改善，所以其可靠性明显增加，对提高冷却机运转率很有益处。