CN2786111Y

CN2786111Y - 急冷式熟料冷却机

Info

Publication number: CN2786111Y
Application number: CNU2004200067751U
Authority: CN
Inventors: 张兴堂; 刘更生; 刘效锋; 于平
Original assignee: VICLINE CO Ltd
Current assignee: VICLINE CO Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2014-03-12

Abstract

本实用新型公开了一种急冷式熟料冷却机，包括进料口、冷却机壳体、篦床式冷却装置及出料口，特征为篦床式冷却装置由固定篦床区与活动篦床区组成，固定篦床区设呈阶梯状间隔排列的固定空气梁，其顶部固接有弧形篦板，底部通过上充气管道与上鼓风机连通；活动篦床区设与固定篦床区并排且同高度的固定空气梁，其上平行套一设有活动空气梁的活动框架，活动空气梁与同高度的固定空气梁平行交错设置，其上固接有控制流篦板；活动空气梁底部通过活动风管、下充气管道与下鼓风机连通；同高度的固定空气梁底部通过水平充气管道与下充气管道连通，活动框架由传动装置驱动。其可降低熟料温度，热回收率超70％，节能降耗，便于安装及维护，易推广实施。

Description

急冷式熟料冷却机

技术领域

本实用新型涉及一种水泥熟料冷却装置，特别是涉及一种能将回转窑炽热熟料短时间骤冷的急冷式熟料冷却机。

背景技术

水泥熟料冷却机，是水泥熟料生产中的一台重要的热回收设备，它承担着对出回转窑的炽热熟料骤冷的作用，同时还将高温的水泥熟料所携带的大量热焓回收并传递给冷空气，使空气加热升温，高温的空气以二、三次风进入回转窑和分解炉，这有利于熟料质量提高和降低熟料煅烧系统的热耗。

出水泥熟料煅烧装置回转窑的熟料温度高达1350℃，炽热的熟料需要急速冷却。急冷可以阻止熟料中的主要矿物C₃S晶体长大，有利于提高熟料的早期强度，改善熟料的易磨性；同时使熔融状态下的液相凝固成玻璃体，将MgO及C₃A大部分凝固在玻璃体中，有利于改善水泥熟料安定性和抗化学侵蚀性。目前，水泥熟料的冷却装置多采用回转单筒式冷却机或篦式冷却机，回转单筒式冷却机是一种逆流式气固换热装置，它具有工艺流程、操作、结构简单；生产运行可靠；活动部件少；维护简单和一次性投资低等优点。但也存在着缺陷，即熟料难于骤冷，因为从回转窑卸出的高温熟料进入回转单筒冷却机热端处，空气已与逆向流动的熟料换热、升温达到500-600℃，不能起到骤冷作用。被抽入回转窑和分解炉的二、三次风温只有700-850℃；出冷却机的熟料温度超过220℃，冷却机热回收效率低，仅为35-45％。熟料得不到急冷，熟料主要矿物有可能发生晶形转变，影响熟料质量。传统篦式冷却机，它能使出回转窑的炽热熟料急冷，出冷却机熟料温度超过120℃，提供的二、三次风温达到800-900℃，冷却机热回收效率50-65％，一些熟料的性能指标得到了改善。但由于篦床式冷却装置采用的是普通篦板，大量冷空气会通过不均匀熟料层的薄层部分或粗颗粒部分逸出，致使炽热熟料难以均匀冷却。同时高速气流可将细颗粒熟料吹入窑内，料层均匀性恶化，炽热熟料冷却效果下降。冷空气与高温熟料换热效率以及提供的二、三次风温虽比回转单筒式冷却机高，但仍不能满足熟料骤冷的质量要求，冷却机的热回收效率低，回转窑系统能耗高。

实用新型内容

为了解决现有技术中回转单筒冷却机和篦式冷却机存在的不足，提高水泥熟料质量，降低热耗，本实用新型的目的是提供一种能耗低、或迅速将回转窑卸出的高温水泥降温，改善提高熟料质量和性能、提高冷却机的热回收效率的急冷式熟料冷却机。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种急冷式熟料冷却机，包括进料口、冷却机壳体、篦床式冷却装置及出料口，篦床式冷却装置通设于冷却机壳体内腔，其一端与进料口的高温端板相接，另一端与出料口连通；其特征在于：所述篦床式冷却装置由固定篦床区与活动篦床区连接组合而成，其固定篦床区首端位于所述高温端板处，活动篦床区的尾端位于所述出料口处；

其中，固定篦床区包括：

一组呈阶梯状排列的固定空气梁，设有若干排，其高端至低端形成的斜面与水平面之间为一夹角，夹角为4～25°；固定空气梁两端与冷却机壳体内壁固接；每排固定空气梁顶部固接有一排弧形篦板，其底部与一上充气管道连接，所述固定空气梁通过上充气管道与一上鼓风机连通；

所述活动篦床区包括：

一组呈水平状排列的且同高度的固定空气梁与所述固定篦床区并排设置，其两端与所述冷却机壳体内壁固接，其上平行套设有一活动框架，与所述活动框架固接有若干排活动空气梁，每排活动空气梁下侧固接有活动风管，活动风管通过一下充气管道与一下鼓风机连通；活动空气梁与所述同高度的固定空气梁平行且交错设置，其上侧均设有控制流篦板；

所述同高度的固定空气梁的底部通过一水平充气管道的进气口与所述下充气管道相通；

所述活动框架两侧设有拉杆，拉杆通过活动轴与转轴与一传动装置连接。

所述固定空气梁、同高度的固定空气梁与所述活动空气梁顶部均为凹槽状，所述弧形篦板与所述控制流篦板固接于凹槽内。所述一组固定空气梁设置为2～9排，一组同高度的固定空气梁与活动空气梁各设置为4～15排。

所述一排弧形篦板设置为6～16块，其相邻两块密闭相接，相邻两组的弧形篦板之间为重叠密闭搭接。

所述一排控制流篦板为4～10块，相邻两块之间为密闭接触；控制流篦板相邻两组之间为重叠设置，其间留有缝隙，所述缝隙为3～5mm。

所述上充气管道、下充气管道及水平充气管道设置于篦床式冷却装置下侧与冷却机壳体底部之间；所述上鼓风机、下鼓风机设置于所述高温端板的外侧。

所述传动装置设置子篦床式冷却装置下侧与冷却机壳体底部之间，传动装置由拉杆、活动轴，与活动轴相接的转轴组成，活动轴一端与拉杆相接，另一端与转轴相接，转轴通过皮带轮与设置于冷却机壳体出料口端外侧的驱动装置联接，驱动装置由电动机与减速机组成。

所述活动框架与活动空气梁的连接为螺栓紧固连接。

所述活动风管为活络关节型结构，其上端与所述活动空气梁固接，下端与所述下充气管道密封连接。

所述高温端板外侧设置有一组空气炮，空气炮为2～5台；空气炮一端与一可编程序逻辑控制器(PLC)连接，另一端通过一管道通入冷却机壳体内的篦床式冷却装置上。

本实用新型的工作原理为：

将本实用新型安装于单筒冷却机前端，水泥熟料经过进料口进入该冷却机后，与固定篦床区的冷风进行热交换，再进入活动篦床区进行冷却；

熟料急速冷却的关键技术在于篦床式冷却装置的改进，冷却篦板的支撑横梁采用的是一种顶部敞开的空气梁，上部装有带篦缝式开口的弧形篦板，由于弧形篦板阻力与风速平方成正比，弧形篦板阻力较大，因而料层变化对这种篦板充气的均匀性影响不大；高速水平充气，使得该处的高温水泥熟料立即与低温空气相遇，熟料得以急速冷却。

本实用新型采用以上技术方案，其有益效果在于：

将现有单筒冷却机的高温端截去4～5米，在此间加设一台急冷式熟料冷却机，从回转窑出来的熟料首先进入该急冷式熟料冷却机，通过篦床式冷却装置的处理，熟料的高温急骤下降，然后再进入单筒冷却机，这样，熟料床分布均匀，形成厚料层，既可充分发挥篦床式冷却装置对高温熟料急冷的优点，也保留了单筒冷却机对低温熟料继续冷却的作用，将急冷式熟料冷却机和单筒冷却机的优点有效地结合起来，降低其熟料冷却风量，使水泥熟料温度降到65-95℃，热回收效率超过70％，入窑的二次风温950-1050℃，入分解炉的三次风温900-950℃，有利于降低回转窑系统的热耗，减少入窑的粉尘，易于窑的操作；同时熟料得到骤冷，其熟料质量得到保证。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2-1为本实用新型弧形篦板结构示意图

图2-2为图2-1的效果示意图

图3为本实用新型控制流篦板结构示意图

图4为活动空气梁与活动风管连接结构示意图

图5为活动风管剖面结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是由急冷式冷却机壳体1，进料口2，固定空气梁3，空气炮4，鼓风机5，上充气管道51，水平充气管道62、鼓风机6，下充气管道61，弧形篦板7、传动装置8、活动框架9，活动风管10，活动空气梁11，同高度的固定空气梁12、控制流篦板13，出料口14组成。

将现有单筒冷却机的高温端截去4～5米，在此间加设一台急冷式熟料冷却机，急冷式熟料冷却机的冷却机壳体1顶部为进料口2，篦床式冷却装置通设于冷却机壳体1的内腔，一端与进料口2的高温端板处连接，另一端位于冷却机壳体1出料口14处。

篦床式冷却装置分设为两段，其中与所述高温端板相接处的一段为固定篦床区，固定篦床区呈阶梯状设置，由高至低，其高端位于高温端板处，其低端处与另一段活动篦床区首端相接，高端至低端形成的斜面与水平面呈4～25°的夹角；活动篦床区的尾部位于出料口14处。

在固定篦床区阶梯状间隔排列有5排固定空气梁3；固定空气梁3为顶部敞开的空气梁，内为凹槽状，其上固接有一排弧形篦板7，每排固接6～16块，弧形篦板7相邻两块之间没有缝隙；相邻两组的弧形篦板7之间为重叠密闭搭接。固定空气梁3的底部与上充气管道51的出风口连通，上充气管道51的进风口与设置于冷却机壳体高温端板外侧设置的上鼓风机5连通；鼓风机鼓出的高压空气经上充气管道51进入固定空气梁3穿过弧形篦缝，呈水平喷出，出口风速高。

根据急冷式冷却机壳体1设置的大小，固定空气梁3可设置为2～9排。

活动篦床区内设置有一组与固定篦床区相接且呈水平状排列的同高度的固定空气梁12，同高度的固定空气梁设为5排；与同高度的固定空气梁12平行套设有一活动框架9，活动框架9框内设有4排活动空气梁11，活动空气梁11与同高度的固定空气梁12平行且交错设置；活动框架9通过传动装置8与驱动装置联接，传动装置8设置有拉杆、活动轴与转轴，拉杆一端与活动框架9两侧固接，拉杆另一端通过一活动轴与转轴相接，转轴上设有皮带轮，通过皮带轮与设置于冷却机壳体出料口端外侧的一驱动装置联接；驱动装置包括电动机与减速机，电动机与减速机驱动转轴、活动轴带动拉杆推动活动框架9带动活动空气梁11，平行往复运动；活动空气梁11底部与活动风管10的出风口相接，活动风管10的进风口与一下充气管道61的出风口相通，下充气管道61的进风口与设置于冷却机壳体高温端板外侧的下鼓风机6连通；同高度的固定空气梁12底部与一水平充气管道62的出风口相接，水平充气管道62的进风口与下充气管道61的尾部相通，同高度的固定空气梁12通过依次连接的水平充气管道62、上充气管道61与下鼓风机6连通。

根据急冷式冷却机壳体1设置的大小，同高度的固定空气梁12还可设置为4～15排，活动框架9内设置的活动空气梁11相应也设置为4～15排；活动空气梁11与同高度的固定空气梁12平行且交错设置。

在每根同高度的固定空气梁12与活动空气梁11的上侧分别安装有一排控制流篦板13，控制流篦板13与活动空气梁11及同高度的固定空气梁12的相接处与水平面之间为一夹角，其夹角为4～18°；控制流篦板13一排设置为4～10块，相邻两块之间密闭相接；相邻两组之间为重叠设置，其间留有3～5mm的缝隙。

固定篦床区与活动篦床区的设置，使熟料在该处得到急冷和较佳的冷却效果；为了保持恒定的熟料厚料层，又防大块熟料的堆积，随时调整其料层的均匀度，在冷却机壳体高温端板外侧设置一组空气炮4，空气炮4设置为2～5台，连接于同一管道上，通过该管道通入所述冷却机壳体内的篦床式冷却装置高温端板处的熟料料层中，空气炮4由一外设的控制台控制，其控制台内设有可编程序逻辑控制器PLC控制装置，可编程序逻辑控制器PLC型号为VIC-CC-02，空气炮按工艺要求定时工作。

熟料层通过弧形篦板7与控制流篦板13的降温后，再进入单筒冷却机，这样，既可充分发挥篦冷机对高温熟料急冷的优点，也保留了单筒冷却机对低温熟料继续冷却的作用，将篦冷机和单筒冷却机的优点有效地结合起来。

如图2-1、2-2所示，弧形篦板7座入固定空气梁3的顶部，每根固定空气梁3安装有一排弧形篦板7，弧形篦板7的叶片由七片叶片组成，其两端为端部叶片与尾部叶片，中间为中部叶片；相邻两片叶片之间留有呈弧形状的狭长篦缝，其篦缝为2.5～4mm。

弧形篦板7每排还可以设置为6～16块；以满足不同的生产规模及物料的要求。

如图3所示：活动篦床区包括活动空气梁11、同高度的固定空气梁12与控制流篦板13和活动框架9的组合，控制流篦板13与每排同高度的固定空气梁12或活动空气梁11的进风口是相通的，采用现有技术制造的控制流篦板13，固接在同高度的固定空气梁12与活动空气梁11的顶部，控制流篦板13与其空气梁固接处为一夹角，夹角在4～18°范围之间，控制流篦板13一排设置为4～10块，相邻两块之间密闭相接；控制流篦板13相邻两排之间为重叠设置，其间留有3～5mm的缝隙。

如图4、图5所示，活动空气梁11的进风口与活动框架9相连，活动框架9为箱体形式，其冷却风来自与活动框架9连通的活动风管10；活动风管10设计为活络关节型，其下端与下充气管道61固接，上端与活动空气梁11的下端密封联接，活动风管10随活动框架9前后摆动，不但移动灵活且密封良好。

本实用新型的冷却原理为：

如图1至图5所示，从回转窑卸出的炽热熟料，首先落入冷却机壳体1内骤冷，然后再进入单筒冷却机，完成冷却过程卸出。该段的急冷式熟料冷却机，改进了传统篦冷机存在的不足，在炽热熟料落入处采用固定篦床区，固定篦床区的篦床式冷却装置为弧形篦板7和支撑弧形篦板7的一种顶部敞开的固定空气梁3构成，由于篦板的阻力是篦冷机空气分配中的重要参数，设计的弧形篦板的阻力为3000Pa，弧形篦板7表面形成狭长并呈弧形的篦缝，高压空气经固定空气梁3穿过弧形篦缝，呈水平喷出，出口风速高。由于篦板阻力与风速平方成正比，弧形篦板7的阻力较大，因而料层变化对这种篦板充气的均匀性影响不大，不致出现像使用普通篦板时，大量冷空气通过不均匀料层部分或粗颗粒逸出，致使炽热熟料得不到冷却或冷却不均匀；又由于高速水平充气，能使熟料得以重新分配形成一个均匀的厚熟料层。

分配均匀的高温熟料由固定篦床区流到活动篦床区，活动篦床区由设计为活络关节型、且移动灵活、密封良好的活动风管10，连接活动框架9，再与活动空气梁11连接。活动空气梁11内装有4～10块与传统篦板不同的控制流篦板13构成，在活动篦床部分支撑和安装篦板的空气梁呈一根梁活动，一根梁固定的交错分布状，安装在空气梁上的控制流篦板13则一排运动一排不动，从而推动篦板上的高温熟料向前运动。

在活动篦床区，基于厚料层操作+空气梁的原理，篦板采用“控制流篦板”，整个空气梁区分为若干个充气小区，对进入该区的水泥熟料分别进行强制冷却；每根空气梁为一个“小风室”，每个“小风室”都有独立的进风口，不串风，能够保持风压，从而保持控制流篦板上料层厚度均匀，防止篦板高温烧损，同时炽热熟料得到强制冷却；整个活动空气梁是由传动装置8带动活动框架9做往复运动，并将急冷后的熟料输送到回转单筒冷却机继续冷却。单筒冷却机的废气由独立的排风系统排出并收尘，从而实现了高温气体供窑和分解炉使用，而废气排出的目的。

利用本实用新型实际生产时，其生产指标可达到：水泥熟料冷却能力：500-2000吨/天(22-83t/h)；出冷却机的水泥熟料温度：65-95℃；热回收效率：60-75％；冷却熟料用风量：2.2-2.8Nm³/kg.cl。

Claims

1.一种急冷式熟料冷却机，包括进料口、冷却机壳体、篦床式冷却装置及出料口，篦床式冷却装置通设于冷却机壳体内腔，其一端与进料口的高温端板相接，另一端与出料口连通；其特征在于：所述篦床式冷却装置由固定篦床区与活动篦床区连接组合而成，其固定篦床区首端位于所述高温端板处，活动篦床区的尾端位于所述出料口处；

其中，固定篦床区包括：

一组呈阶梯状排列的固定空气梁，设有若干排，其高端至低端形成的斜面与水平面之间为一夹角，所述夹角为4～25°；所述固定空气梁两端与所述冷却机壳体内壁固接；所述每排固定空气梁顶部固接有一排弧形篦板，其底部与一上充气管道连接，所述固定空气梁通过上充气管道与一上鼓风机连通；

所述活动篦床区包括：

一组呈水平状排列的且同高度的固定空气梁与所述固定篦床区并排设置，其两端与所述冷却机壳体内壁固接，其上平行套设有一活动框架，与所述活动框架固接有若干排活动空气梁，每排活动空气梁下侧固接有活动风管，所述活动风管通过一下充气管道与一下鼓风机连通；所述活动空气梁与所述同高度的固定空气梁平行且交错设置，其上侧均固接有控制流篦板；

2.根据权利要求1所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述固定空气梁、同高度的固定空气梁与所述活动空气梁顶部均为凹槽状，所述弧形篦板与所述控制流篦板固接于凹槽内。

3.根据权利要求1或2所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述一组固定空气梁设置为2～9排，所述一组同高度的固定空气梁与所述活动空气梁各设置为4～15排。

4.根据权利要求1或2所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述一排弧形篦板设置为6～16块，其相邻两块之间密闭连接，相邻两排的所述弧形篦板之间为重叠密闭搭接。

5.根据权利要求1或2所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述一排控制流篦板为4～10块，相邻两块之间密闭接触；所述控制流篦板相邻两排之间为重叠设置，其间留有缝隙，所述缝隙为3～5mm。

6.根据权利要求1所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述上充气管道、下充气管道及水平充气管道设置于所述篦床式冷却装置下侧与所述冷却机壳体底部之间；所述上鼓风机与下鼓风机设置于所述高温端板的外侧。

7.根据权利要求1所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述传动装置设置于所述篦床式冷却装置下侧与所述冷却机壳体底部之间。

8.根据权利要求1所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述活动框架与所述活动空气梁的连接为螺栓紧固连接。

9.根据权利要求1或6或8所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述活动风管为活络关节型结构，其上端与所述活动空气梁固接，下端与所述下充气管道密封连接。

10.根据权利要求1所述的急冷式熟料冷却机，其特征在于：所述高温端板外侧设置有一组空气炮，所述空气炮为2～5台；所述空气炮一端与一可编程序逻辑控制器连接，另一端通过一管道通入所述冷却机壳体内的所述篦床式冷却装置上。