美国的一家水泥厂（见图1）经常出现熟料篦冷机停机和熟料温度高的情况，导致很多生产问题。此外，现有篦冷机的有限能力限制了未来其它项目的升级。当时，该水泥厂运行着一个四级双系列预热器和一个设计值为6600stpd的5x78m回转窑。然而，该窑能够在7200stpd下运行，并可达到8500stpd的产能。因此，新篦冷机项目的目标能力设定为7900stpd。
图1：这家美国水泥厂由IKN安装了一个新的篦冷机，以最大限度地提高性能
为了解决篦冷机的问题，并在工厂需要时提高生产能力，将需要一台新的篦冷机。这家美国水泥厂，选择了德国的IKN。
确定项目目标和设计要求：
IKN与该水泥厂密切合作，在项目开始实施前确定项目目标。这包括低维护成本以及在可允许的熟料出料温度下生产的灵活性。
此外，在设计新篦冷机之前对现有篦冷机进行测试，确定了对工厂性能产生负面影响的几个因素。
建立了热平衡模型，重点分析了窑头密封、窑尾密封等不同位置漏风的问题。
篦冷机设计：
新篦冷机的设计也作了相应的规划。它将在现有建筑的限制范围内提供最大的性能和余量。总承包项目包括：
·新篦床系统
·风管和密封
·新篦床驱动
·新风机
·空气炮
·新篦冷机壳体
·改造/加长窑头罩
·带翻板阀的三次风管
·辊式破碎机
·熟料卸料
·熟料运输
·耐火材料
·电气部分和控制
·用于安装和两年运行的备件
·窑头和窑尾密封
·安装和现场协调。
设计概述：
在2.1Nm3/kg熟料条件下，篦冷机的充气面积为175m2。共提供了13个新的风机（见图2），每个风都配有消音器，以将噪音降至最低。
图2：距离为1米的85dB（A）带进气消音器的风机
篦冷机由两段篦床组成，中置辊式破碎机将其连接在一起（五个辊×4.5m）。如果有少量漏料，则通过管式输送装备（TDE）将其输送至熟料卸料口。
第一段篦床有一个TDE，第二段篦床有两个TED。所有三个TDE都卸到一个新的盘式输送机上。取代了现有的输送机（当工厂以可达到的最高性能运行时，它无法满足需求）。第一段篦床大约占篦床总面积的三分之二。该段第一段篦床的速度为14spm，第二段篦床的速度为13spm。
创新驱动系统：
新篦冷机的一个关键特性是动态线性驱动（DLD）。非常可靠，能替代液压驱动。除了易于维护外，驱动器不需要液压室、管道、油或阀门。
DLD与液压驱动装置位于同一位置。它由一个带减速机的电机和偏心传动装置组成。根据所需驱动能力，可选单个或同步双DLD（见图3）。特殊的程序可以使DLD启用与液压系统具有相同的运动方式（慢进快回）。扭矩限制取决于位置，避免了“无限力”。由于不需要单独的可编程逻辑控制器（PLC），它可以通过总线或硬接线直接连接到现有的工厂基础设施。这一理念使得操作简单，维护成本最低。
图3:TWIN-DLD方案
中间风冷破碎机:
该篦冷机的另一个特点是在第一段篦床末端的风冷中置破碎机（见图4）。破碎机温度由轴承和破碎机轴上的热电偶监测。破碎机配有耐磨的破碎环和辊齿。将破碎机冷却风机移动到燃烧器层，节省了风机平台，这样也可以冷却轴以及破碎机外壳。
特殊设计特点：
为了在篦冷机东侧提供一条更大的叉车用车道，将这一侧的风机移到尽可能靠近篦冷机壳体的位置。将现有风机底座安置在地基上。
IKN同时负责项目的电气部分。这包括一个新的变电站、一个3MVA变压器、一个低压开关设备、一个中压馈线断路器和低压控制柜（见图5）。提供了一个新的篦冷机PLC，并对现有的SCADA系统进行了改造。
图5：一个新的电气室
健康与安全：
特别强调健康和安全，以符合MSHA和水泥厂的要求。主要目标之一是确保在运行期间和进行维护时，无障碍通过楼梯和平台进入到所有篦冷机部件。两段篦床位置的DLD移动部件均采用屏障保护，以避免意外的人机干扰。风机配备消音器，工作噪音降至最低。尽管空间有限，但最优先考虑的是使用叉车和载货甲板起重机接近篦冷机部件的通道。
在项目实施阶段，安全也是重中之重。在施工开始前，所有工作区域均采用k型钢轨进行保护，以防止现有交通干扰施工活动，并确保工程安全高效地进行。
密切合作：
在整个项目中，主要的优先事项是安全和尽量减少安装停机时间。IKN在本EPC项目中的工作范围包括拆除旧的篦冷机、改造现有的窑头罩和熟料运输。除了新的熟料盘输送机，IKN还提供了新的窑头、窑尾石墨密封。结构设计获第三方批准。IKN还指导中控室（CCR）编程公司开展工作和现有电气室所需的升级。
安装顺序：
首先，拆除现有熟料运输设备，为拆除篦冷机留出空间。现有篦冷机完全拆除，同时拆除混凝土柱和高架梁支撑，以便新篦冷机能够滑入到位。新篦冷机用结构钢框架分两部分预装配。预组装的模块放在熟料运输旁边，直到拆除工作完成。
拆下现有篦冷机后，预组装好的模块与篦冷机中心线对齐，配有导轨，将其移入到位。一旦对齐，篦冷机模块就被放置在最终位置并进行相互连接。框架的设计使荷载集中在现有地基上。
最终验收:
保证值和性能测试条件包括：
·窑喂料率
·冷却空气量
·熟料出口温度
·燃料减少
在2018年4月的性能测试中，在8小时内满足所有保证值，其中包括每2小时一次的熟料温度测量。对整个风管段的排气温度进行现场测量，以确认CCR值，然后用作热平衡的输入数据。结果表明，该项目成功地提高了产量。
更重要的是顾客对篦冷机升级的满意程度，包括升级结果，都证明了这是一个成功的改造项目。
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