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。
二、第四代行进式稳流冷却机技术特点
1、主要性能
TCFC型篦冷机具有“三高一低”的性能，即高热回收效率、高冷却效率、高运转率、低磨损。其主要技术性能指标如下：
单位篦面积产量44~46t/m2.d
单位冷却风量1.7~1.9Nm3/kg.熟料
热回收率~75%
运转率>98%
出料温度65℃+环温（粒度≤25mm）
2、设备结构：
我院开发的行进式稳流冷却机的总体结构图如下，设备主要部件包括上壳体、下壳体、篦床、液压传动系统、熟料破碎机等。
3、主要优点：
模块化设计
采用标准化模块设计，由新颖而紧凑的模块组建而成；设计周期短、部件互换性好、安装快、维修简单；
低电耗
拥有专利技术STAFF流量阀，自动优化风量分布，降低电耗；
优化料层分布
源于100%可编程的梭式篦床运动模式；
消除“堆雪人”
运用动力学理论设计的模块料口可使下料口料床同时均匀输送，防止熟料堆积；
梭式往复推动无漏料篦床
水平输送；
输送效率高；
超低的部件磨损率；
不再需要漏料锁风装置和链斗输送设备，整机高度降低；
四连杆机构
不需要常规的篦床支承装置，始终保持100％线性运动；
STAFF流量阀
随料床厚度的变化自动敏感地调节风量，优化冷却风分布，提高热交换效率。
4、技术特点：
（1）标准化模块设计
TCFC冷却机采用标准化模块设计，由新颖而紧凑的模块组建而成，通过增加篦床篦板的数量，可以适应不同规模水泥生产线，模块的优化组合可节省设计和工程设备的安装时间，提高维护效率，降低维护成本，同时也大大方便备品备件的供给。
（2）篦床
篦床由固定篦床和水平篦床组成，水平篦床由若干列纵向排开的篦板组成，纵向篦床均由液压推动，运行速度可以调节，进料端仍然采用第三代固定倾斜篦板，但是在底部增加了可控气流调节阀，此结构可以消除堆“雪人”现象；熟料堆积在位于水平输送段的槽型活动充气篦床上，随活动篦床输送向前运行，冷风透过料层达到冷却熟料的目的。
熟料冷却输送篦床由若干条平行的熟料槽型输送单元组合而成，其运行方式如下：首先由熟料篦床同时统一向熟料输送方向移动，然后各单元单独地或交替地进行反向移动。每条通道单元的移动速度可以调节，且单独通冷风，保证了熟料得以充分冷却。在篦板上存留一层熟料，以减缓篦板受高温红热熟料的磨蚀。相邻两列模块单元连接处采用迷宫式密封装置密封，贯穿整个篦冷机的长度方向，确保相邻两列篦板往复运动过程中免受熟料和篦板间的磨损，且由于篦板的迷宫式设计，熟料不会从输送通道面上漏下，不再需要第三代中的灰斗和拉链机等设备，设备高度得到了大幅度的下降，土建成本也随之减少。
（3）四连杆传动机构
本冷却机的传动部分巧妙地采用了经典的四连杆机构，保证上部篦床保持水平的往复运动。这种机构非常适合水平物料输送形式，在四连杆传动机构的滑动轴承上完成循环往复运动，密封性能好。同时由于为各个篦板提供动力的四连杆机构都是相同规格，具有显著的维护优势：维护简单且维护费用低，在长时间运转后仅需维护轴承，也易于后期的备品备件的准备。
（4）流量自动控制调节功能
流量自动控制调节功能是我公司开发的具有创新专利权的系统,该系统具有高热交换率、低电耗的优点，更加符合国家提倡的节能降耗的要求。流量自动控制调节调节阀为为全机械结构，可以实现根据篦床上料层的厚度自动调节阀门的开闭和调大调小，进而达到自动调节供风量的功能，提高单位风量冷却效率，降低了不必要的能耗。
（5）液压传动系统：
第四代篦冷机采用液压传动，纵向每一列篦床由一套液压系统供油，每一个模块控制几个液油缸，液压缸带动驱动板运动。采用多模块控制驱动系统，避免了因个别液压系统故障引起的事故停车，在生产中可以关停个别液压系统，其他组液压系统继续工作，可保证设备长期连续生产的要求，液压系统还可实现在线检修更换，使整机的运转率大幅提高。
三、第四代冷却机的综合优势
第四代冷却机与第三代冷却机参数对比表
适用于新线建设和老机改造；
单位冷却风量的降低及热回收效率的提高，能耗降低幅度明显；与第三代篦冷机相比，以5000t/d生产线为例，每年可节约标准煤3600吨，每年可节煤200～250万元；从电耗看每吨熟料可节电1.5kwh，每年可节电120～130万元；
第四代冷却机无灰斗、锁风阀卸料装置及熟料拉链机，取消以往地坑，节省大量土方和混凝土浇注量。由于冷却机标高降低，致使窑尾塔架、回转窑整体标高降低，土建投资节省幅度大；
篦床设计采用特殊的篦盒结构和步进式熟料输送方式，寿命较第三代篦冷机提高3~5倍以上，可大大降低维修费用；
篦床采用模块化设计，易损件规格种类少，备件通用性强成本低；
第四代篦冷机运行可靠，进一步提高热回收效率，显著提高了入窑、入分解炉的燃烧空气温度，二、三次风温在20～30℃以上，大幅度节能降耗。
四、第四代冷却机选型型谱
TCFC型第四代行进式稳流冷却机篦床采用模块化设计，因此通过调整模块单元可以满足客户不同设计产量的要求，与不同规格生产线配套。经过几年来的大力开发，TCFC篦冷机已形成1000t/d至10000t/d之间的系列产品。下表为几种常规生产线TCFC冷却机的规格参数：
五、第四代冷却机推广业绩
中天仕名科技集团有限公司
2008年5月6日
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