某公司5000t/d熟料生产线配置第四代步进式篦冷机，配套尾置辊式破碎机(简称辊破)，随着熟料烧成技术的进步，篦冷机面积较小，限制了生产线的进一步提产降耗，稍微提高点产量，出篦冷机熟料温度就偏高且伴有红料，并且篦冷机电耗及维护维修量较大。为满足节能生产的要求，该公司于2021年初采用史密斯十字棒篦冷机技术对该线冷却机进行技术升级改造。本文就此次改造进行总结，以资参考。
该生产线烧成系统配置为ф4.8m×72m回转窑，五级双系列预热器，篦冷机为第四代步进式篦冷机，改造前存在的问题主要如下：
(1)篦冷机二、三次风温不高，二次风温1050~1100℃左右，且不稳定。分析认为：篦冷机前端对熟料的急冷效果一般，篦床前段可能存在冷风穿透现象。
(2)篦冷机面积仅138.3m2，篦冷机出口熟料温度常常高于120℃，且时有红料出现。分析认为，熟料产量大幅超过设计产能时，篦冷机能力不足；当窑内出现大块熟料时，无法及时对其进行完全冷却；大块熟料经尾置辊破处理后进入拉链机，难免有红料现象。
熟料产量大幅超过设计产能时，篦冷机单位篦面积负荷已超过正常篦冷机选型(一般篦冷机负荷设计为42～45t/d/m2)，而原篦冷机风机的配风是按照原设计产量配置，出篦冷机熟料的温度必然高于正常产能时的环境温度+65℃。
(3)单位熟料余热发电量偏低。基于以上分析，熟料产量大幅超过设计产能时，篦冷机中段用于发电的单位熟料的余热必然低于正常产能，其差值就是被高于环境温度+65℃的熟料带出了冷却机。从理论上讲，科学配上中置辊破，不仅可以将这部分热量留下来发电，还可确保熟料温度100％控制在设计值环境温度+65℃以内。
业主根据该第四代步进式篦冷机存在的问题，结合史密斯公司技术人员的现场探勘和标定，决定将其整体更换为中置辊破十字棒篦冷机(见图2)，其主要特点如下：
图2史密斯中置辊破十字棒篦冷机
(1)采用自动风量调节阀，省风省电，有助于保证系统的热稳定性；
(2)自带消雪人装置，使篦床上的料层更加稳定；
(3)热回收效率高，一般保证在75％以上，避免出口熟料温度高的现象发生；
(4)采用分散独立单列液压驱动，运行可靠性极高，极大地降低了因篦冷机故障而产生的停窑风险；
(5)采用十字棒输送熟料，其输送效率高，易损件少，维修量低；
(6)采用模块化篦床，篦板固定，只起冷却作用，可靠性高；
(7)采用特殊密封结构，不漏料，无漏料输送装置，维修量低；
(8)辊破破碎能力强，破碎辊直径大，并配“降低辊”(增大了破碎角度，破碎大块物料能力强)，变频调速。
根据业主提出的技改要达到的目标，史密斯公司确定了中置辊破十字棒篦冷机的型号：CB16×60HRBMFIN416，技术参数见表1。
表1所选中置辊破十字棒篦冷机的技术参数
具体方案：整体拆除原篦冷机本体及冷却风机，根据史密斯公司设计将上壳体取风口与余热发电和废气风口对接，整体更换为十字棒篦冷机，重新制作篦冷机及辊破基础，继续使用原有斜拉链机基础，新篦冷机出口下料溜子直接对接至斜拉链机。
改造于2021年春节后大修期间进行，共历时40天，最大限度地保证了生产线重新点火投料。截至目前，生产运行十分稳定。
中置辊破前段篦冷机改造示意见图3所示。对于新篦冷机辊破后段篦床和中间破碎机，重新开挖并制作基础。辊破后段篦床基础在地面下约2.3m位置；斜拉链基础标高不变，以便于最大限度地减少土建开挖量。中置辊破后段新篦冷机的改造见图4所示。
图3辊破前段篦冷机改造示意图
图4辊破后段篦冷机改造示意图
改造后，设备运行稳定，典型的篦冷机中控画面见图5，二次风温稳定运行在1150℃以上。冷却机改造前后的设备配置及效果对比见表2。
图5改造后的篦冷机稳定运行的中控画面
表2改造前后冷却机的能力配置及效果
篦冷机是烧成设备的核心系统之一，不仅承担着熟料冷却和输送任务，还有改善熟料质量、提高熟料易磨性、提高热回收效率的作用。它的使用效果将直接影响整个烧成系统的运转率、煤耗、电耗等重要指标。也正是由于篦冷机的重要性，很多水泥企业都在开展篦冷机优化改造工作，以进一步优化烧成系统指标。本次技改证明，相比于尾置破碎的篦冷机，配置中置辊破可以100％确保篦冷机出口熟料温度低于环境温度+65℃，且基本不受窑况及熟料结粒的影响，而由于中置辊破的位置，决定了会有更多的余热用于发电，而不是白白地浪费掉。