摘 要

熟料冷却机是水泥生产线的重要环节，其重要功能是对高温熟料进行冷却、输送，同时回收有用热量。篦冷机作为影响整个水泥工业窑热效率的关键设备之一，对其的要求是“三高一低”，即高冷却效率、高热回收率、高运转率和低投入成本，因此篦冷机一直是人们研究和改造的重点。

为了解水泥生产过程中熟料冷却阶段能耗的具体使用情况，将对我国2500t/d熟料生产线篦冷机进行热平衡计算和能耗分析，并对我国现阶段水泥厂使用的第三代和第四代篦冷机的技术参数和冷却效果进行对比分析，了解不同代别篦冷机的优缺点，对水泥厂篦冷机节能改造提出合理化建议。本文得出的主要结论如下：

篦冷机运行性能受到区域及海拔等因素的影响。由于东部地区社会发展程度高，人员素质及知识水平比西南地区较高，高素质工人在面对篦冷机日常运行状况的处理较好，所以篦冷机的运行性能更好。而高海拔地区的熟料生产线篦冷机性能普遍比平原地区低。

根据我国水泥生产线上用得比较广的第三代充气梁篦冷机的通病，有针对性地选用急冷床、低阻力篦板、新型的密封和锁风配件等，优化篦冷机的配风，能有效提高篦冷机的单位面积冷却效率。同时，第四代篦冷机在冷却结构和设计方式上进行了全面改进和创新，为适应不同生产状况创造了良好条件，在使用性能上相较于第三代篦冷机又上了一个新的台阶。公司可以结合自身实际生产需求和经济成本的考虑，针对性地对篦冷机性能进行升级改造，保证篦冷机具有良好的工作参数，将会为企业带来更大的经济效益和社会效益。

关键词：篦冷机；能耗分析；升级改造

Abstract

Cement grate cooler is an important part of the cement production line.Its important function is to transport and reduce the high temperature clinker , and recover the useful heat. Grate cooler is one of the key equipment affecting the thermal efficiency of the entire cement industry kiln, whose requirements are "three high and one low", which means high cooling efficiency, high heat recovery, high operating rate and low input costs.So grate cooler is the focus of research and transformation.

In order to understand the concrete use of the energy consumption in the clinker cooling stage during the cement production process, the heat balance calculation and energy consumption analysis of the 2500t / d clinker production line grate cooler in China will be carried out.And The technical parameters and the cooling effect of the fourth generation and the third generation grate cooler should be compared and analyzed ,in order to find out the advantages and disadvantages of different generation grate cooler.So that we can put forward the reasonable suggestions for the energy saving of the grate cooler. The main conclusions drawn in this paper are as follows:

1. The performance of the grate cooler is affected by factors such as area and altitude. Due to the high degree of social development in the eastern region, the quality of personnel and the level of knowledge is higher than the southwest region.When the high-quality workers face to the daily operation of the grate cooler,they will hand it better than before so that the grate cooler will run better.In addition, the performance of high-altitude clinker production line grate cooler is generally lower than the plain area.

2. In China, third-generation inflatable beam grate cooler,which are used widely in cement production line ,have some common problem.We can use the quench bed, low resistance grate plate, a new type of sealing and lock accessories, optimize the grate cooler With the wind so that we can effectively improve the unit area cooling efficiency of the grate cooler.At the same time, the fourth generation grate cooler in the cooling structure and design methods on a comprehensive improvement and innovation in order to meet the different production conditions and create a good condition in the use of performance.Compared to the third generation grate cooler,it becomes better. Companies can combine their actual production needs with economic costs, upgrading the grate cooler performance to ensure that the grate cooler has good working parameters, which will bring greater economic and social benefits for the enterprise.

Key Words：Cement grate cooler; the heat balance calculation；energy consumption analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1 篦冷机的发展 1

1.2 篦冷机的系统组成及工作原理 3

1.2.1 篦冷机的系统组成 3

1.2.2 篦冷机的工作原理 4

1.3 主要研究方向 5

第2章 篦冷机热工标记 6

2.1 测定仪器 6

2.2 测定项目 7

2.3 测定方法 7

第3章 第三代、第四代篦冷机性能介绍及对比分析 8

3.1 第三代篦冷机的优缺点 8

3.1.1 第三代篦冷机的优点 8

3.1.2 第三代篦冷机的通病 9

3.2 第四代篦冷机的优缺点 10

3.2.1 第四代篦冷机的优点 10

3.2.2 第四代篦冷机的通病 10

3.3 两代篦冷机的对比分析及小结 11

第4章 篦冷机实际标定及分析 12

4.1 多条熟料生产线篦冷机设备参数及分析 12

4.1.1 不同区域水泥生产线的篦冷机对比 12

4.1.2 不同生产线吨位的篦冷机对比 13

4.1.3 海拔对篦冷机冷却效果及热效率的影响 16

4.2 篦冷机典型案例分析 17

4.2.1 熟料温度 17

4.2.2 风量测定与计算 18

4.2.3 结果分析 20

4.3 篦冷机改造方案建议 22

第五章 结论与展望 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

作为三大建筑材料之一，水泥在中国现阶段全面小康社会建设中发挥着极为重要的作用。同时，在能源日益短缺的今天，水泥企业作为高能耗企业，其节能降耗显得更加任重而道远。近几十年来，工程师们一直对水泥工业窑生产线进行各种优化与改造。篦冷机是影响整个水泥工业窑热效率的关键设备之一，它能够补充回转窑以及分解炉的热量，其热回收效率、冷却效率以及稳定性直接影响到熟料生产线的运转率、熟料质量和整体能耗，所以其改进措施是科学家们几十年来研究的热点。但是，因为篦冷机结构及运行机理的复杂多样性，国内研究现状仍处于摸索阶段，通过对比多条生产线篦冷机的实际生产状况，研究海拔、气温等不同环境因素对篦冷机热平衡的影响，从而为篦冷机的优化操作、设计和改进提供依据，是一个重要又有意义的课题。

1.1 篦冷机的发展

在回转窑加入水泥工业窑系统中之前，熟料生产线上并没有专业的熟料冷却设备，高温熟料只能通过堆放来进行自然冷却，这样导致生产效率很低，难以满足水泥企业的生产要求。随着水泥工业制造技术的不断发展，篦冷机的出现才真正改变了这种落后低效的冷却方式。19世纪90年代科学家研制出了单筒冷却机；20世纪20年代又更新换代出现了多筒冷却机；后来1929年德国科学家发明了回转篦冷机；1937年，第一台推动篦冷机由富勒公司在美国宾州福杰谷水泥厂正式投入运行，它相较于之前的熟料冷却机有着无法比拟的优势。从此篦冷机全面应用于水泥工业窑中，在目前新建的水泥厂中，篦冷机的使用比例高达95%以上。

篦冷机是熟料生产线上的至关重要的熟料冷却设备，其中高压冷空气是以垂直向上方向鼓入高温熟料层，通过迅速带走大量热量使得熟料得到急速冷却。除此之外，篦冷机还起着输送、破碎熟料的作用，从而提高熟料的质量、成品率以及提高回转窑实际产量。篦冷机内熟料的冷却效率直接影响到了水泥窑系统的热回收效率，因此篦冷机是水泥生产线节能降耗升级改造的首要目标。