稳流行进式水泥熟料冷却技术
水泥熟料冷却系统：设计原则与节能改造
• 加强对节能制度的宣传，提高全员节能意识 • 严格执行节能制度，确保节能目标的实现 • 对违反节能制度的行为进行查处，保证节能制度的落实
节能管理效果的评价与改进
节能管理效果的评价
• 对节能管理目标完成情况进 行评价 • 对节能管理制度的执行情况 进行评价 • 对节能管理效果进行综合评 估
• 对系统出现的故障进行诊断，找出故 障原因 • 针对故障原因，采取相应的处理措施 • 对处理后的系统进行效果评估，确保 故障已消除
故障诊断与处理的方法
• 分析故障现象，找出可能的故障原因 • 对故障原因进行排查，确定故障点 • 采取相应的处理措施，消除故障
05
水泥熟料冷却系统的节能管理
节能管理体系的建立
节能管理的改进
• 针对评价结果，找出节能管 理存在的问题 • 制定节能改进措施，提高节 能管理水平 • 加强对节能改进措施的执行， 确保改进效果
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根据水泥熟料冷却系统的工艺要求，进行系统设计
• 保证熟料冷却效果，满足产品质量要求 • 降低系统能耗，提高经济效益 • 考虑系统的环保性能，减少环境污染
系统设计中的热工计算
热工计算的目的
• 确定冷却系统的冷却能力 • 优化冷却系统的结构布局 • 为系统设计提供理论依据
热工计算的主要内容
• 熟料的热量计算 • 冷却介质的流量和温度计算 • 冷却系统的热平衡计算
节能管理体系的内容
• 节能管理制度的制定与执行 • 节能管理人员的培训与考核 • 节能管理效果的评估与改进
节能管理体系的建立
• 制定节能管理规章制度，明确节能管理职责 • 建立节能管理机构，配备节能管理人员 • 开展节能培训和宣传，提高全员节能意识
各种水泥熟料冷却机技术改造方案
刊登于《年全国水泥技术交流大会论文集》各种水泥熟料冷却机的技术改造方案高玉宗，陈晓东，邢桂文，刘翚（北京四方联科技有限责任公司，北京）进入到本世纪以来，随着新型干法水泥生产线的不断建设，对那些生产技术落后、能耗高、污染严重的回转窑企业进行提产降耗技术改造的步伐也在加快。
对这些生产线进行技术改造的方案是根据不同工厂的自然条件和生产技术条件，对烧成系统进行个性化设计，主要内容是改造原有窑尾系统为预热分解系统，改造回转窑的传动装置提高转速，改造回转窑窑头和窑尾的密封装置，增加窑头罩至预分解系统的三次风管，改造熟料的冷却系统，此外还需对煤粉制备、计量、窑头窑尾燃烧系统，以及废气处理系统进行相应的技术改造，大幅度提高回转窑的产量，降低热耗。
回转窑生产线的技术改造是个系统工程，技改效果的优劣直接取决于烧成系统的各个方面的设计是否先进可靠。
根据笔者在技术改造实践中的体会，随着产量的提高，确定一个合理的冷却机改造方案，以达到投资少、改造方便快捷、热回收效率高、运行费用低、熟料质量好的目的，反倒经常成为确定整体方案中的一个难题。
北京四方联科技有限责任公司先后开发了十一项与各种冷却机改造相关的专利技术，可以对各种形式的冷却机进行改造，满足产量提高、能耗降低的要求。
对单筒冷却机的改造——复合式冷却技术对于原来已经采用单冷机的生产线，当改造后熟料产量大幅度提高时，原有的单冷机往往无法满足要求。
更换更大的单冷机或篦冷机不仅投资大，而且由于厂房、基础、空间位置、工艺流程等限制使其难以实现，而且更换大单冷机方案时，还存在无法对熟料进行急冷的缺点。
因此目前广泛应用的改造技术为我公司开发的复合式冷却专利技术。
应用该项技术进行改造的工艺布置见图。
实施方案（）、保持原单冷机不动，根据现场情况将单冷机进料端截短；（）、将窑头罩下料溜子改成一台专门设计的篦式冷却机；（）、篦冷机与单冷机之间用我公司专利密封技术连接。
13 / 19图应用复合式冷却技术改造单筒冷却机技术特点:（）、实现了出窑熟料高温下的急冷。
2.5 熟料的冷却及设备
水泥熟料冷却机的这三个效率越大越好， 一般η cL为40％～80％，ηL为80％～95％,Φi<90%
2、入窑二次风温度和入炉三次风温度 入回转窑的二次风温度和入分解炉的三次风温度值越
高越好，一般二次风温在900～1100 ℃的范围，三次风温 在400-800℃的范围。 3、出冷却机的熟料温度
出冷却机的熟料温度越低越好，越低表示熟料被冷却 的越充分，一般出冷却机的熟料温度在70—300 ℃的范围， 现代化的篦式冷却机一般能够将熟料冷却到100℃以下。 4、环境保护：噪声污染与粉尘污染要低 5、投资费用：设备费用及土建费用要低 6、操作费用：动力消耗、维护、维修费用要低。
粗、细颗粒料间的离析问题
解决方法： a. 以上所述的各种第三代和第四代篦冷机中进料区
篦床的“渐扩”结构及其脉冲供气方式就是解决 该问题的较好方法。
b.采用交错式移动篦板系统 工作原理：篦冷机的进料区有三组平行的、
独立驱动的篦板，通过它们的横向交错移动来实 现粗细颗粒料的均匀分布。
提高水泥熟料的活性，防止β -C2S向rC2S的转变。
(2)作为热工设备：冷却水泥熟料，并对入窑二次风，入炉三次风 的加热升温任务，有利于燃料的燃烧。 (3)作为热回收设备：对出窑熟料携带出去的大量热焓进行回收。
（回收的热量约1250～1650kJ/kg熟料） (4)作为输送设备：输送水泥熟料。
冷却机的评价指标：
②冷却效率：
从出窑熟料中回收的总热量与出窑熟料物理热的百分比
③空气升温效率：
L
Q0 Qm Q0
100%
离开冷却机第i个室的冷却空气和鼓入该室冷却空气之
间的温度差与该室内水泥熟料的平均温度之比
i
国家重点节能技术推广目第二批
《国家重点节能技术推广目录（第二批）》【中国水泥网】【2010-5-13】【收藏本页】【打印本页】【大中小】【关闭窗口】【时效性】【颁布单位】中华人民共和国国家发展和改革委员会【颁布日期】【实施日期】【失效日期】【内容分类】【文号】【名称】【题注】为贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》、《国务院关于加强节能工作的决定》和《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》，加快重点节能技术的推广普及，引导用能单位采用先进的节能新工艺、新技术和新设备，提高能源利用效率，我们组织编制了《国家重点节能技术推广目录（第二批）》，现予公布。
本目录涉及煤炭、电力、钢铁、有色金属、石油石化、化工、建材、机械、纺织、建筑、交通等11个行业，共35项高效节能技术。
中华人民共和国国家发展和改革委员会二○○九年十二月三十一日其中涉及水泥行业有3项，具体如下：重点推广节能技术报告（第二批）稳流行进式水泥熟料冷却技术一、技术名称：稳流行进式水泥熟料冷却技术二、适用范围：建材行业水泥熟料生产三、与该节能技术相关环节的能耗现状：目前一般的产品冷却机冷却风量为2Nm3/kg，电耗6～7kWh/t熟料，冷却机设备热回收效率65%～70%。
与本产品相比热回收效率低5%，电耗高1～2kWh/t熟料。
四、技术内容：１.技术原理该产品是一种对高温颗粒物料进行冷却的设备，主要用于对热熟料进行冷却和输送，可将1400℃左右的水泥熟料冷却到100℃以下，以保证熟料的性质和进行下一道工序。
冷却方式为风冷，利用冷风和热熟料进行热交换，同时设备可将熟料所含热量回收，用于辅助上一工序的熟料煅烧，以达到节能减排的目的。
2.关键技术主要包括①冷却风量自动控制调节阀；②冷却设备篦床的运动支撑装置；③标准化模块设计；④步进式行走篦床；⑤一种冷却设备篦床的在线检修装置；⑥颗粒物料均匀卸料装置。
3.工艺流程冷却机工艺流程图及设备简图见图1、图2。
五、主要技术指标：单位面积产量44～46t/m2d；单位冷却风量～kgcl；热效率≥75%，电耗≤5kWh/t 熟料。
一种水泥熟料冷却、破碎系统[实用新型专利]
![一种水泥熟料冷却、破碎系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cacf06cbaaea998fcc220ef9.png)
专利名称：一种水泥熟料冷却、破碎系统
专利类型：实用新型专利
发明人：屈卫东,郎晨芳,韩学峰,孙海建,刘长卿,王少川申请号：CN201220715305.7
申请日：20121220
公开号：CN202988994U
公开日：
20130612
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种水泥熟料冷却、破碎系统，包括封闭的地坑，地坑内设置有篦冷机和破碎机，篦冷机和破碎机均设置在地坑的上顶部，在篦冷机和破碎机的下方设置有由篦冷机下方延伸到破碎机下方并延伸出地坑的拉链输送机，地坑的外部设置有风机，风机的出风口与篦冷机的进风口相连，风机的进风口与地坑一侧开设的出风口相连，地坑的另一侧开设有与外界连通的补风口。
本实用新型的为篦冷机提供冷却空气的风机的进风口与地坑上开设的出风口相连，风机会将地坑内的空气吸入风机中并送入篦冷机，地坑的补风口会向地坑内补入不含粉尘的新鲜空气，使得地坑内的空气能得到流通，可以大大的减少地坑内的灰尘，改善地坑内的环境。
申请人：登电集团水泥有限公司
地址：452477 河南省郑州市阳城工业区
国籍：CN
代理机构：北京东方汇众知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：刘淑芬
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第四代篦冷机
第四代行进式稳流冷却机交流材料•作者：单位:天津水泥工业设计研究院有限公司中天仕名科技集团有限公司[2008-5-9]关键字:冷却机-稳流式-交流材料•摘要:行进式稳流冷却机介绍一、天津院新一冷却机研发背景伴随水泥技术的进步，追述我国篦冷机发展历史，从上个世纪六十年代初满足湿法水泥生产为主的第一代“薄料层篦冷机”的诞生，到八十年代适应新型干法水泥生产技术发展的第二代“厚料层篦冷机”的开发和技术引进，直至八十年代末到九十年代初期为了进一步节能降耗和适应装备大型化的发展，天津院又成功自主研制了延用至今的第三代TC型充气梁高效篦冷机并对其优化升级，持续创新。
不同时期的国内首台篦冷机均为我公司率先开发并应用，该产品于1998年5月通过部级鉴定，其综合技术性能指标已达到90年代国际先进水平，为国内首创。
天津院TC型篦冷机的技术进步历程代表着我国篦冷机技术的发展历史，代表了我国篦冷机产品的国家水平。
在第三代充气梁篦式冷却机技术之后，世界上出现了一种完全革新理念的新一代冷却机。
他们具有模块化、无漏料、磨损少、列运动、输送效率高、热回收效率高、运转率高、重量轻等特点。
在篦床的冷风分配上，大部分国外公司的产品都以冷却风自动控制为特色，如KHD的风量自动控制阀、Smith的机械式流量控制阀，而CP公司的冷却机则不设调节阀；在输送上，除了步进式以外，也有设计成篦床固定的形式，通过推料棒或推料块达到物料输送目的，以减少磨损件，如Polysius和Smith的冷却机。
我院第四代冷却机的研发于2004年启动，2006年正式立项，历时近三年，进过前期充分的调研工作，展开了一系列的实验及数据采集，明确了冷却机的发展方向，研究新的冷却理念和设计构想，并进行大量的实验来验证、开发和应用。
通过对国外几种形式第四代冷却机的调查研究，对各家产品优缺点的权衡比较，我们开发国产化第四代冷却机有了整体思路。
2007年我院与丹麦富士摩根公司最终达成合作意向，在消化、吸收、改进的基础上共同推出国产化TCFC型第四代行进式稳流冷却机，我院是该技术与产品在国内唯一的、排它性的拥有者。
水泥熟料窑系统中冷却带是如何冷却的
水泥熟料窑系统中冷却带是如何冷却的主要承担熟料的冷却，使熟料中的一部分熔剂矿物C3A、C4AF形成结晶体析出；另一部分熔剂矿物因冷却速度较快来不及析晶而形成玻璃体。
C3S在高温下是一种不稳定的化合物，在1250℃时，容易分解，所以要求熟料自1300℃以下要进行快冷，使C3S来不及分解，越过1250℃以后C3S就比较稳定了。
急速冷却还可以防止C2S在675℃时发生晶型转变，由β- C2S转变为γ—C2S，发生粉化现象(α—C2S在1420℃以下即转变为β—C2S)，该带同时回收熟料中的热量加热燃烧用的空气。
冷却带内物料温度为1300一1000℃。
冷却带内熟料冷凝成圆形颗粒后落入冷却机内继续冷却。
回转窑内以上各带不是截然分开的，各带没有明显的界限，而是互相交叉的，随着窑内下料量的多少、温度高低、通风状况、火焰长短等因素而变化。
所以说，窑的长度是一定的，而窑内各带的长度则不一定。
例如当窑尾温度发生变化时，物料的干燥预热必然受到温度变化的影响，干燥预热时间缩短或延长，必然引起其他各带的位移变化而不能固定。
再如CaCO3的分解温度是900℃左右，但在放热反应带仍有剩余的CaCO3在继续分解，同时随着原科性质的不同，反应温度也有差异。
物料在窑内燃烧时，一方面吸热升高温度，另一方面又发生了一系列的物理化学变化，各种变化的热性质不同，使各带物科温度升高速度也不同。
随着新型干法技术的使用和发展，各种窑系统内热力分布状况也不同，它们所具有的反应带分布亦有所不同，其间的传热、传质、动量传递及物理化学反应状况也不同。
在各种窑系统中只有湿法窑在窑内承担了水泥熟料煅烧所有的物理化学反应任务。
回转窑内物料温度和气体温度变化及窑内各带的划分如图4.1所示。
从图4.1可知，在干燥带热气体传给物料热量主要用于蒸发料浆中水分，需要较多的热量，物料升温不快。
在预热带由于物料化学变化，需要吸收热量很少，因此物料温度很快升高。
碳酸盐分解带由于碳酸盆的分解，需要吸收大量的热，所以物料升温速度最慢。
水泥篦冷机
第三代缺点
90年代以来，预分解窑规格增大、环保使用废弃物等导致出 现大量粉/块状熟料，原因在于： • 水泥窑规格愈大，产量愈高，愈容易出现粉状熟料 • 废弃物常用的石油焦含S>15%，易结粉状熟料 • 废弃物热值低，烟气增加，导致排风不足+窑内还原气氛， 易结粉状熟料 • 废弃物成分复杂，因MgO和Fe2O3等易结大块。 • 冷风难于透过粉状熟料层，冷却效率低，设备事故率高， 此外，篦下需设拉链机，占用高度大 • 已将室分成排，难以再缩小通风面积 更改通风方式，简化结构，模块结构，是第四代发展方向
4、篦冷机结构
第四代组成：熟料输送，熟料冷却及传动装置。 与第三代区别：1) 熟料冷却与输送功能分离；2) 篦床供 风精细化；3) 模块化设计；4) 消除篦床漏料；5) 系统能耗降 低；6) 土建投资降低。 结构分上下壳体，中间是篦床，壳内贴耐火砖，下壳体 分若干个风室，尾部设锤式破碎机，床面水平倾斜5°。篦床 包括若干块固定不动的篦板，床下部液压缸往复运动带动篦 板上部的推料棒往复运动。每个风室由1台风机供风，高压 风通过篦板迷宫式缝隙风道进入床上熟料层，不漏料。另 外，床下部不设输送设备，床本身不动，篦板之间也不存在 缝隙，故整个篦床不漏料。每块篦板底部安装空气动力平衡 式空气流量调节器。
The End!
水泥篦冷机
（高温颗粒余热高效回收装置） （稳流行进式高温颗粒冷却技术）
第一代薄料层篦冷机 第二代厚料层篦冷机 第三代空气梁可控气流篦冷机 第四代无漏料篦板篦冷机
第一代篦冷机
原理：窑头落下的高温熟料铺在进料端篦床上，随篦板向前 原理 推动铺满整个篦床，冷风加热后入窑作燃烧空气用，无余热发电 特征：运行部件主梁横向布置，纵向运动运送熟料，横向主 特征 梁作纵向运动时很难密封。在生产过程中，冷风从隔仓板上端漏 出，形成篦下内漏风，因此冷却效率不高，料层薄。 指标：料层 100-200mm，冷却风量2.8-3.2Nm3/kg熟料，单位 指标 面积产量18-20t/m2.d，冷却效率＞60%，二次风温与窑热耗有 关，热耗1500kCal/kg湿法窑二次风温<600℃，热耗1000 kCal/kg 干法预热器窑<750℃ 时间：大量出现在 1950年，产量<1000t熟料/d 时间
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稳流行进式水泥熟料冷却技术
一、技术名称：稳流行进式水泥熟料冷却技术
二、适用范围：建材行业水泥熟料生产
三、与该节能技术相关环节的能耗现状：
目前一般的产品冷却机冷却风量为2Nm3/kg，电耗6～7 kWh/t熟料，冷却机设备热回收效率65%～70%。
与本产
品相比热回收效率低5%，电耗高1～2 kWh/t熟料。
四、技术内容：
１.技术原理
该产品是一种对高温颗粒物料进行冷却的设备，主要用于对热熟料进行冷却和输送，可将1400℃左右的水泥熟料冷却到100℃以下，以保证熟料的性质和进行下一道工序。
冷却方式为风冷，利用冷风和热熟料进行热交换，同时设备可将熟料所含热量回收，用于辅助上一工序的熟料煅烧，以达到节能减排的目的。
2.关键技术
主要包括①冷却风量自动控制调节阀；②冷却设备篦床的运动支撑装置；③标准化模块设计；④步进式行走篦床；⑤一种冷却设备篦床的在线检修装置；⑥颗粒物料均匀卸料装置。
3.工艺流程
冷却机工艺流程图及设备简图见图1、图2。
五、主要技术指标：
单位面积产量44～46t/m2d；单位冷却风量1.7～1.9Nm3/kgcl；热效率≥75%，电耗≤5kWh/t熟料。
六、技术应用情况：
四台稳流行进式冷却机已投入工业生产，另有数台在建设中。
七、典型用户及投资效益：
典型用户：XX实业集团3000t/d、XX水泥有限公司5500t/d水泥生产线。
1)建设规模：3000t/d水泥生产线。
主要技改内容：稳流行进式冷却机。
节能技改投资额约800万元，建设期3个月。
年节能3390tce，年节能经济效益约237万元，投资回收期3.5年。
2)建设规模：5500t/d水泥生产线。
主要技改内容：稳流行进式冷却机。
节能技改投资额1000万元，建设期为3个月。
年节能5330 tce，年节能经济效益约370万元，投资回收期3年。
八、推广前景和节能潜力：
该产品可用于新建厂和老厂的设备改造，其主要性能指标已达到国际先进水平，较之第三代篦冷机有明显进步，可使水泥熟料的热耗下降10%～18%，电耗降低20%，土建投资节省25%，维修费用节省70%～80%，节能效益显著。
预计2015年可在行业推广到42～45%，形成约90 tce/a的节能能力。