篦冷机风室风量计算公式的探讨
第四代篦冷机基本介绍说明书[1]
![第四代篦冷机基本介绍说明书[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6f520df4f705cc175527098b.png)
富士摩根第四代步进式稳流篦冷机设计特点及使用经验我公司二线5000t/d生产线配套篦冷机为进口的富士摩根第四代步进式稳流篦冷机（以下简称第四代篦冷机），这是该型号篦冷机在国内5000t/d生产线上的首次使用，故在国内也没有同类产品的使用经验可借鉴。
该篦冷机从2008年4月26日投料运行后，一直问题不断，严重影响了二线的正常生产，我们甚至一度打算放弃使用。
但后来通过对该篦冷机设计特点和有关核心技术的反复论证、计算，于2008年7月进行了首次技术改造，改造比较理想，在此基础上，又于2008年12月进行了第二次技术改造，至,2009年6月，已成功运行10个月，基本无故障，熟料冷却效果较理想，明显优于我公司一线5000t/d生产线所配的第三代充气梁篦冷机，目前二线回转窑产量稳定在6000t/d左右。
现将该篦冷机的设计特点、存在问题和改造过程及效果作一介绍。
1、第四代篦冷机设计特点1.1冷却面积大篦冷机冷却面积为131m2，长,32.8m，宽4m，比一线5000t/d生产线的配套第三代充气梁篦冷机冷却面积大12m2。
1.2自动调节风量的供风方式每块篦板下面安装有一个STAF自动调节风阀，其结构由三部分组成：一个圆形常通风口，一个扇形可人工调整风量的常通风口，及三个不同直径沿立杆在垂直方向可自由活动的重锤式自动调节风阀。
其工作原理为：圆形常通风口是基本风量，是不可调节的%扇形通风口在调试时可以调整，但在运行中不作调整；在篦冷机运行过程中当熟料层发生阻力变化时，三个重锤式调节阀上下运动来自动调节风量，当料层阻力变小时，篦板下阻力减小，重锤受压差增大而自动上升来关闭该篦板的通风量，从而达到自动调节风量的目的，反之亦然。
1.3模块化设计该篦冷机是模块化的设计结构，即整体篦床是由若干标准模块组装而成，每个模块是由若干篦板及一套STAF阀与四连杆传动机构组成，组装简易灵活。
1.4独特的运行方式整台篦冷机有固定篦床和活动篦床组成，固定篦床倾斜布置，活动篦床水平布置，运行方式为交错步进式运行。
篦冷机风室风量计算公式的探讨
篦冷机风室风量计算公式的探讨在第三代和第四代篦冷机的设计计算中，我们常常根据设计手册[1]等文献中的公式Q=3600Sivi来计算各风室的风量，而一些文献在解释该公式时存在一个明显的误区，认为式中Si为该风室所占篦板面积，vi为通过该篦板料层的风速，把篦板的面积与通过料层的风速相乘得出风量。
在文献[2]介绍的篦冷机改造就是这样计算得出各风室的用风量，从而使整机的单位熟料用风量达到2.98m3/kg，高于一般第四代篦冷机1.8~2.3m3/kg的设计用风水平。
1公式探讨风量等于风速与风速所通过面积的乘积。
通过分析图1我们发现，冷风通过篦板熟料时，在选定的篦板面积上，由于熟料占有一定的空间，占据了部分篦板的面积，实际上相当于该篦板的通风面积比实际的篦板面积减小了，因而以篦板的面积乘以通过熟料层的风速计算出的风量就会比实际值要大。
公式的确定与验证综上所述，风量计算可以给出两种方法其一,用通过料层的风速和料层间隙所占面积相乘，公式可以写成Q=3600（S-Scl）vi，式中：S为篦板的面积，Scl为熟料所占的面积，vi为通过料层内部的风速。
其二，用篦板的面积和篦板对应料层上表面风速相乘，公式为Q=3600Svs，式中vs为篦板对应料层上表面的风速。
采用第一种方法计算风量时，要计算熟料所占篦板面积就必须根据熟料的颗粒大小计算熟料的空隙率，从而计算出熟料的空隙面积，由于受熟料颗粒大小、形状以及熟料运动状态的影响，同时受到风压变化影响，熟料沸腾状态具有不稳定性，因此熟料间隙的面积是动态变化的，无法准确计算。
因而第一种计算方法在实际应用中是非常不方便的。
第二种计算方法相对比较容易实现。
在同一个风量计算模型中我们可以看出：在通风量一定的情况下，通风面积大，则通风速度低，通过料层上表面的风速与通过料层内部的风速相比，其值较小。
文献[3]介绍了一个试验结果：在篦冷机冷却过程中，通过熟料内部的风速自前至后对应各风室一般取1.8m/s、1.7m/s和1.6m/s，相邻风室风速相差不大于0.2m/s，以此类推，这里的风速就是指通过熟料层内部的风速。
篦冷机风量该如何调节【研讨会资料】
篦冷机操作经验交流 (1)篦冷机操作经验交流 (5)篦冷机风量该如何调节 (7)篦冷机风量该如何调节 (13)篦冷机操作经验交流篦冷机是新型干法生产线熟料烧成系统中重要的主机设备，其主要功能是对水泥熟料进行冷却、输送，使出窑高温熟料快速冷却，提高了熟料的强度和易磨性，同时为回转窑二次风、三次风及窑头余热锅炉提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备，具体操作对熟料煅烧及整个烧成系统稳定运行至关重要。
以下是个人对篦冷机操作的一些看法。
一、熟悉和掌握设备结构及工作原理：中控操作员必须熟悉篦冷机的结构及其与之相关设备的工艺功能，才能合理的操作。
目前应用的篦冷机以第三代往复推动篦式冷却机和第四代篦式冷却机为主，根据窑产量的大小一般分为一段、两段及三段传动式。
篦板是篦式冷却机发挥其工艺作用的关键设备，不同结构型式的篦板（篦板创新发展始终处于篦冷机研发的核心地位，篦板也从最初的普通篦板、箱型篦板、直吹篦板向主流的阶梯篦板、高阻力低漏料篦板、及各种形式的高阻力充气梁篦板和作为第四代篦冷机代表的控制流篦板方向发展），使冷却风对熟料冷却以及输送的作用而不同，操作中应引起重视。
以我公司第三代充气梁式篦冷机为例谈谈不同的篦板结构对熟料冷却和运动的作用力。
我公司二条熟料线篦冷机高温区为充气梁、活动与固定篦板为高阻力低漏料充气篦板，篦板上部为三道凹槽，该种篦板的冷却风都从篦板的下部进入，从上部凹槽左右侧缝隙中吹出与熟料进行热交换。
中低温区由箱型组合篦板与高效直吹篦板组合而成。
箱型组合篦板为上下两块片状构件重叠而成，冷却风从篦板下部进入，从篦板两片状构件的中间缝隙水平向前吹出。
高效直吹篦板从结构型式上看是阶梯篦板与高阻力低漏料篦板功能的组合（只是气流喷吹是向前方的），篦板冷却风的作用是向前的，所以对熟料有向前的作用力。
在操作中会发现若窑内出现窜料时，熟料拉链机电流和窑头收尘器入口温度会在很短的时间内大幅度上升，窑况也会发生较大变化，熟料结料细小等情况下，要对操作及时进行调整，保证设备和窑况稳定。
风机风量如何计算
风机风量如何计算风机风量的定义为：风速V与风道截面积F的乘积.大型风机山于能够用风速计准确测出风速，所以风量计算也很简单，直接用公式O=VF,便可算出风量.风机数量的确定根据所选房间的换气次数，讣算厂房所需总风量，进而计算得风机数量。
计算公式:N二VX n/Q其中：N——风机数量(台)；V——场地体积(m3) ; n——换气次数(次/时)；Q——所选风机型号的单台风量(m3/h)。
风机型号的选择应该根据厂房实际情况，尽量选取与原窗口尺寸相匹配的风机型号，风机与湿帘尽量保持一定的距离(尽可能分别装在厂房的山墙两侧)，实现良好的通风换气效果。
排风侧尽量不靠近附近建筑物，以防影响附近住户。
如从室内带岀的空气中含有污染环境，可以在风口安装喷水装置，吸附近污染物集中回收，不污染环境引风机所需风量风压如何计算1、引风机选型，首要的是确定风量；2、风量的确定要看你做什么用途，不同的用途风量确定方法不一样，请参照专业书籍或者请教专业技术人员；3、确定了风量之后，逐段讣算沿程阻力和局部阻力,将它们相加，乘以裕量系数，得出需要的压力.4、查阅风机性確数据表，或者请风机厂家查找对应的风机型号即可风机风量和风压计算功率，工业方面用，设计中，通过风量和风压计算风机的大概功率功率(KW)=风量(m3/ h )"风压(Pa)/ (36 0 0 "风机效率”机械传动效率"1 0 00)。
风量=(功率円3 6 00*风机效率"机械传动效率*100 0) /风压。
风机效率可取0.719至0.8；机械传动效率对于三角带传动取0. 95,对于联轴器传动取0.98。
风量如何计算？要加入风机功率管道等因素•抽风空间的大小等？比如说:100平方的房间我需要每小时抽风5 00立方.要怎么求出它的风机的功率,管道等。
还有风速和立方怎么算出来的，比如说0. 1或0.5米每秒的风速多长时间可以抽10 0立方或50 0立方的风？以上的两个问题要求有个计算公式，公式中的符号要注明。
对风机风量计算公式的认识
273 ×He = 11293 × 273 ×71515 = 11109
273 + ta 760
273 + 26 760
( kg /m3 ) 。 r的 另 一 种 算 法 是 :
r=
p R
( 273
+
ta ) 。
式中 , P 为大气压 ( pa ) ; R 为大气常数 , 40 ℃以 下取 2914; 气压 95390 pa 化为工程制单位 , 则 P
所谓大型风机 , 是指风机风管直径至少应大 于风速计直径的 6倍以上 , 这时测出的风速附加误 差很小 。若风机风管直径小于风速计直径 6倍 , 测 量时风速计会影响气流分布 , 使测量处截面积减 小 , 风速人为变大 , 附加误差增大 。
8 结 语
以上是笔者对风机风量计算公式的认识和理 解 , 并对 GB1236285 国家标准风量计算公式和几 个相关风量计算公式系数的由来进行了推算 , 找 到了它的物理根据 , 以便更好地进行风量测试 。
式为 20817, 它们的关系是 661643 × 9180665 = 20817 (1Kgf /m2 = 9180665pa ) 。
2 ρp 、ρ1 和 rp 、 r1 代表什么 ?
ρ p
、ρ1
代
表
不
同
位
置
的
空
气
密
度
( Kg /m3 ) ,
rp 、 r1 代表不同位置的环境大气重度 ( Kgf /m3 ) 。一
Hale Waihona Puke 对风机风量计算公式的认识 张文海
Q = 240F pcmd (m3 /m in)
(5)
(5)式的系数 240, 仍可由 (2)式的 20817变化
增加篦冷机风量提高其冷却效率
增加篦冷机风量提高其冷却效率符义长(浅野水泥有限公司，河北秦皇岛066326)1 改进前情况我公司所使用的熟料冷却机是从德国IKN公司引进的。
其规格型号如表1所示。
表1 篦冷机的规格及性能(标况下)型号Pendulumn clinker cooler能力/(t/d) 4000冷却面积/m2 80.2篦板排列1室：7列(固定)，倾斜17°2～8室：52列，倾斜4°熟料负荷/〔t/(m2·d)〕49.9冷却风量/(m3/kg) 1.65冷却效率/％81(保证值)熟料出口温度/℃65＋室外温度(保证值)单位电耗/(kWh/t) ≤4(保证值)从表1可以看出，篦冷机具有冷却面积小、冷却效率高和节能等优点。
但是，自从投产以来，冷却效果并未达到预期的指标。
主要存在如下一些问题：1)篦冷机内部经常出现红河，严重时甚至布满整个篦床。
2)出篦冷机熟料温度偏高。
造成入水泥磨熟料温度高，影响水泥磨的正常运转。
3)篦冷机热效率低。
2001年4月停窑期间，我们对篦冷机的风机进行了改造。
2 改造内容主要是增大篦冷机冷却风机的风量，这样，排风机的运行参数也要相应改变。
2.1 冷却风机具体调整参数变化情况如表2。
表2 改造前后风机调整参数风机序号调整前/调整后风量/(m3/min) 压力/kPa 功率/kW№1－1 400/400 9.31/9.31 100/100№1－2 400/400 9.31/9.31 100/100№2 510/510 7.55/7.55 120/120№3 615/925 5.88/6.66 90/160№4 550/625 4.90/6.37 75/110№5 500/625 4.12/6.37 55/110№6 460/615 3.53/5.88 45/90№7 420/625 2.94/5.78 37/110№8 1100/800 2.45/5.68 75/132№9－R 500 4.12 75№9－L 550 4.90 55注：1.压力是在20℃时的换算值；2.1室2台风机未作调整，2室风机已在2000年12月更换；3.№9－R和№9－L是新增加的2台风机；4.№3和№8为高压风机。
篦冷机冷却风机参数
6100 6300 65ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
45.8 47.3 48.8
篦冷机冷却风量与被篦冷机冷却能力的关系： V=43.6G+644 (单位：Nm³/min) G---冷却能力 t/h 冷却面积： S=0.813G+3.35 单位（m²）
1、篦冷机冷却风量能达到理论要求,但风量要合理分配。 2、冷却面积能达到理论要求。
NC42340篦冷机冷却风机参数
工艺编号 额定功率（kw) 额定电流(A) 57.04 57.05 57.06 57.07 57.08 57.09 57.10 57.11 57.12 57.13 57.14 57.15 57.16 57.17 57.18 57.19 57.20 110 75 90 90 185 185 90 90 110 110 110 90 160 132 110 110 90 1937 203 139.2 166.1 166.1 334 334 166.1 166.1 203 201 201 164 239 240 201 201 164 风量(m³/h) 18600 14400 16020 16020 40380 40380 21420 21420 24600 27720 32760 31500 58800 54600 51600 55500 60000 585720 篦冷机能力所需配风量 日产量（t/h） 208.3 229.2 250.0 254.2 262.5 270.8 0 5000 5500 6000 风压（pa） 13080 12270 11760 11760 10432 10432 8814 8814 8968 8049 7367 6921 6478 5905 5350 4922 4302 作用 固定篦板 固定篦板 一室充气梁 一室充气梁 二、三室充气梁 二、三室充气梁 四、五室充气梁 四、五室充气梁 一风室 二风室 三风室 四风室 五风室 六风室 七风室 八风室 九风室
篦冷机风冷提高风量风压及加厚料层的利弊
在新型干法窑的熟料城烧过程中，由于产量提高后，篦冷机的冷却能力相对降低，使出篦冷机熟料温度偏高。
为此，有的企业把篦下风机风量开到最大，有的甚至在一段篦下加设风机。
结果造成窑头排风机满负荷工作也达不到排风量的要求，致使窑头出现正压。
长时间的正压操作，大大缩短了窑头罩、窑门及密封圈等设备的使用寿命，还严重破坏了生产和周边环境，加大了员工的劳动强度，影响到企业的整体效益。
影响窑头压力的因素很多，本文从改变篦下风压和提高篦床上熟料层厚度方面来探讨。
1篦冷机冷却效率与窑系统热效率的关系篦冷机的冷却效率是衡量篦冷机性能的关键指标，出篦冷机的熟料温度越低，证明熟料的冷却效率越高。
窑系统的热效率是窑系统在城烧过程中理论热耗和实际热耗的比值，实际热耗越低，热效率越高。
从篦冷机冷却效率和窑系统热效率来看，两者之间不存在矛盾。
篦冷机的冷却效率越高，入窑的二、三次风温越高，对熟料的燃烧越有利，相应的窑热效率也越高；篦冷机的冷却效率越高，出篦冷机的废气温度也越高，对余热发电越有利。
在进出篦冷机熟料温度不变的情况下，出篦冷机的废气温度越高,篦冷机所用的冷却风量越少；反之，所用的冷却风量越多。
但是有时为了降低出篦冷机熟料温度，在操作中增加篦冷机冷却风量，这样就会降低二、三次风温。
如果只追求冷却效果，不考虑热效率和机械负荷，势必导致二、三次风温降低、废气风量增大，由于二、三次风的用量是由窑内燃烧所决定的，篦冷机冷却风满足燃烧需用的二、三次风后，多余的风就会从篦冷机废气出口排掉，同时由于一段是高温热风，大部分为满足二、三次风的需求，多余的热风与二、三段冷却风汇集，形成较原先二、三段的废气温度高的热风，影响设备的使用寿命。
此时尽管出篦冷机的熟料温度降低了一些，余热发电的负荷高了一些，但熟料的综合热耗会升高。
同时为了追求冷却效果，提高篦下风量，相应的也增加了窑头风机及电除尘器的负荷。
所以，降低出篦冷机熟料温度，不是只增加篦冷机篦下冷却风量就能实现的，而且这样做还容易出现问题。
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篦冷机风室风量计算公式的探讨
在第三代和第四代篦冷机的设计计算中，我们常常根据设计手册[1]等文献中的公式Q=3600Sivi来计算各风室的风量，而一些文献在解释该公式时存在一个明显的误区，认为式中Si为该风室所占篦板面积，vi为通过该篦板料层的风速，把篦板的面积与通过料层的风速相乘得出风量。
在文献[2]介绍的篦冷机改造就是这样计算得出各风室的用风量，从而使整机的单位熟料用风量达到2.98m3/kg，高于一般第四代篦冷机1.8~2.3m3/kg的设计用风水平。
1公式探讨风量等于风速与风速所通过面积的乘积。
通过分析图1我们发现，冷风通过篦板熟料时，在选定的篦板面积上，由于熟料占有一定的空间，占据了部分篦板的面积，实际上相当于该篦板的通风面积比实际的篦板面积减小了，因而以篦板的面积乘以通过熟料层的风速计算出的风量就会比实际值要大。
公式的确定与验证综上所述，风量计算可以给出两种方法
其一,用通过料层的风速和料层间隙所占面积相乘，公式可以写成Q=3600（S-Scl）vi，式中：S为篦板的面积，Scl为熟料所占的面积，vi为通过料层内部的风速。
其二，用篦板的面积和篦板对应料层上表面风速相乘，公式为Q=3600Svs，式中vs为篦板对应料层上表面的风速。
采用第一种方法计算风量时，要计算熟料所占篦板面积就必须根据熟料的颗粒大小计算熟料的空隙率，从而计算出熟料的空隙面积，由于受熟料颗粒大小、形状以及熟料运动状态的影响，同时受到风压变化影响，熟料沸腾状态具有不稳定性，因此熟料间隙的面积是动态变化的，无法准确计算。
因而第一种计算方法在实际应用中是非常不方便的。
第二种计算方法相对比较容易实现。
在同一个风量计算模型中我们可以看出：在通风量一定的情况下，通风面积大，则通风速度低，通过料层上表面的风速与通过料层内部的风速相比，其值较小。
文献[3]介绍了一个试验结果：在篦冷机冷却过程中，通过熟料内部的风速自前至后对应各风室一般取1.8m/s、1.7m/s和1.6m/s，相邻风室风速相差不大于0.2m/s，以此类推，这里的风速就是指通过熟料层内部的风速。
文献[4]通过篦冷机熟料多通道冷却气固热交换模型研究得出的试验结论：在篦冷机急冷区的冷却风流速度应控制在1.0~1.5m/s之间，后冷区的冷却风流速度控制在0.5~1.0m/s之间，这里的风速是指风室对应料层上表面的风速。
通过对这两个试验进行比较我们发现：在高温急冷区内，通过料层内部的风速一般在1.5~1.8m/s之间，料层上表面的风速却是在1.0~1.5m/s之间；在低温缓冷区内，通过料层内部的风速在1.0~1.5m/s之间，而料层上表面的风速在0.5~1.0m/s之间。
我们据此反推进行计算，用料层上表面的风速与篦板面积相乘计算出的风量和实际第四代篦冷机选用风量非常吻合，表1为新疆和田2500t/d第四代篦冷机实际风量与计算风量。