5.5篦式冷却机
篦式冷却机是熟料冷却的关键设备，在多年的生产实践中，经过不断改进，已进入到第四代历程，使水泥烧成系统的可靠性及技术指标得到进一步提高。
篦式冷却机冷却熟料的方式是：以一定压力的冷却空气，对篦床上运动的高温熟料进行骤冷，使熟料温度降到环境温度+65℃左右。回收的热空气作为二次风、三次风供窑头煤粉燃烧器及窑尾分解炉煤粉燃烧使用，部分冷却后的余风排放或回收利用进行余热发电。这样有效降低了熟料热耗及系统电耗。通过设备的不断改进，第四代篦式冷却机取消了篦下灰斗及漏料输送设备，简化了安装维修的难度，节省投资费用，获得装备运行的最佳效果。
第三代篦式冷却机的优点如下： 单位面积产量高：38～42 t/m2.d； 热回收效率高： 70～73%；
单位冷却风量低：使用风量为1.9～2.2 Nm3/kg熟料； 运转率高：>85%。 特点是：
①入料分布均匀：在高温端设有一定数量的固定阶梯篦板，以高压风使熟料在该处快速冷却，并使熟料快速地在整个断面上均匀布料。
②厚料层运行：篦式冷却机运行时高温端料床的熟料厚度为600～750mm，冷风和熟料充分热交换，有利于提高热回收效率和单位面积产量。
③篦板阻力高，当熟料产量变化时，“篦板加料层”阻力波动小，保证风机工况变化小，供风量稳定。高阻篦板还可减小漏料量，从而减小篦下输送设备负荷。
④脉冲供风：高温段采用脉冲供风，可使高速气流快速冲刷料层，使细熟料不被空气扬起，减小了窑头灰尘。高速气流对料层形成流态化，有利用熟料分布和换热。
第四代篦式冷却机的特点如下：
①熟料冷却效果好，因篦孔通风面积为篦床面积的11%左右，熟料冷却好，且冷却风量低。
②篦板材质成本低，除热端采用耐热钢制造外，中部及出料端可用普通钢材制造，节省维修费用。
③篦板寿命长，因熟料运送是靠篦板间的推料板沿篦梁前后推动，且篦床底层有一层冷熟料保护，故篦床磨损小且不致烧坏篦板。
④采用迷宫式密封条，而篦板是沿篦梁纵向交错步进式运行，上下密封条相扣，
36
随篦梁前后运动，而冷风从篦缝穿过，防止熟料漏出。故取消了漏料灰斗，缩短了斜拉链机长度，节省了设备费用。
⑤风量可自动调节，每块篦板下都安装了重锤式调节阀，随着篦床上熟料层厚度及阻力的变化，调节阀受到压差变化，可自动调节冷却风量。
⑥内置式液压缸驱动，每根篦梁都有两个液压缸同时驱动，而液压缸设在低温区的不同风室内，由于空间狭小，维修不便。
第三代与第四代篦式冷却机的性能参数比较见表5–29。
表5–29 第三代与第四代篦式冷却机性能参数比较 类单位面积产量 单位冷却风量单位电耗降低标煤耗减少设备费增加热效率（%） 23型 （t/m.d） （Nm/kg.熟料） （%） （%） （%） 三38～42 1.9～2.2 70～73 0 0 0 代 四44～47 1.7～1.8 ≥75 10 2～4 28 代 5.5.1篦式冷却机计算 1.篦床负荷：是指单位面积上的熟料产量。随着料层厚度增加及阻力篦板改进，篦床负荷大大提高。
qF?GLGL? （5–36） FB.L式中：
qF—篦冷机单位篦床面积负荷，t/(m2.d)； GL—冷却机能力，t/d；比窑产量高10%； F—有效篦床面积，m2；
B、L—分别为篦床宽度和长度，m。
2.篦床面积：
F?G （5–37） qF式中：
F—有效篦床面积，m2； G—窑产量，t/d；
qF—篦床负荷，取56～60t/(㎡.d)。
3.篦床宽度
篦床宽度以熟料布料为限，篦床太宽，料层局部出现露出篦板，冷风易吹透（短路），二次风温及热效率降低，篦床太窄，料层厚，熟料冷却速度慢，影响熟料质量。因此对窑而言，篦床应保持有适宜的宽度，经验证明：为窑有效内径的0.5～
37
0.6Di。
4.篦床长度
L=F/B （5–38）
式中：
L—篦床长度，m；
F—有效篦床面积，m2； B—篦床宽度，m。
5.各室风量
Q=60Fi3vi （5–39）
式中：
Q—篦冷机各室风量，m3/min； Fi—各室篦床面积，㎡；
vi—各室冷风通过料层风速，m/s。
各室最大风量为115m3/(min.㎡)，高温区＞100m3/(min.㎡) 各室最小风量为85m3/(min.㎡),低温区60m3/(min.㎡) 整个篦冷机平均风量为85～95m3/(min.㎡)
6.各室阻力
2?vn???2 ?P???2g?0.25vihi???9.8 （5–40）
??式中：
ΔP—各室阻力，Pa； hi—各室熟料层厚度，mm；
vn—通过篦板孔风速，>36m/s(高温区)。
7.整个篦床阻力
PG?4.7007?10?3?V0?9.8式中：
V0—标态下通过风量Nm3/min。
整个篦床阻力约为6500Pa。
8.整个熟料层阻力
2 （5–41）
PB?6.9308?10?5?V02?1.28hi?9.8 （5–42）
当料层厚度800mm时，料层阻力约为6800Pa。 9.篦冷机传动功率
2GF???nc N0? （5–43）
60?75???1.36
38
式中：
N0—篦冷机传动功率，kW；
GF—篦床上熟料重量，kg，GF=1.02BL2hi2γ； B.L—分别为篦床宽度及长度，m； hi—熟料层平均厚度, mm；
γ—熟料容重，kg/m3；取1450kg/m3； α—篦床冲程，m； nc—主轴转数，r/min。
10.电机需用功率
N=K1N0 （5–44）
式中：
N—篦冷机电机需用功率，kW； K1—备用系数，取1.75。
11.熟料破碎机功率
N?式中：
N—熟料破碎机功率，kW； n—破碎机转速 r/min。
12.篦冷机提供二次风温度
t?式中：
t—二次空气温度，℃； R—冷却机热损失，kJ/kg熟料； q—回转窑单位热耗，kJ/kg熟料； c—空气燃烧过剩系数,c=1.1。
8.77n?0.746 （5–45） 5250?1452?195?R? （5–46） 3250q?c5.5.2篦式冷却机主要技术参数表
表5–30 篦式冷却机各段负荷量 篦床段数 一段 二段 三段 四段 第三代篦冷机 ≤1500 1500～6500 3000～9500 8500～10000 第四代篦冷机 ≤7000 4000～10000 3 表5–31 篦式冷却机风量参数值（Nm/kg熟料） 39
冷却熟料 入窑 入炉 煤磨 冷却机 风量 二次风 三次风 抽热风 余风 1.9～2.2 0.3～0.4 系统 漏风 入窑 废气排出 一次风 风量 0.48～0.19～0.04～1.0～1.3 0.044 1.2～1.3 0.5 0.2 0.08 表5–32 5000t/d 生产线冷却机风量平衡表 标 况 风 量 33序号 Nm/kg熟料 Nm/h m/h 入冷却机风量 1.934243 443264.04 478569 系统漏入空气 0.043636 10000 10796 进 冷却熟料用风1.977879 453264.04 489366 量 风 入窑二次空气 0.2987 68452.04 346315 入炉三次空气 0.477295 109380 452619 煤磨抽热风 0.185236 42450 105271 冷却机余风 1.016640 232982 448992 排除空气总风出 1.977879 453264.04 1353197 量 入窑一次空气 0.043636 10000 10796 风 最大废气排出1.201885 275432 554263 量 表5–33 篦式冷却机技术参数 单位冷却风量 Nm3/kg熟料 1.9～2.2 热收回效率 % 二次风温度 ℃ 1080 料层厚度 ㎜ 三次风温度 ℃ 850～950 向尾部扩散 ㎜ 熟料温度 ℃ 环境温度+65 项 目 名 称 工况风量 3风温 ℃ 20 20 1100 850 400 250 72～74 600～700 350～400 5.5.3篦式冷却机与回转窑偏移距离 为使出窑熟料落在篦冷机中心线上，使熟料均匀布料，得到充分冷却，必须使篦冷机沿着回转窑旋转方向，偏移一段距离，如图5-20。 1.中心偏移距离A
偏移距离与下列因素有关：
?窑直径大小：窑径大，偏移量大，反之则小
?窑转速：转速快，偏移量大，反之则
小
?熟料粒度：结粒大，偏移量小，反之则大 据经验预分解窑
40