回转窑震动的原因与措施

　　水泥生产技术

　　回转窑是新型干法水泥生产线的核心设备，能否保证安全、长期、稳定运行，直接关系到企业的经济效益和市场竞力 。

　　我公司有2 500 t／d和5 000 t／d两条熟料水泥生产线，若分别于2003年1月和2009年9月投产，回转窑规格分别为 Φ4.0 m×58 m和Φ4.8 m×72 m，总体运行良好，但两台回转窑均在运行中出现过电流波动大、筒体振动、液压挡轮上行推力大等问题 。本文以Φ4.0 m×58 m回转窑为例，分析回转窑振动的原因，介绍解决的方法。

　　1 故障情况及分析

　　2010年6月5日，Φ4.0m×58m回转窑在运行中突然出现较大的周期性振动，巡检和维修人员检查发现回转窑开式传动大齿圈对口联接螺栓断了两条，维修人员将断裂的螺栓予以更换后，回转窑在夜班继续运行了6小时，但筒体剧烈振动的情况仍未改变 ，被迫停窑检修。6月6日早上我们赶到生产现场 ，对可能造成故障的原因进行了了解并做了如下检查和分析：

　　(1)三个档的轮带和托轮表面完好，无台阶和凹坑，托轮瓦座未松动移位，运行中各档托轮瓦温无明显升高。

　　(2)开式传动小齿轮轴承座螺栓未松动、无移位。

　　(3)主电机、主减速机和膜片联轴器安装可靠，无松动移位。    

　　(4)大齿圈与筒体联接的弹簧板无开裂变形，大齿圈与筒体的同心度在安装要求的精度范围内，除了维修人员更换了两条对口联接螺栓外，其余未见异常。

　　(5)窑内工况正常，无结圈、结球和掉砖，筒体温度正常，筒体无明显的局部凹凸变形。

　　(6)回转窑每转一圈在大齿圈与小齿轮啮合的固定区域产生振动，筒体振动的同时，窑墩尤其是窑尾Ⅰ档窑墩振动较大；伴随筒体的周期性剧烈振动，主传电动机电流产生较大幅度的波动且与筒体振动周期对应。

　　(7)转辅传，检测轮带与托轮的接触情况窑头亚档轮带与托轮接触较好，窑尾Ⅰ档和窑中Ⅱ档轮带与托轮接触情况较差，接触面的大小因轮带在一圈的不同位置而变化，大齿圈处的窑筒体没有大的径向变形。判断是I档和Ⅱ档之间的筒体发生较大的弯曲变形，由此影响大齿圈与小齿轮的啮合。

　　(8)检查大齿圈与小齿轮的啮合情况，测量大齿圈与小齿轮啮合的齿顶间隙，测量结果见表1。

　　从表1可以看出齿顶间隙偏差太大，部分区域的齿顶间隙明显小于标准齿顶间隙值(模数m=28，热态标准齿顶间隙值为7mm，冷态齿顶间隙控制在8 mm～9 mm。)，致使大齿圈与小齿轮不能正常啮合，大齿圈与小齿轮啮合时受到干涉，出现严重的顶齿现象，导致筒体剧烈振动，也是导致大齿圈对口联接螺栓断裂的原因。分析表1可进一步确认I档和Ⅱ档之间的筒体产生了很大的弯曲变形。    

　　2 解决措施

　　(1)根据窑筒体在出现剧烈振动之前，一切正常，推断筒体产生较大的弯曲变形是因为正值暴雨季节，因故障停窑而不能及时翻窑造成。

　　(2)根据检查和检测的数据，可以排除传动装置和托轮支承装置存在问题。

　　(3)经过综合分析和权衡后，我们根据停窑时间不长、筒体温度较高的情况，决定采用喷水的办法将弯曲变形的筒体进行初步校正。

　　(4)喷水校正过程如下

　　①连接水管，准备喷头，我们将水管头部砸扁以便喷出的水流适当分散，如果有雾化喷头效果应该更好，管路上应安装阀门以便控制喷水量。

　　②用辅传将筒体最大的弯曲变形点即上拱点转到顶部。

　　③操作人员站在齿轮罩顶部并确保安全。

　　④因大齿圈距窑尾Ⅰ档较近，筒体变形区域主要在大齿圈与Ⅱ档之间。按照“小水量、多次喷水、多次检测”的原则，对准变形筒体的母线方向喷水，喷水时根据变形情况控制喷水区域，每次喷水的时间不能太长，随时检测大齿圈和小齿轮齿顶间隙的变化并观察和检测托轮与轮带的接触情况。    

　　⑤第一次喷水约30s后，最小齿顶间隙已由3.2 mm增加到5 mm；第二次喷水约1min，再对大齿圈与窑尾Ⅰ档之间的筒体进行了短时喷水，然后测量，最小齿顶间隙已达8mm。对其他点的齿顶间隙进行检测，基本达到了运行时齿顶间隙的要求。

　　⑥经过对变形的筒体进行喷水校正后，重新开窑运行，筒体还有轻微振动，但已不影响设备的安全运行，因此决定不再进行其他调整。

　　⑦为保证设备安全运行，安排人员对窑运行情况进行重点监测，主要检查筒体振动以及开式传动啮合情况和轮带与托轮接触情况，检查记录瓦温。

　　经过近半月的运行，筒体变形基本消除，轮带与托轮接触情况良好，托轮瓦温正常，主电机电流正常。

　　3 结束语

　　(1)采用喷水方法对筒体较大的轴向弯曲变形进行校正的方法，简便易行，节约时间，减少了停窑损失。喷水时一定要采取多次喷水多次检查的方式，同时控制好喷水流量、喷水区域和喷水时间，禁止对高温筒体局部进行长时间急冷，避免使筒体产生新的变形和造成其它损害。    

　　(2)回转窑在安装时已考虑了热膨胀因素对开式传动的齿顶间隙进行了放大(根据模数大小将间隙加大1mm～2mm)。回转窑在运行中出现的振动通常由于筒体弯曲变形或大齿圈处筒体径向变形导致开式传动齿轮啮合的齿顶间隙发生变化，平稳性变差

　　(3)托轮移位、轮带垫板磨损、停窑后翻窑不及时不规范、耐火砖脱落等因素均可引起筒体中心线直线度变差，大齿圈径向跳动增大，从而导致筒体振动。如果筒体发生较大的弯曲变形将改变托轮与轮带的接触状况，改变托轮支承装置的受力状态，可能导致瓦温升高甚至烧瓦；同时液压挡轮的上推力将可能明显增大，大大超过Ф4.0 m×58 m回转窑小于5 MPa和Ф4.8 m×72 m回转密小于7MPa的正常推力范围，甚至可能导致液压挡轮装置的损坏。适时检测电流、瓦温、振动、挡轮推力是对回转窑运行状态进行动态检测的重要内容。

　　(4)筒体在停窑期间产生的轻微弯曲变形可以在热态运行中逐渐修复，只要传动装置及托轮支承装置位置正确则不必进行调整。对于较大的影响设备安全运行的筒体变形和振动，就应查清原因并采取相应对策和措施，对变形进行处理或调整传动装置及托轮支承装置，但调整前必须做好原始位置标记，调整过程中需对窑的运行状态进行严密监控。

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