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李海涛:水泥回转窑运行维护与保养

发布时间:2020-12-27 18:48 作者:365手机版客户端

  洛阳理工学院教授李海涛在“2020第八届中国水泥节能环保技术交流大会”做出《水泥回转窑运行维护与保养》的精彩分享。 ......

  近年来,窑筒体开裂现象屡见不鲜。为此,洛阳理工学院教授李海涛在“2020第八届中国水泥节能环保技术交流大会”做出《水泥回转窑运行维护与保养》的精彩分享。

  李海涛教授表示,回转窑生产运行的特点是重载、高温和连续运行。由于回转窑存在一定斜度,且首尾跨度长,自重大,加上传动部件的长期磨损、筒体温差大、档位基础沉降以及液压挡轮使用不当等因素的影响,在长期时间过程中可能会出现窑筒体径向摆动大,导致窑尾漏料严重;窑筒体不受控制的上下窜动,影响托轮与轮带的寿命;大齿圈、托轮等震动异常,窑齿轮传动频繁振动,影响正常生产;轴瓦发热;回转窑衬砖的频繁破碎和脱落,缩短耐火砖使用寿命;回转窑传动力矩及各挡位支承轴承受力异常等现象。

  李海涛教授分析窑筒体开裂主要有三方面的原因。一是由于筒体腐蚀。有害气体,尤其是P、S的存在,会产生冷热脆性和热腐蚀,在有害成分富集区筒体极易产生腐蚀凹坑,筒体厚度损失较多,筒体强度下降,长期在弯矩的作用下,筒体产生裂纹。二档轮带部位的筒体处于上过渡带,该部位砖面上没有窑皮或是只有时塌时长的副窑皮,筒体温度相应也较高。同时该处筒体受到的扭转、弯曲和剪切等交变应力也最大,长期在高温状态下运行,是窑筒体的薄弱点。筒体在400℃时,金属组织结构开始变化,高于400℃时筒体钢板强度和刚度会显著下降,这有引起裂纹产生的危险。

  二是由于筒体变形。筒体变形在整个窑体上均会出现,而椭圆度变形在轮带部位最为严重,尤其是二档轮带处,这里筒体温度高,如果轮带与筒体垫板之间间隙过大会造成筒体的椭圆度变大,引起耐火砖压应力的增大从而发生衬砖的碎裂和脱落。三是由于筒体直线度偏差大,应力集中。停窑翻窑时,轮带与托轮对筒体的拉力过大,从而导致温度应力、焊接应力、工作应力集中。

  接着,李海涛教授介绍了水泥窑筒体运行中检查测量的几个方面。一是轮带、托轮组的检查。主要检查轮带与垫板之间有无异常响声,挡块、挡环有无脱落、裂纹,轮带与托轮的接触、表面磨损是否良好,各托轮承受压力是否均匀,推力方向是否一致。各托轮组球面瓦内冷却水畅通,管路有无漏水现象,托轮轴颈上油膜厚薄是否均匀、油质是否清洁,油标油位是否符合要求,且各托轮轴承温升是否正常,冷却托轮风机是否运行可靠;

  二是传动装置的检查。主要检查大、小齿轮及传动装置运转是否平稳,有无敲击声,大、小齿轮面接触斑点沿齿高不少于40%,沿齿长不少于50%,大齿轮的径向、轴向摆动在正常范围,带油轮的转动灵活,各齿面油量充足,油粘度合适,传动密封装置无漏油和不正常现象:如大小齿轮采用喷洒系统实施润滑,则也要检查判断其可靠性。传动装置地脚螺栓及其它联接螺栓有无松动,各轴承座温升正常;主电动机散热良好,运行电流、绕组温度在规定值内。

  按要求窑筒体表面最高温度应保持在380℃以下,只偶然才允许达410℃,不能超过415℃,否则将会由于窑筒体钢板强度和刚度的显著降低而引起产生裂纹等危险。其次是保持窑筒体对接焊缝有无裂缝、筒体无严重摆动现象,液压挡轮运行可靠,窑筒体上下游动平稳。

  四是检查轮带滑移量的变化。轮带滑移量的变化反映出轮带内侧与垫板间隙的改变,滑移量小会发生轮带将筒体抱死现象,甚至会发生缩颈,引起耐火砖的碎裂、掉落;滑移量大,轮带在垫板上长时间的轴向移动会导致部分挡铁先后被顶掉,轮带还会继续轴向窜动,当轮带在托轮上发生向一侧的较大偏移,托轮两侧轴承的受力状态就会发生较大偏差,受力大的轴瓦会出现油膜变薄或破坏,从而发生轴瓦温升或烧瓦。

  五是检查液压挡轮的工作状态。使用液压挡轮的目的是使托轮与轮带均匀接触,并使大小齿轮啮合正常,同时还要兼顾窑头和窑尾密封装置的安全,挡轮行程的确定首先要考虑的是使托轮与轮带沿宽度方向能全部接触到。因此应严格控制回转窑的上窜和下滑速度,窜动过快有拉伤传动齿轮以及托轮与轮带表面的危险,液压挡轮运行速度一般应稳定在2~3mm/h以下,保证上行与下滑时间之比≤1,一个全程以8~10h为宜,也可以更长,只要能使托轮与轮带在挡轮行程内均匀接触即可。液压挡轮运行中压力参数的变化与托轮受力状况有着直接的关系。

  七是检查窑筒体表面温度变化情况。以防掉砖红窑事故及提供在何处何时更换耐火砖的依据,窑筒体表面最高温度不允许超过400℃,否则将会由于窑筒体钢板强度和刚度的显著降低,引起产生裂纹的危险;检查窑筒体对接焊缝有无裂缝;检查窑筒体有无严重摆动现象,窑筒体窜动是否稳定;烧成带筒体若没有淋水装置,应检查水管孔眼有无堵塞,淋水量是否充足分布是否均匀。

  八是检查轮带挡圈(挡铁)的磨损情况。挡圈(挡铁)的作用是传递窑上行和下滑的推力,挡圈可以加强推力的整体性和均匀性,避免不均匀受力使挡铁脱落。虽然挡圈的存在能改善挡铁受力的均匀性,但是在焊接挡铁时如果没有规范控制挡圈(挡铁)与轮带的等距性,少数挡铁受力偏大脱落的现象还是会发生,轮带与两侧挡圈的间隙应各留1~2mm。因此,当轮带挡圈(挡铁)出现严重磨损或损坏时应及时组织处理,轮带与挡圈间隙过大会引发轮带的轴向偏移和歪斜现象,这样会造成托轮两侧轴承受力情况出现偏差,严重时会发生轴瓦超温现象。

  九是检查轮带下筒体垫板的装配和运行状态。轮带下筒体垫板的作用是增加筒体的刚度和避免筒体磨损,在装配垫板时要求垫板与筒体应紧密贴合,0.5mm塞尺最大塞入深度不大于100mm,限位小挡块应紧密贴合垫板。除此以外,运行过程中应关注轮带部位筒体的温度,如果出现径向或轴向温差较大应及时调整燃烧器,防止轮带部位筒体局部膨胀量过大造成垫板变形失去其功能。尤其是在点火升温期间,应严格执行升温曲线,严防升温过快造成轮带部位筒体出现缩颈现象,造成垫板因变形而失去功效。至于垫板磨损使得轮带滑移量超限时应做好更换垫板或增加调整垫板的准备工作。瓦受力状态改变的反映,应该引起高度重视。

  十是检查轮带与托轮接触面积的变化。检查轴面的油膜状况和止推盘与轴瓦端面的两侧间隙(两侧总间隙之和一般为3~5mm),对于止推盘在托轮两侧的情况,间隙的控制为上端(进料)偏大;反之,止推盘在托轮轴两端则下端间隙控制偏大。窑运转过程中,如果受到较大的轴向力,会使得轮带与托轮表面出现不均匀接触,会出现明暗相间的条纹,长期的不均匀接触,会造成托轮与轮带的磨损,有时还会在运转中出现托轮振动现象。若出现这种状况应加强检查止推盘与轴瓦端面的间隙,发现油膜变薄或出现摩擦升温情况应立即采取应对措施,方法有改变摩擦系数法和调整托轮轴中心线法,具体采用何法应视情应对。如果是轮带两侧筒体温差过大原因使得轮带与托轮接触面积发生较大改变,托轮轴瓦出现超温的几率将会增大。因此,轮带与托轮接触面积的变化是托轮轴瓦受力状态改变的反映。

  十一是检查轮带部位筒体温差。筒体轴向和径向表面温差同时偏大时应引起重视,这种情况若同时发生在中间或窑头档轮带附近的筒体上,危害性将会倍增,托轮轴瓦超温的可能性也会随之增大。以5000吨窑为例,按热膨胀量计算公式,假设二档轮带下筒体温度为350℃时(设环境温度为20℃),其径向膨胀量为19.8mm。若筒体在径向180°位置,表面温差为100℃时,筒体两半圆直径则相差6mm,周长相差18.8mm,此时托轮轴瓦超温的几率将会增大。椭圆度的变大会引起耐火砖压应力的增大从而发生衬砖的碎裂和脱落。因此,轮带部位筒体表面温差的增大不容小视。

  十二是回转窑筒体直线度的测量。筒体测量法:在回转窑镶砌耐火砖前(或剥掉一部分耐火砖),在筒体内选取几点,进行水平直线度和垂直直线度的测量方法。这种测量方法的优点是简单、直接,缺点是必须停窑检修时测量,需要剥掉耐火砖,受筒体变形影响不够准确。轮带测量法:测量轮带的水平直线度和垂直直线度的方法。这种测量方法的优点是技术成熟,测量准确(轮带变形量小),冷态热态均可测量,缺点是水平直线度测量时较麻烦。

  最后,李海涛教授分享了回转窑维护与保养相关知识。一是关于回转窑停机转窑期间的维护与保养。首先,回转窑停机后挡轮液压站连锁停止运行,回路电磁换向阀此时不得电,保持锁闭状态,液压系统自身设置满足自动锁压状态,但需定期检查复核压力表等参数,确保无泄压等异常;其次,冬季窑停机后,计划转窑前,应提前检查各托轮瓦内部,包含润滑油、油槽、油勺等,确保内部无异常、托轮瓦满足润滑条件后方可进行转窑;再者,注意回转窑停机后转窑间隔时间。停窑第一个小时内,每5-10分钟转窑1/4圈;第二个小时内,每15-20分钟转窑1/4圈;第三个小时内,每30分钟转窑1/4圈;四小时及以上,每小时转窑1/4圈,直至窑筒体冷却至常温;回转窑筒体冷却至常温后,每24小时转窑1/4圈;长时间停窑时(筒体常温),根据检修情况,为防止窑体弯曲、变形,每隔7天转窑体90°或180°。遇到将大雨及大雪天,以上规定转窑时间减半;如窑筒体温度在200℃以上时,应慢转连续转窑,同时注意各托轮瓦润滑情况,连续慢转时间单次不宜超过30分钟,否则必须手动对各托轮瓦口进行淋油(托轮瓦间歇润滑,避免烧瓦);窑内新砌耐火衬后点火前,为防止耐火衬变形,需降低转窑频率,按照每7天左右转窑1/4圈。

  二是关于冬季回转窑筒体保温的知识。根据筒体直径及长度确定制作保温被。棉被包裹前,筒体均匀缠绕伴热带,间距500-1000mm,根据筒体长度留出3-4段连接电源接头,铺设伴热带(或电热毯)。伴热带施工完成后,将保温被包裹在筒体上。施工时注意不要挤压、破坏到伴热带,以免伴热带短路。保温被包裹一张完成后,再接着包裹第二张,直至整个筒体全部包裹完成(结合企业自身情况重点二三挡间)。吊车配合施工,进度块,效率高。一般窑点火升温后,将保温被按顺序保护拆下,叠整齐后放库房贮存,以备后期使用。

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