焦作坚固水泥有限公司熟料生产线,烧成系统熟料产量3500tpd。原配套RT公司推动棒式篦冷机,设计最大能力3750tpd。但由于多种原因,该篦冷机故障率高、维护工作量大,严重影响烧成系统能力的发挥和企业效益,最终水泥公司决定对其进行技术改造。
客户多部门经过反复技术、经济论证以及同类技改案例实地考察,于2021年10月,扬州中矿机械有限公司同焦作坚固水泥有限公司签订相关合同及技术协议,决定对焦作坚固水泥的推动棒篦冷机进行保留壳体和锤式破碎机的“抽芯”改造。
技术协议要求主要达到以下几点效果:
1、 满足烧成系统熟料产量≥3800tpd;
2、 篦冷机的运行与窑的运行同步率≥99%;
3、 窑头二次风温≥1150℃;
4、 出篦冷机熟料料温度≤环境温度+65℃。
为了保证以最小的投资达到预期的改造效果,我们同客户一起主要做了以下工作:
一原有配套设备的调研
为了既保证改造效果,又节约投资,对原有推动棒篦冷机进行了测量和标定:
原篦冷机的内部可利用的改造空间为 4.2m×23.8m;
篦床及基础与水平面成斜度为 5°;
原篦冷机配套风机共 9 台,总风量 357219m³;
原篦冷机第 1 风室分 3 个区供风,每台风机能力为风量 15500m³/h、风压 10000Pa;
原篦冷机第 2 风室分 3 个区供风,每台风机能力为风量 32107m³/h、风压 8700Pa;
原篦冷机第 3 风室 1 台风机供风,能力为风量 80268m³/h、风压 7600Pa;
原篦冷机第 4、5 风室各 1 台风机供风,能力同为风量 67065m³/h、风压 5000Pa;
改造后液压站将全部更换,尾置锤破(满足要求)保留不动,不再赘述。
二相关核定
根据以上测定结果,并结合客户的资金情况,初步确定本次改造为“抽芯”改造。为了确保改造成功,我们还进行了如下核定:
1、篦床冷却面积的核定
根据测定结果,篦冷机可用空间为4.2m×23.8m,通过精准设计计算,在尽可能有效利用有限空间的情况下,篦床的有效面积为 88㎡。
在烧成系统熟料产量达到 3800tpd 时,篦床的有效负荷是 43.2t.cl/d.㎡,满足当前熟料冷却机的一般技术水平。
在烧成系统熟料产量达到 4000tpd 时,篦床的有效负荷是 45.5t.cl/d.㎡,满足当前步进式冷却机的常规技术水平。
在烧成系统熟料产量达到 4200tpd 时,篦床的有效负荷是 47.7t.cl/d.㎡,满足当前步进式冷却机的先进技术水平。
已投产的 SDLZ 水泥技改项目,步进式冷却机(篦床与水平面倾斜 5°),篦床有效面积 115 ㎡,最高产量 5800tpd,篦床的有效负荷达到 50.4t.cl/d.㎡;
已投产的 HLJD 水泥技改项目,步进式冷却机(篦床与水平面倾斜 5°),篦床有效面积 207 ㎡,最高产量 10600tpd,篦床的有效负荷达到 51.2t.cl/d.㎡;
篦床的冷却面积最终核定满足烧成系统提产到 3800tpd 以上的要求。
2、输送能力的核定
以篦床上熟料层厚度控制 800mm±100mm、篦床行程 240mm±30mm 可调、篦速 2~6 次/分钟可调为基本准则。
当熟料产量 3600tpd 时计算出篦速为 2.94 次/分钟;
当熟料产量 3800tpd 时计算出篦速为 3.10 次/分钟;
当熟料产量 4000tpd 时计算出篦速为 3.27 次/分钟;
当熟料产量 4200tpd 时计算出篦速为 3.43 次/分钟;
篦床的输送能力最终核定满足烧成系统提产到 3800tpd 以上的要求。
3、冷淬效果的核定
从上述配套冷却风机能力可知:第 1 风室总风量为 46500m³/h。假定出回转窑熟料温度为1400℃,当二次风温在 1150℃时,计算出熟料可降到的最低温度约为 1029℃(环境温度 20℃时),低于 1200℃,可防止二次游离钙的析出,可以达到冷淬效果。
4、防止粉化的温度核定
从上述配套冷却风机能力可知:第 2 室总供风量为 96321m³/h。当第 1 风室来料在 1200℃左右,三次风温在 900℃左右时,可以计算出,二室熟料可以降到的温度约为 588℃,低于600℃,可以防止熟料晶体的转化。
5、总风量的核定
当烧成系统熟料产量在 3800tpd 时,篦冷机总配风量在 357219m³/h,单位熟料配风量为 2.1Nm³/kg.cl,满足要求。
当烧成系统熟料产量在 4000tpd 时,篦冷机总配风量在 357219m³/h,单位熟料配风量为 2.0Nm³/kg.cl,勉强满足要求。
当烧成系统熟料产量在 4200tpd 时,篦冷机总配风量在 357219m³/h,单位熟料配风量为 1.9Nm³/kg.cl,风量偏少。
故此,当 3800tpd≤烧成系统实际熟料产量≤4000tpd 时,现有风机核定保持不变;当烧成系统实际熟料产量>4000tpd 时须密切关注出篦冷机的熟料温度等技术指标,必要的情况下更换部分冷却风机。
三确定方案
根据以上核定结果,最终确定方案为:
维持原有篦冷机基础和新篦床与水平面的的倾斜角度不变,仍为 5°;
保留现有篦冷机外部壳体和尾部配套的锤式破碎机;
确定固定篦床宽 4.2m、长 2.4m;
确定活动模块为步进式结构,宽 4.1m、长 21.4m,分为 6 列;
确定活动模块采用托轮支撑装置,同时采用双挡轮单导轨防偏;
确定新篦冷机共设置风室 5 个,中间隔板密封,风机及位置不变,但供风面积做了适当调整;
确定液压缸采用国产一线品牌;
确定液压传动系统采用2组6列进口 HAWE 比例换向阀、2用1备进口 VIKERS 负载敏感变量泵、2用1备功率为55kW 的节能电机,篦速为2~6次/分钟。
四改造效果
该项目于2022年春节期间实施,从原篦冷机“抽芯”拆除到新的步进式冷却机安装完成共计30天,2022年3月份开始投入运行。在系统稳定的情况下,运行效果如下:
整机结构稳定,无漏料现象;
二次风温维持在1200℃以上,三次风温在900℃以上;
余热发电温度在470℃以上;
出篦冷机熟料温度在100℃以下,甚至更低,正常熟料可以在手上长时间停留;
篦速3次/分钟、行程0.22m时,固定篦床料层厚度大于1m,活动床料层厚度在0.8~0.9m之间;
从水泥磨的增产情况看,熟料的易磨性得到了很大改善;
改造后煤耗也下降不少,发电量也有所增加;
目前烧成系统熟料产量已达到4000tpd,超过了改造的预期目的。
扬州中矿机械有限公司成立于2008年,公司位于扬州市宝应县鲁垛镇,是一家致力于新型水泥装备研发,成套的科技型公司,公司专注于新型干法水泥生产线烧成系统设备研发与制造,作为国内唯一一家同时掌握第四代十字棒和步进式双重技术并拥有实际案例的篦冷机生产厂家,公司积极引进中国建材行业优秀的人员、先进技术,通过整合建材工业领域的营销、商务、技术、资金、人才等优势并结合自身自造优势,将公司打造成为新型干法水泥生产线综合服务提供商。
公司在研发方面,加大了工业技术、核心设备、新材料和新产品等方面的投入,形成具有自主知识产权的专有技术、设备、材料和产品,为提升公司核心竞争能力,实现稳定持续发展提供强有力的技术支撑。我公司专注为水泥生产企业可提供新型干法水泥生产线烧成系统专业设备,包括窑尾预分解系统、第三代充气梁式篦冷机、第四代KSFC推动棒式高效篦冷机、第四代KCFC步进式高效篦冷机,全厂备品备件,服务方式可以是单机供货,也可以按照业主要求提供量身定制的烧成系统的提产降耗EPC总承包交钥匙工程。
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