新型干法水泥生产技术的发展对水泥熟料的冷却要求慢慢的升高，水泥烧成过程中的预分解．煅烧和纷

　　却三重要环节组成了新型干法窑系统·没有高效岭却机-也不可能有高效的熟料烧成系统。在水泥工业中

　　使用的多筒．单筒、蓖式三种熟料冷却机中。由于窑外预分解技术徭要从冷却机抽取三次风供分解炉用．这

　　在多筒冷却机上是难以实现的·因此，预分解窑系统的冷却设备只能选用单筒冷却机或蓖式冷却机

　　}争机相比单玲机具有热效率高、简单易操作、维修方便，设备运转率高电耗低、无废气处理系统投资省等优

　　点。但是·传统意义上的单筒冷却机由于结构陈旧．热效率低-很难{荷足新型干法窑系统强化煅烧低风量

　　近几年来·我院对新型高效单筒冷却机作了深入的开发研究．这些开发研究着力于解决以下课题：

　　0高效单筒冷却机～定要满足新型干法窑的生产的基本工艺要求，即要能保证人窑二次风温达到8o0c～

　　@开发设计新型扬料装置·以提高熟料和冷却空气在简体内的换热效率．实现单位熟料低冷却风量的

　　④完善机械设计·提高设备的运转率，以确保窑系统的正常运转。井形成与窑系统配套的单筒冷却机

　　把以上开发研究课题与我院的工程设计相结台起来，我院成功地开发设计了与窑系统配套的600t／d、

　　700t／d、lO00t／d、1150t／d、2000t／d的新型高效单筒睁却机系列(见表1)，并在我院设计的国内外

　　^使用。其中·用于云南红塔滇西水泥V!OOOt／d窑外分解水泥生产线m高效单筒冷

　　～1150t／d的长时间运行中·出料温度为150C～180L．一次风温为850c～950c．^分解炉三次风温选到

　　600c～700c·表现出工艺效果好操作维修简单，电耗低，特别是运转率高的突出优点。为该水泥生产线

　　迅速达标达产提供了可靠的保证，(该水泥生产线．3万吨)成为新型高效单筒冷却机在我国窑外分解窑运用成功的典范本文就新型高效

　　净机的热交换原理属于逆流式热交换，熟料从窑头进单拎机．而净空气从出料端进凡

　　在禳耐火砖带由于无扬料斗(高低砖的砌筑只能加强熟料翻壤)，熟科运动状态类似于凹转窑的拎却

　　料堆的表面以及与暴露的简体壁面之间的辐射热变换为丰，对流热交换为辅：熟料堆与砌砖的接触而之间

　　研究表明 ：熟 料在扬料斗带的冷却速率 远大于镶耐火砖带 ，因而无 论是热料 的冷却还是 二次空气的

　　与传统的 湿法窑和干法 中空窑相 比，新型干法窑 单侍 热料 的热耗 降低近2 僻 ，从窑系 统热 甲衡 计算结

　　筒冷 却机 的熟料 黼度 高进 1 350 ( = 传统 的湿法窑 或干眭中空窑 由于 旮净却惜 出窑人

　　筒玲却 机的熟车斗温度 为I1 oo ( 一相 比之 F 新型 于法窑 出窑熟料温度 高得多

　　和 八悖却机 热料 黼度的提高 过就要求用于新 型干洼搿系统 的单 筒冷却机要 冉更高效 的热交换 ，才能实现

　　熟料 的高效 快速 冷却 。这就是新犁高效单筒 冷l划机 不同于传统的单筒冷却机的本质 所在

　　1-11 h 但是 ，新型 干法 窑系统特别是预分解窑 ，采用 短焰 急烧 ”出窑人单筒冷却 机的熟料温度高达1350 c ，

　　熟料玲却风量 l m。／kg 熟 料。固此 ，我们 认为用于新型干法窑SP 窑系统的高效

　　85～90kg／m ．h。由于新型干法 窑SF 窑 出窑 人单 简障却机的熟料温更高而 单位熟料冷却 空气更少，我院开

　　单筒冷却机的长径 比可确定为 ：L／D= tt～ t2 5。f 如圈1 所示 )比传统单 筒冷却机的长径 比L ／D= 8～l0 要

　　大，这样可更好地保证 熟料 的冷却效l粜 ，我们的设 计研究得 出：在保证单筒玲却机长径 此 ¨

　　常用于悬 浮预 热器窑系统的单筒冷却机 的直径应 JF好等 于窑的直径 ．倒 如．我院为五南高 海拨地 区设计 的

　　条 600t／d 的五级 悬风预热器 窑系统 ，窑的规格为中3．3 ×50m，单 茼玲却机的 规格 为中3．3×4ore

　　筒冷 却机直径相 同能轻松实现窑 和单 筒冷却机的轮带 、托 轮支承装置 的互换性 ，减少 工厂的 备件数量 ，维修

　　管理方便 。而预分解窑系统窑 的单位容积 产量提高 了，用于 预分解窑 系统 的单 筒冷 却机 的直径通常应大于

　　装 置，在扬 料斗 带 的不同 部位 ，扬料 斗所 具备 的功 能也 不

　　筒体截面 上形 成均 匀致密 的料 幕 ，使 熟料颗 粒和 玲却空 气能充 分有效 的接触 ，以增 大 气固之 间的换热 面

　　积 ，提高换热效 率 本 院开发设计的高效单冷 却机筒体 内部扬科 斗装置分 由两种 ，高温 区段 为镐钩型扬料

　　斗(如图2 所示) ，这种镐钩型扬料斗 由本 院独创开 发设 计的特殊 底座 和耐热铸钢镐钩型扬料 斗嵌镶装 配组

　　成．既保证坚固可靠又 便于安装撤换。这种镐 钩型扬料斗有着非常强 的破 碎功能 ，实际运转 中 由于掉窑皮滚

　　5OOmm左 右 ；但停机后进 到筒 体 内观 察 ，镐 型扬 料斗 区

　　段前后 的熟料粒度 明显不 同．离开镐 型扬料斗 区段 的熟 料粒度均≤80ra m。低温区段为弧型扬 料斗( 如图3

　　所示 ) ，该 弧型扬料斗汲取 了国内外单筒冷却机技 术发展的最新成果一并独创设计 了“导 向板 结构 ，可延长

　　单筒冷却机 内部 熟料 的运 动与 回转窑 内大大不同 ．由于掉 窑皮等 因素 进 凡单砖机 的熟 料常 出现尖峰

　　载荷 ．而全部熟料都会被扬 料斗扬起抛下 ，所消耗的功率大幅度提升 。单冷 机一般可

　　冷机通常布置在地坑内 ．操作环境 十分恶劣 因此 ．单冷机的传动一般采 用鼠笼式 交流电机 如粜采用双传

　　凡单冷机 的熟料大量堆积在 人 口处 这时启动单冷 机启动冲击电流非常^ ．是

　　虑到 鼠茏 式交流电机的启动 过载电流较小 ．心此 ．我院开发设计 的高 救单筒砖却机 电机选型聪 留有功率储

　　云南红塔 滇西水泥 厂1 000t／d 窑 外分解水泥 生产线m 高效 单筒冷却机实 际运 转证 明 ：配备较 大的 鼠笼式交 流电机是非 常明智的 。提高单 玲机 的运转率 ，从

　　单 冷机 为 两支 承 回转 简体 ，传动装 置应 尽量避 开 高温 布置。我院 开发 设计 的 云南 红塔 滇西 水 泥厂

　　1000t／a 窑外分解 水泥 生产线m 高效 单筒冷却 机 ，曾将传 动装 置设计 在冷却 机的冷

　　端支 承装置处 ，设计 意图是琏开 高温 布置 ．该段 为扬料 斗段 ．运 行 中Eh于 内部耐 火浇 注抖常 脱落筒体 温度

　　升高，使得 传 动装 置反 而处在 高温下 t造成 电机 电流擞剧增 加 ，大齿 圈润滑油 着火 · 影响 了设备 的 正常运

　　转。不得 已。而采用淋水冷却 ．大量 的水蒸汽 又使传动 装置处在 十分恶劣的湿热环境中 。总结中3．8／4 3／3

　　8 ×42m 高效单筒冷 却机的教训 ，我院开发设计 的其它规格的高效单筒冷 却机 的传 动装 置布 置在 热端 支承

　　该段简体 内有 耐火砖的隔热保护 ( 与窑传 动装置类似 )传动装置所 处的环境就 大大改善

　　目前 ．全国 已投入运转 的大规格 高效单筒冷 却机(直径 ~ O3m)均遇 到 一个共同 的难 戈．即简 体内扬料

　　斗带 的耐 火内村的结构设计 和材 料选 择 。我院 开发设计的高效单筒 冷却 机筒体 内的耐 火内衬沿 熟料行走

　　的方向分为 两段 ．第 ～段镶砌磷 酸盐 耐磨 砖 ．该 段无扬 料斗 ( 与窑简体 内相 同)．实际运转表 明该段磷 酸盐

　　耐磨 砖的寿命 在 一年 以上，设计是 成功的。第二段 凼有镐 钩型扬料斗 ．镶 砌不稳 耐火砖

　　整圆，加之砖与扬料 斗的热 膨胀 系数不相同 ，很容易脱落 ，因而采用了耐火浇注料 (如圈2 所 示)

　　塔滇 西水 泥厂中3．8／4．3／3．8×42m高效单筒冷却机采用 了PA 一8o不锈 钢纤维耐火浇 注料 PA ～80 不锈

　　钢纤 维耐火浇注料有优 良的热硬 性和耐磨性 ，许多大 中型水泥厂用于窑 口效果很好 然 而将其用于单拎机

　　的高温扬料 斗带 与用于 回转 窑 口的工 况完 全不 一样 ，它不但 要承受高温 、磨损 而且要 垂受 大块 熟料 (粒度

　　为300~ 500mm)从高处 (落差≥3m)落 下的冲击 夯砸。在这种极端 恶劣的工况下。浇注料很 快就从表面 _一层

　　层碎裂脱落。在扬料斗带的高温段(温度在800- 900 C )固有烧结作用，浇往料可用2～4个月．在扬料斗带

　　的低 温段 (温度在400 C ～500℃) 因无烧结 作用 ，浇注料 强度很低 ，只能维持1 个星期左右 。运 转中浇注料脱

　　落后 简体表面温度很快 升高到400℃以上，为维 持正常生产迫不得 已只得 在简体外 淋水拎却 简体 。淋水的

　　办法 虽然能维持正常生 产，但是却带来 了很大的负 作用。首先 。琳 水造 成了严重的环境污染 ．因为单冷机的

　　布置绝太多数在地坑 内，淋水产生的大量水蒸汽和熟料粉尘的作用使得地坑内及周围建筑处在非常恶劣

　　的湿 热、尘 的环 境中 。其次淋 水大大 降 低了单筒冷 却机 的热 效率 t云南红塔滇 西水 泥厂0 3．8／4．3／3．8 ×

　　42m 高教单筒玲却机采 用淋水保 护简体 ，曾一度 使二次凤温降到600 C 以下 ，严重影 响了分解 炉的操 作 。为

　　提高二次风温不得 已将 热端 耐火砖段 延长了4m．将高 温扬 料斗段缩短 了4m。再者 淋水埘简 体钢 材筹命影

　　总结0 3．8／4．3／3．8×42m 单筒冷却 机的耐 火内衬 的开发设计和运转 实践过程 ．高温扬料 斗惜PA一80

　　不锈 钢纤 维耐 火浇注料 的运 用失败 了。但淋水 保护简体实属不得 已的 下策”，这在水泥 界早 已成 为共 识。

　　最好 的办法是开发 出一种高温 及中温 强度 的耐 火浇注料来 取代 淋水，这需 要高 效单筒冷 却机的设计 者和

　　耐火材料行业 的研 究人员密 切配 合，不 断探 索。随着耐火 材料行业的进 步 ，一 定会 开发出一 种强度较高能

　　适台用于单 筒冷 却机 内恶劣 工况 的浇注料来 取代 目前直径O3m 以上单冷 机普遍 采 用简体淋水 降温的现

　　状．我院在单倚冷却机 的开 发设 计中将更进一步努力探索 ．力争在这一难题上取得 突破 。

　　近几年来 ，结合 我院工程 设计需要 ，我们 开发设计 r 与新 型干 法窑配套 的从600t／d 至20001 d 岫新型

　　高教单简 冷却机设备 系列 ，用于我院设 计 的国内外丁程 ．为高 效单筒狰却 机在 太、中型新型干 法水泥 生产

　　线 的应用拓 宽 ，道路 。其中 ．用于 云南红塔 滇西 水泥 厂1 000I／d 窑 外分解 水泥生 产线n-i 高教单筒 冷却机通 过近两年的运转实践证 明．高教单筒拎却机用于新 型干 法水泥生产线是成 功的

　　单冷机独特 的结构设计 并通 过工艺 系统 合理 有救的匹配 ．育救地消 除了新型 干法水泥 生产线 使用单 玲机

　　窑^ 单狰机熟料温度 虽高达1 300 c 以上 ，但在单冷机 进料斜坡处无。挂 蜡 、 堆 雪人”现象产生 。

　　使 用单 狰机 可保 证 从 窑头 罩抽 取 的二 次 风温 在800 C ～950 C 范 围 内，进 ^ 分 解 炉的三 次 风 温在

　　600 C～70oC 范围内。窑尾分 解炉点火顺利 ．可有救地降低系 统热耗 ，使 系统 热耗控制 在850kcal／kg．cl 左

　　通 过单筒冷却机 的系统优化 及采 用独特的扬 料斗装置 可保证 当熟 料产量 为1IO0t

　　高效单筒 冷却 机的高可靠性 ，使整个系 统运 转率大幅度的提升 ，投产后 的第一年达产运 转率 就超过80 ％，

　　我院开发设计的高效单 筒冷 却机 系列．综台 r 近年来 国环 国内高教 单筒冷却机发 展的新技 术．并总结

　　国内在新型干法 窑上 已投^ 运转的 单筒 冷却 机的各种成 功经验和 失败教训 ．特别是独创 开发设 计 r 高

　　温段 镶嵌 式镐 钩型扬料斗和带导 向板 的弧型扬料斗 ，提高 ，单 筒冷却 机 的热 交换效率 ，实现

　　的高效冷却 取得了很好的运用效果，为高效单筒狰却机在我国大．中型新型干法窑水泥生产线的运用提

　　供了理论 和实践依据 ，促进 丁水泥工业发展的技术进步 。我们要特 别感谢 云南红塔滇西水 泥厂丁日耆总经

　　理和 棘教 山部 长对高效单筒狰却机的使用 和改进所提供 的支持和帮助 t这是 院、厂两家 台作开 发所取得的