关于新型干法回转窑运行管理中共性问题的再讨论

2010-04-01 00:00

  1  托轮轴瓦发热是共性问题中的热点
  1.1  引起托轮轴瓦发热的原因分析
  
引起托轮轴瓦发热的原因有很多方面,若以设备管理工程技术学科门类的设备现代综合管理理念来分析,则将贯穿于回转窑设备的规划、设计、制造、验收、安装、使用、维修、维护等全过程的管理之中。即:规划的可行性;设计的合理性、先进性和可靠性;制造过程中符合工序质量要求求和行业产品质量等级标准的程度;设备交付过程中的质量严格验收把关程度;安装过程中的每道工序是否都满足行业施工及验收规范的要求;生产过程中的工艺操作和热工参数是否一贯均衡稳定;以及维护维修的方式方法和管理水平是否满足正常生产及设备管理规范的要求等诸多方面,都可能是引起托轮轴瓦发热现象产生的原因。后两个方面原因所引起的托轮轴瓦发热,通常也称为一般情况下的托轮轴瓦发热现象,是引发当前新型干法回转窑托轮轴瓦发热现象最为频繁,最受关注,表现最为突出的共性问题。

  一般情况下的托轮轴瓦发热是指回转窑的设计、制造、安装质量都满足要求,但生产过程中的设备管理和维护工作处在一般水平,即表现为运行中的窑两线虽未作动态检测,但与正常值偏差不大;托轮轴瓦润滑及油膜形成状况、轴承座内止推盘间隙及接触状况、液压挡轮的运行速度等等也都在基本正常范围,此时的设备运行管理状况一般能满足生产的需要,若借用现代医学名词来评价,即属于一种“亚健康”状态,这种态度不仅代表了大多数企业回转窑设备目前的状况,而且占全国新型干法回转窑总数量的70%以上。处在这种设备状态下的生产运行,当工艺操作出现异常情况时易引起轴瓦发热,如:配料成分波动、喷煤管位置不当、预热器局部堵塞和来料不匀等原因导致窑皮的厚薄不均,窑筒体在径向或轴向温差过大、筒体局部发生变形而使托轮受力不均等。若仅仅是上述后者单方面因素引起的轴瓦发热,若事先做好了防范,其处理方法和过程相对简单一些,然而不少的情况是发生在几个方面因素叠加交织在一起,为作出准确的分析判断增加了难度,需要管理人员具有一定技术水平和综合分析能力,遇到问题能冷静分析,找出原因,少凭感觉行事。这是做好对托轮轴瓦发热防范工作的重点,也是前提。

  长期以来,工艺操作者往往有只注重熟料产量和质量的习惯,而不太重视对窑皮的保护和防范,保持它的均匀性和牢固程度。并认为掉窑皮是不可避免的事,只要熟料质量不受影响而无关紧要。有时则恰恰相反,由于不关注对窑皮的保护,会使窑皮在轴向或径向,或二者并存的窑皮不均匀现象时有发生。窑皮的厚薄不均匀,会使得窑筒体延轴向和径向发生不均匀的膨胀和收缩,从而破坏了窑中心线的直线度。尤其在窑头和中间两档轮带的筒体上出现这种状况更应值得关注和警惕,因为它将会直接导致托轮受力状态的变化,引起轴瓦发热。

  由于配料成分的波动、预热器局部堵塞、来料不均、喷煤管位置不当等原因会很容易使窑皮出现不均匀的状况,这一观点大多数有经验的技术管理人都会认同。当出现这种情况若不及时调整和采取措施,随着时间的延续托轮轴与瓦之间的受力不均会导致油隙变小,油膜破坏,轴瓦开始发热,轴和瓦处在无油的干摩擦状态中很快就回伤轴拉瓦,甚至发生一系列更严重事故。如ZJMY水泥厂的1条2500t/d新型干法回转窑曾发生过类似情况,并伴随着某种特定条件导致了一系列严重事故。事发前,窑头轮带处筒体窑皮长达近1周时间的严重脱落,一个工作日内挂上数次又脱落数次,筒体径向180°的两处表面温差达200℃,用手持式激光测温仪和筒体扫描仪的检测结果一致,4个轴承座承受的载荷方式由均衡转为交变,筒体每旋转一周轮带与托轮表面呈现大面积的非接触状态。此时,窑的状态正处于在危机之中,又由于窑皮长时间的大量脱落,使得箆冷机前端堆积了已快接触到窑口处大量灼红的熟料,导致了“堆雪人”即红河现象的事故发生。为了清除堆积在箆冷机上的熟料,操作再次失误,将运转的窑停下,打开箆冷机前端的入孔门,采取人工清除堆积的熟料。此时,灼红的熟料所产生的高温气体被窑尾排风机直接拉倒窑头段的筒体表面,与堆积杂筒体下面的高温熟料汇集一起使筒体下表面温度继续升高。由于已承受着重力负荷和热负荷状态下静止的筒体,与长期窑皮脱落处在高温状态的集中作用下,使筒体港督下降,筒体在窑头托轮和轮带组成的支撑点处向下折弯。事后测量窑口处筒体径向跳动量为 6cm~7cm之多。接踵而来的是:筒体的定向弯曲所产生的轴向和径向作用力使托轮表面出现数条规则的压痕;4个托轮座也出现不同程度无规则的振动,振动的剧烈程度随窑皮厚薄的变化而变化;托轮轴表面也出现由于受力不均,所导致的轴瓦之间局部油膜被破坏后产生的压痕;支撑着4个托轮轴的整个混凝土设备基础,随着窑体的转动也出现周期性规则的振动海外晃动;轴瓦继而发热,并伴随着严重的拉伤,侥幸的是维护人员抢救及时方法得当尚未造成严重后果。随着生产的继续,以上现象并未减轻或消失,其原因为窑头段的筒体是处在一种悬臂梁式的支撑状态,不可能靠转调整回复。筒体过渡发弯曲已是一种不可逆转的塑性变形。由此发展下去,各托轮轴瓦之间都将受到额外的偏心力,即轴向和径向分力的作用下长期不均匀接触,油膜被破坏,轴瓦受到不规则的非正常磨损以致更严重的事故将会再度发生。这一事例表明不关注窑皮保护和工艺操作不当给窑的正常运转所带来的危害,是不可忽视的重要因素。

  1.2  托轮轴瓦发热的处理方法
  
在回转窑运行管理和维护中对偶然出现的轴瓦发热现象如何正确处理,它不仅关系到如何缓解当前设备存在的问题,还关系到以后设备长期安全运行问题,故处理方法正确如否至关重要。当发现托轮轴瓦有发热的趋势或已经发展到比较严重的程度时,作为设备管理人员应该保持头脑冷静,在仔细分析原因的同时,应迅速采取往轴承座内轴瓦浇淋同类型,黏度高温度低的润滑油。这种方式不仅可以迅速降温,还可以使被破坏的油膜再度恢复,是一种在理论和实践上都已确认并行之有效的方法。

  往轴瓦上注水来处理轴瓦发热的方法起源于六、七十年代湿法窑和半干法窑上,当时的技术水平相对落后,瓦口接触角都为60°—70°左右,有的甚至到90°。由于接触角过大,轴瓦一旦发热,极易发生瓦将轴抱紧抱死,发生伤轴并与瓦融为一体的严重事故。为了在轴瓦发热时首先保护轴,不得已采取弃瓦保轴的办法。当发现轴瓦发热的情况时,常常先将窑停下来,随后往轴和瓦上注水使瓦口张开,但事后瓦一般都还得进行重新研刮或更换,处理一次轴瓦发热事故一般都得24小时以上,有的需48小时甚至更长。因注水后轴瓦之间原本仅存少量的油膜已遭到破坏,在无油膜的状态下运行仅可降温,避免瓦不抱轴的现象出现,但不能减小轴与瓦之间的磨擦,若不换瓦将给以后的再度发热留下隐患。

  以上情况在六、七十年代已屡见不鲜习以为常,后随着国内外先进技术的交流发展和进步,逐步认识到这种方法的弊端而被否定,已不再被推崇使用。在90年代以来的新型干法窑上,轴瓦瓦口接触角的大小随着技术的进步已发生改变,有原来60°—70°的接触角发展为30°,现在大型回转窑的托轮轴瓦上已开始使用大瓦口的免刮瓦,油膜的生成状况得到明显的改善和提高,轴瓦发热后的瓦抱轴现象已大为减少,在轴瓦发热时往里注水的方法已逐渐消失。但现在仍有少数企业及个别安装公司在生产调试期间遇到轴瓦发热时仍有向轴承座内注水饿习惯,对于当前新型干法窑来说这类方法是有害的。
 
  使用含有石墨或二硫化钼等固体外加剂的润滑油可能会暂时缓解发热状况,但也会留下祸根,因为外加剂的固体残留物和油蜡混合后,会在轴瓦接合部入口缝隙边缘形成一道稠状不规则的堤坝,挡住润滑油正常通过,影响油膜生成的均匀性,也给轴瓦以后再度发热留下了隐患。80年代石化行业的某润滑研究机构,在中小水泥和化工企业的磨机轴瓦上推广使用二硫化钼润滑脂,不到两年时间其弊端逐步显现出来,其主要原因是油膜形成的均匀性不如润滑油好,对轴瓦的长期安全运行不利而被停止推广使用。

  本文前面提到的一些观念更新后企业在处理轴瓦发热时,由于一直坚持使用浇淋同类型高黏度的低温润滑油,不仅在轴瓦严重发热后轴与瓦均没有受到损坏,多少年来未顶过一次窑,换过一块瓦,且至今仍运转良好。他们在轴瓦发热的处理过程中生产继续进行,其处理方法是:当发现轴瓦温度上升时,将平时库存预留的同类型高黏度低温润滑油迅速浇淋在轴瓦上,此时的轴与瓦温度可能已经达到 80℃以上,时间经验证明应保持冷静、不必慌乱,坚持不懈地往里浇注冷油,同时将热油放出,此时轴承座内润滑油的温度会经历3个时间段,即:高温持续阶段——温度下降阶段——正常温度稳定阶段。整个处理时间一般为8小时左右,最短4~6h,最长12~14h,各阶段所需时间的比例一般各占1/3。在ZJMW水泥厂的2500t/d新建生产线试投产期间就曾进行了成功是尝试,调试期间的生产设备管理维护工作由安装公司负责,连续3次点火投料3次失败,每次投料2h后便先后出现及格托轮的轴瓦温度升高,由于每次都采用向轴瓦注水冷却和跳动托轮的方法,不但没有使试生产进行下去,反而导致5个轴瓦报废。在更换新瓦和托轮复位(恢复两线平行)后再次点火,投料2小时左右,也相继出现3个托轮轴瓦温度升高,由于采用了事先准备了冷的高粘度中负荷极压齿轮油向发热的轴瓦上淋注,试生产调试没有中断,4~8h后轴瓦温度便恢复正常,使得试生产调试成功。

  确认浇淋低温由处理轴瓦发热为最好的方法是在80年代后期,国外水泥业的同行们曾由此发明体外油循环冷却方法来处理轴瓦发热现象已见成效。国内近来在行业内的科研机构研制出一种空气能量分离装置的快速油循环冷却系统,通过能量分离生成0~5℃的低温气体替代水作为冷却介质,使热油在短时间内能快速得到冷却,经过一些企业试用后效果反应较好,不仅降低了低温润滑油的储备和消耗,同时还减轻了繁重的人工劳动。

  1.3  对托轮调整作用的重新思考
  
在没有找出引起托轮轴瓦发热的原因之前,不要轻易调动托轮位置,经过观察若确因工艺上原因是筒体局部温度偏高而产生了变形,致使托轮受力状况发生变化而引起的轴瓦发热,在工艺上应尽快调整操作方案,让托轮受力状况恢复正常,会使处理轴瓦发热的时间大大缩短。

  七、八十年代,有一种习惯的作法是在轴瓦发热时,事先就考虑调动托轮位置,以改变或减轻托轮的受力状态,待轴瓦温度降下来后再回复到原来的位置。其实不然,一般托轮在经过几次调动后再调回原位是不太可能的,即使通过调动托轮温度会暂时下降,当窑工艺恢复正常窑筒体的变形消失后,有可能是导致下一轮轴瓦发热现象开始,长此以往会增大窑两线不平行程度,给今后的正常维护和管理增加难度。尤其是现在新型干法窑也采用调整托轮的方法来处理轴瓦发热现象,使发热轴瓦的托轮在某一时间段受力状况有可能会得到缓解,但调整后的托轮在它适应了新的位置后,在短时间内不可能使其恢复原状态,随着托轮调整次数的增多,即使做了详细的调整笔录也难以使其在调回到原位,因原位是窑中心线呈直线的位置(一般新窑安装后的试运行阶段,其中心线已经调为直线)。每次调进或调退时丝杆旋动的角位移与轴承座位置量不一定相符,在调进十因托轮需克服窑的重载和相应的摩擦阻力,使得轴承座部件会储存部分能量而暂缓释放,随着窑体的旋转运动可能会逐渐释放,也有可能继续储存延缓释放或不释放,在释放中会使轴承座悄然发生位移,其位移量难以估量,这就是托轮轴退后很难调进回复位置的原因。

  托轮在经过数次调整后,窑中心线的直线度必然会引起变化,如此反复,托轮受力的均匀性状态也必然会受到破坏。托轮轴瓦径面和端面的发热现象增多亦成必然。如SDML水泥厂的1条5000t/d新型干法回转窑就曾有过类似情况。事发之前由于窑皮不均匀,导致筒体径向伸缩不均,尤其在中间挡轮带的简体经常处于径向窑皮不均、温度过大的现象,轴瓦发热现象时有发生。由于每次轴瓦发热时,多采用调整托轮的方法来处理,随着时间的延长,问题不但没有得到缓解反而日趋严重,托轮调整后的最终位置是否窑中心线原有的直线状态已无法断定,且伴有窑体自行上窜等不良现象。凭经验观察窑体自行上窜是在经过频繁调整托轮后,窑两线可能已形成一定的夹角,施加给托轮轴向的推力所致。通过窑上窜的速度可判断出推力的大小,这种判断放大如湿法窑的上、下行移动的机理是完全一致的。由于新型干法窑的总负荷大于湿法窑,故靠托轮轴瓦和止推盘来承受这种推力是恩危险的,它很容易增加推止盘的磨损上轴发热。后经过认真分析,对该厂窑中心线进行了重新检测,发现中档轮带处筒体的中心线与原中心线水平偏差为5.5~5.8mm,垂直方向绝对偏差为7.9mm,证实了窑中心线已处于不均直状态。后经过对各个托轮进行复位性调整,使中心线回归到理想的直线状态后,上窜现象自然消失,轴瓦发热现象明显减少,窑主机电流也有所下降,其它不正常的现象也都有所好转。以上情况的产生除了中间档筒体温度过高而引起的窑中心线升高外,还有另一个原因上窑皮不均引起的轴瓦发热过多而调整托轮过渡产生的失控状态所致。

  在轮带和托轮之间采用压铅丝的方法在刚安装的新窑上使用,可以作为辨别托轮受力状态的参考依据。经过长期生产运行后的窑,若采用压铅丝的方法来确定托轮收录状态和方位的变化在湿法和半干法窑上也能见效,但在新型干法回转窑上采用这种方法可能会产生误导。其原因是轮带与筒体垫板之间的间隙预留较湿法和干法窑要大,且窑转速快,相对磨损要大,由此产生的间隙使它们产生滑移量也大;同时筒体表面180°径向温差、轮带与筒体之间相互磨损的不均匀程度,将上筒体每旋转一周托轮的收录状态发生变化,这种变化有时是有序的,大大部分却是无序的。若以次作为调动托轮位置的依据将会使托轮轴线偏离窑中心线保持平静状态越来越远,窑况会变的越来越糟。

  2  其他几个方面共性问题的认识
  
窑筒体180°径向表面温差过大,尤其超过 100℃以上应上关注的重点,单方向的轴向温差过大稍次之;若轴向和径向表面温差都同时偏大则应引起重视,这种情况若发生在窑头或中间档轮带附近的筒体上,二者叠加起来的危害性将成倍增加,托轮轴瓦发热的可能性也会随之增大。中间档与窑尾档轮带之间的筒体表面温度应控制在 250℃~285℃左右,温度过高筒体刚度下降,挠度增加,易造成大小齿合不均,出现啃齿现象;或窑筒体发生周期性震荡,直接影响到轴瓦的寿命和安全。根据计算: 4m直径的窑在 3m长筒体段表面温度为 350℃时,径向膨胀量为 15.8mm,轴向膨胀量为 6mm,若筒体径向180°表面温差为 100℃~120℃时,筒体两半圆直径则相差 8.5mm,周长相差 26mm,轴向膨胀量相对于 230℃~250℃温度的筒体段则增大 6mm,即此时筒体截面近似于鸡蛋纵截面状,若这种情况发生在轮带附近的筒体上,托轮轴瓦发热的几率将会增大,因此,筒体表面温差过大是一件不容忽视的问题。


  从前面提到ZJMS水泥厂2500t/d生产线由于配料成分波动,窑皮挂不牢,屡挂屡掉,在窑热段轮带处筒体发生过筒体径向180°表面温差接近 200℃,低温 120℃,高温 320℃左右,持续时间长达5天以上的情况,生产管理人员的疏忽失误,造成了托轮轴瓦的严重发热,还导致筒体的弯曲,轴承座振动。还有JSMQ水泥厂的2500t/d生产线由于生产管理人员的责任心不够,煤粉细度过大,是煤粉燃烧点后移,前面烧成带筒体温度相对较低也没引起警觉,在中间轮带后 3m处开始,到窑尾档轮带的筒体温度长时间在 280℃~300℃,有时达到 300℃以上,筒体轴向温差超过 120℃,径向温差也到 100℃以上,大齿轮筒体每旋转一周发生一次剧烈震荡、窑主机电流高、波动大,随后窑尾档前托轮轴瓦发热,由于处理方法不正确,延误时间,轴被严重拉伤,瓦被严重烧坏。以上实力说明生产和设备管理人员都要提高对窑筒体表面温度重要性认识、尤其是对筒体表面温差的检查,对于做好防范工作,杜绝事故发生是很有必要的。

  2.2  托轮与轮带表面接触及受力状态分析
  托轮与轮带在正常情况下,其接触面光亮色泽程度应是一致的,远、近距离观察无明显的纵向民感、明暗条纹,光亮的一边则表明该轴承座的轴瓦受力。反之,另一边轴承座的轴瓦则不受力或受力偏小。明暗反差越大则表明受力不均匀承付越大,若轮带与托轮在暗淡一边的接触面初次那脱离接触的一条缝隙,则说明光亮一边轴瓦的受力已处在两倍的重负荷状态中。此时轴瓦发热的可能性极大,这种情况在不少企业的窑上存在。

  出现这种现象的原因一般有三种类型,一种是托轮调整教多,其实际位置已不在调整纪录的位置上,窑两线存在一定是夹角,使托轮距离窑中心线的一边受力大,引起相互间摩擦力增大,形成光亮面。另一种是轮带光亮一边筒体的径向和轴向温度过高,温差过大,使筒体发生变形,变形的筒体增大了与轮带的接触面,同时也增大了托轮光亮一边的负荷,负荷增大则摩擦力增大,其结果与上面相同,此时筒体的变形多属一种弹性变形,在工艺操作上作一些调整使筒体温度恢复正常后,这种现象在中档轮带与托轮出现较多,其原因多为窑头轮带处的筒体温度偏高,而中档轮带处筒体的温度相对偏低,使窑头轮带处的中心线升高,而使中间轮带处的中心线相对下降,整条窑呈两头高中间低的状态,这种情况说明窑头托轮承受的负荷较大,应调正工艺操作方式使窑头筒体的温度降下来;若以前正常,近期才出现这种现象,多为热端筒体的温度温度过高使窑中心线升高所致;若经过观察窑头筒体温度相对于窑中筒体并不显高,而且长时间如此,则应考虑是否为中档托轮和轴瓦的正常磨损使中心线自然降低所致,需通过窑中心线动态检测证实后,则应考虑调整托轮予以纠正;同理,在窑头或窑尾轮带表面出现外部亮、内部暗的状况,则应考虑中间档的中心线位置是否升高,其原因仍可以从筒体表面温度和托轮及轴瓦的摸吨方面去分析,便可得到结论。

  2.3  液压档轮与窑正常运行的关系
  新型干法回转窑与湿法、半干法窑不同,后者是依靠调整两线的夹角所产生的托轮与轮带表面磨损推力来实现筒体的上行运动的,下行运动则依靠筒体3.5%的斜度形成的下滑力来克服托轮与轮带表面摩擦力实现,但其作用力最后还是由轴瓦的端面和止推盘来承担。而新型干法窑是靠液压档轮施加的外作用力来实现的。两线保持平行,将可为托轮与轮带的均匀接触创造条件,在减少设备非正常磨损,保证长期安全正常运行,提高设备使用寿命方面体现了液压挡轮的优势所在。

  液压挡轮的运行状况一般看来与两线平行状态、托轮受力状况及轴瓦发热现象好像没有关联。其实不然,液压挡论的行走速度均匀与否,尤其在某一方向的单向行程中有无出现明显的不均匀情况;行程时间的长短;上/下行程的时间;液压油缸压力变化情况等等,都能直接或间接得通过托轮受力和轴与瓦之间的情况反映出来。液压挡论在运行中各种参数的变化与托轮受力状况、两线的平行程度都有着直接的关系,它们之间是相互影响、相互制约的。

  现就下面几种影响运行状态作一下简单分析:
  若液压油站的各种仪表都在完好状态下,但窑上行速度慢且不均匀,而下行速度偏快时,则应考虑两线在某一档存在夹角,形成有向下的轴向推力,此轴向力属额外的推力,它将使轴与瓦之间产生搓动和摩擦,同时还使止盘与轴瓦端部的接触情况发生改变,使间隙变小、或更趋紧密,产生摩擦引起轴瓦发热;反之,若上行速度快,而下行速度慢,则应考虑两线在某一档是否存在有助于形成向上轴向推力的夹角,致使上行速度变快下行受到阻力而速度变慢。

  又若当某一轴瓦的止推盘与瓦端接触紧密,油膜破坏引起发热,可利用调节液压挡论的运行速度或行走方向的方法,使止推盘与瓦端的间隙逐渐变大,发热现象会得到抑制并逐渐消失。HBMW水泥厂的1800t/d生产线的窑头上位托轮轴瓦瓦端与止推盘长期接触,经常发热导致停窑,曾采用丝杆和千斤顶在下位轴端施压,也无济于事。后笔者在现场通过仔细的观察找出了问题的根源,在再次点火投料该部位又开始发热时,采用了通过调整液压挡论的速度和方法的方位,抑制了温度的上升,经过两个班的处理,温度下降到正常范围。当然,根本性解决问题,还需进行窑两线的检测,找出两线位置偏差后对托轮复位才能使问题得到彻底解决。这里提醒一下:这种方法必须是对液压轮挡系统相当熟悉,并能操作自如,对窑况十分了解无误的技术管理人员方能采用。又如GDMB水泥厂2000t/d生产线的回转窑中档托轮上轴承座止推盘与轴瓦端部也是长期接触经常发热,严重影响正常生产,多次处理也无济于事。后通过检查分析,排除了引起发热的各种相关因素后,发现问题的原因在液压挡轮系统上。该挡论全行程时间仅为3个多小时,且上/下行程时间比例失控,由于设备管理人员忽视了它的重要性,平时不注意检查,油站开启后,只要窑能上下行走便无人问津。后经过对窑两线的平行状态进行了检测,两线基本平行,排除了托轮施加轴向推力外部因素存在的可能性,确定原因在于液压系统管理不善,工作参数设置有误而失控所致。继而对挡论液压系统管理进行了调整,扩大了全行程时间,纠正了运行时间比,经过一段时间的运行后,止推盘间隙逐渐拉开,发热现象减少并逐渐消失。以上实例说明托轮受力的变化与液压挡论正常运行是密切相关并互相影响着的。液压挡论在窑系统设备中决不是孤立存在的,它与窑安全正常运行有着不可分割的联系。

  从液压挡论上/下行程时间比来观察,一般来说≤1,全行程的时间不应少于6小时(单行程距离为 50mm);正常值为8小时,若时间比>1~1.5,则说明下行速度稍快,有可能引起轴瓦或止推盘发热。若时间比>1.5~2,说明速度过快,运动惯性明显,不仅容易引起轴瓦或止推盘发热,多形成的冲击力会使轴高端的止推盘受到破坏。通过对液压油站压力表变化情况的观察,能反映出窑在行走中所受阻力的大小,正常情况下油缸上行时压力为6MPa左右,上、下行时压差不应大于1MPa,若大于1MPa则应检查调速阀或节流阀的开度是否偏大,或油缸密封圈老化形成内泄露现象,或窑两线存在某种夹角所形成的轴向推力所致。

  2.4  轮带与筒体垫板的间隙问题
  有些企业的设备管理人员不太注意对轮带间隙大小及磨损状况的检查,更不注意对它的润滑。其间隙大小会导致窑内耐火砖的松动和脱落等影响在这里暂不细述。诸不知湿法窑和新型干法窑的轮带与筒体之间设计间隙和磨损状态不同所产生的误导,以致会出现一系列与之相反的结果。新型干法回转窑的轮带与垫板之间的预留间隙比湿法、半干法窑的要大,是因为前者筒体温度高,膨胀量大;窑转速高,线速度大,窑重力负荷大,磨损大,由此筒体在轮带里活动的空间相对较大。当轮带两边筒体出现较大温差的时候,温度高的一边筒体则刚度下降,挠度增大,而轮带另一端的接触面则相对变小,轮带两端与托轮的接触面发生变化,造成托轮两边轴瓦受力不均而引起发热。

  轮带间隙最简单的检测方式为:测出筒体与轮带的相对滑移量△S,再用公式△S/π计算便得出轮带间隙。一般△S为5~ 15mm属正常值范围,大于或小于该范围应引起警觉。△S≤ 5mm则表明可能会发生轮带筒体抱死现象,严重时使筒体产生缩颈,引起窑内耐火砖松动,甚至掉落;在△S>15mm,若筒体温度在正常范围内,则表明可继续运行一段时间;若此时筒体温度偏高,则应考虑添加或更换垫板,使间隙恢复到正常范围。

  在检查垫板磨损情况的同时,应重视对该部位的润滑。采用喷射专用高温固体润滑剂或石墨块嵌入方式润滑摩擦部位可有效缓解磨损,提高轮带和垫板的使用周期。使用嵌入石墨块方法时,为了不影响筒体散热,石墨块置放应间隔2~3个空挡,石墨块的两端在筒体或垫板上焊上挡板,可防止石墨块从端部滑落。石墨块随窑的转动在轮带内圈不断地摩擦,将石墨粉附着在轮带内圈上,润滑效果很好,一年更换一次,费用比采用喷射专用高温固体润滑剂要少得多。

  窑检修期间当垫板处于可换可不换时,应该更换,切不可忽视而因小失大。在这种情况下往往窑耐火砖的龄期不一定会垫板磨损的限期想吻合,到时不可能因轮带间隙过大而停止正常的生产来更换垫板。类似的实例很多,如HBMY水泥厂5000t/d生产线的回转窑上,中间档轮带与垫板间隙在设备大检修时由于检测计划工作量大,轮带间隙处在可换可不换的情况下,没有被列入检修计划之中,结果在大修完2个月左右发生重大事故,造成严重的损失。 事故发生过程是:由于间隙大,轮带在垫板上长时间的轴向移动形成轴向冲击力,导致部分挡铁先后被顶掉,轮带向下窜动 20cm左右,托轮受力状态失衡,轴瓦开始发热。事发之时是夜班,轴瓦温度升高时才发现轮带已经移位,此时应当停窑,将轮带复位后才能继续生产。然而在处理中采取了寄希望于通过调动托轮,让托轮对轮带形成的轴向反作用力将轮带复位。然事与愿违,此时居然忽略了轴与瓦之间、托轮与轮带之间通过摩擦产生的轴向分力远远小于轮带与垫板之间的反向摩擦力,结果使轴瓦发热现象越趋严重,引起3个轴瓦温度都同时升高,最后导致3个轴瓦和1个托轮轴报废。又如HNME水泥厂1000t/d生产线窑中间档轮带处筒体长时间在间隙过大的状态中运行,使在热态时呈椭圆的筒体长径增长,短径变短,筒体中心点降低,筒体厚、薄钢板连接处反复折叠导致应力增大,疲劳过渡发生断裂,又由于忽略了轮带间隙过大的原因,多次焊接后又多次裂开。直到找出了原因,处理了轮带间隙后裂缝现象再也没有出现。 

  2.5  窑中心线和托轮轴线的保持平行的重要性
  新型干法回转窑生产线在水泥行业全面兴起以前,人们对回转窑中心线的认识还一直停留在冷态(即静态)时的概念上,对回转窑中心线状况的检测仅仅停留在设备大检修阶段。对于热态(即动态)是的窑中心线检测,在认识和重要性方面还是空白,通常以冷态时的窑中心线状况作为处理热态、即生产运行中各种故障处理的依据。

  经过调研发现,时至今日尤其是新型干法生产技术占主导地位的时代,仍有部分企业对窑动态中心线状况的认识仍停留在原来的观念上,对窑两线相对平行状况的重要上下行走是靠调整两线的夹角而形成的轴向力来实现的。而新型干法窑的上、下行走和速度控制是有液压挡论来控制调节的。

  在新型干法回转窑上,由于液压挡论施予窑体的是轴向力,所有托轮不应再承受额外的轴向力,由此窑两线应保持热运行状态下的平行,而非禁止状态下的平行。由于窑在冷、热两种状态下的平行状况相差甚远,冷态下的平行在热态下会不平行,热态下的平行到冷态时也会不平行。冷态时的窑是静止的,而热态时的窑是在绕中心线旋转和延中心线轴向运动的。同时,在窑内歌区段温度的影响下,筒体无规则到地进行着微量的膨胀和收缩变化,正常的生产所需要的窑况是热态而非冷态下的平行。因此,为了始终保持窑热态下的平行,对托轮的位置应少调动或不调动。同时有必要在每隔1~12年的时间里,对窑两线的状态作一次动态检测,检测后就其平行状态检测而仅凭直觉,是不能作为调整托轮位置依据的,这样才能使窑两线在少受干扰情况下的长期保持平行。分别在SDMQ水泥厂5000t/d生产线和HNMB水泥厂2500t/d生产线上,由于相同的原因使得两个厂液压挡论长期处于停止状态。两个厂多年来一直习惯于用调整托轮的方法来处理轴瓦发热,每次调整后无论是有调整记录或无记录,最终都不能准确地确定各个托轮的位置和受力状况。两条窑都存在窑两线的长期不平行,在上、下位方向上存在不同的夹角,构成了托轮施予窑体往高、低端方向的轴向力,当变化的轴向力恰好在等于或大于液压挡轮上行推力的时候,便形成一对正向和反向的作用力,最终逐渐发展成为:前者是当液压挡轮开启是上行时,各托轮状态正常,一旦自动换向为下行在10分钟后,窑尾低端托轮轴瓦便开始发热,油温上升很快,由于每次开启后这种状况都重复出现,,使得当班人员都不得不停止液压挡轮运行;后者导致液压挡轮的轮体将窑卡死不能转动,导致窑筒体弯曲,挡轮报废,更换了新的液压挡轮后,由于窑两线尚未复正,事故隐患尚未排除,只得将液压挡轮停止运行。

  液压挡轮停止工作,则表明窑在托轮的轴向上是相对静止的,将使轮带在托轮上的某一处相互之间由正常磨损转变为非正常磨损,随着时间的延长对窑的危害性将回增大,在开、停窑是轴瓦发热的几率将会更多,这是大家都能领会到的。

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2024-11-05 23:35:34