水泥技术|制约我厂1000t/d生产线达产达标的设备问题分析及解决措施

防水之家讯：哈尔滨水泥厂新线分厂


我厂5号窑生产线为1000t/d新型干法生产线，设计年产量为29.2万t，设备综合运转率为80%。该生产线于1992年10月点火进行试生产，由于诸多方面的原因，一直未能达产达标，经工厂上下多方面整改，从1997年5月11日到1998年5月6日提前5d实现跨年度达产达标，生产熟料292207t，运转率80.6%。1998年顺利实现年度达产达标，生产熟料300601t，运转率83.9%，1998年10月通过国家建材局达产达标验收。从试生产到全面实现达产达标的几年中，我们根据设备在生产使用中暴露出来的，从选型设计到制造安装中存在的问题，采取了一系列切实可行的措施进行整改，为该生产线的达产达标奠定了坚实的基础。

1　生产线及主机设备简介

生产线主机见表1。自控采用美国贝利公司的N90集散控制系统，实现生产过程的自动控制。 表1 主机及关键设备型号、规格、性能一览表 设备名称 型号规格 技术性能 制造厂 石灰石喂料秤 DEL1020T20 能力:0～80t/h;功率:1.28kW 承德自动化计量仪器厂 铁粉喂料秤 DEL0820V2 能力:0～3.5t/h;功率:0.53kW 承德自动化计量仪器厂 粘土喂料秤 DE1020 能力:0～18t/h;功率:0.53kW 承德自动化计量仪器厂 立磨 MPS2450 生产能力:75t/h;给料粒度:<80mm；
给料水分:12%～15%;细度:14% R0.09mm;
主电机功率630kW,980r/min;
磨盘转速:29.5r/min;
主减速机:kpav 125R,i=33.56 沈阳重型机器厂引进德国PFEIFFER公司技术制造
主减速机由德国RENK公司制造 立磨系统风机 1710DIBB50高温风机 流量:175 000m3/h；全压:9 334kPa;
工作温度:95℃；转速：1 485r/min;
电机功率:710kW 四平风机厂引进英国戴维森技术制造 电除尘器(窑磨合用) 24/10/3×7/0.4三电场 90.29m2 处理风量:21 000m3/h；
入口含尘浓度:80g/m3；
出口含尘浓度:< 100mg/m3；风温:130℃ 平顶山电收尘器厂 电除尘风机 Y4－73－11 №22D 风量:228 000m3/h；风压:13 524Pa；
转速:580r/min；功率:130kW 四平风机厂 入均化库提升机 THD400mm×38.304m 能力:158t/h；斗速:1.5m/h；斗距:410mm 朝阳重型机器厂引进德国 M LLERS公司技术设计制造 均化库罗茨风机 SD36×35 流量:40m3/min；出口静压:68.6kPa 长沙罗茨风机厂 1 000t/d生料喂料秤 DEN1435S2 额定给料量:80t/h 承德自动化计量仪器厂 高效胶带提升机 THD400mm×64.544m 能力:120t/h；斗距:410mm；斗速:1.5m/s 朝阳重型机器厂引进德国M LLERS公司技术设计制造 回转窑 Φ3.2m×44m 斜度:3.5%；支撑数:3档；
转速:0～3.7r/min；主电机功率:125kW；
主减速机:NZS995，i=45 沈阳水泥机械厂 篦冷机 2.3m×17.7m 生产能力:1 100t/d；入料温度:1 350℃；
生料温度 环境温度＋65℃；
冲程:127mm；次数:8～24次 沈阳水泥机械厂 余风排风机 Y4－73－11№ 20D左45℃ 风量:215 000m3/h；全压:1 800Pa；
转速:730r/min；功率:200kW 四平风机厂 熟料链斗式输送机 B800mm×53.85m 能力:50t/h；速度:0.259m/s；倾角:45° 上饶机械厂 窑尾风机 2070DIBB24 高温风机 流量:200 000m3/h；工作温度:255℃，
最高 450℃；全压:8 728kPa；
转速:1 425r/min；电机功率: 710kW 四平风机厂引进英国戴维森技术制造 从表1看出，该生产线既有国外原装引进的设备，又有国内厂家引进技术并制造的设备和完全国产的设备。


从几年来设备使用运行情况来看，原装引进的设备基本上没有对生产构成影响，而部分引进技术制造的设备，以及部分国产的设备却出现了一些问题。

2　设备存在问题分析及解决措施


2.1　立磨喂料三道闸门由DSK800改为DSK1000


MPS2450立磨三道闸门在使用中经常堵塞。每次堵闸门都要造成立磨停机，处理一次最短要10min，最长超过1h。试生产期间，每班至少要堵3～5次，最多要堵十几次，频繁的堵闸门，造成立磨系统的频繁开停，既不利于设备的安全运转，又给生料的产质量带来影响。堵闸门的主要原因是，石灰石入立磨粒度大，石灰石经矿山一次破碎(PGJ1500×2100颚式破碎机)和二次破碎(PYB2200标准圆锥式破碎机)之后，平均粒度为80mm，但是仍有5%～10%的粒度在80～120mm。尤其是标准圆锥式破碎机破碎石灰石，出现的片状大块，最大的直径甚至超过150mm。而MPS2450立磨设计给料粒度为<80mm，石灰石粒度较大，且其中许多大的片状物料，入磨时经常会叉住闸门，造成三道闸门堵塞而使立磨停机。根据这一情况，我们向沈阳重型机器厂提出改造三道闸门的要求，并提出初步意见，由该厂完成新的三道闸门的非标设计及制造，改制的三道闸门由DSK800改为DSK1000，安装使用后，解决了频繁堵塞问题，提高了立磨的运转率。


2.2　TH500链斗式提升机的改进


由均化库向1000t/d喂料秤料仓供料设备，设计选用的是一台链斗式提升机，其规格型号为TH500sh-Y15J6右22.8m，试生产期间，该提升机的无故障运行时间仅为15～20个班次，发生故障时轻者链子断掐扣；重者链子出槽，更严重时甚至链斗整体“落架”造成设备事故，该设备的频繁故障停机对回转窑和预热器的危害很大；从故障现场看每次链子出槽都发生在尾轮，而且都是先发生断掐扣。由此分析，认定故障的原因是由于链环长度存在制造上的误差，左右两侧的链子经过误差的积累后其总体长度是不相等的，又由于尾轮的张紧是同步升降的，因此使两侧的链子在经过尾轮时有一侧松，一侧紧，如图1所示。当尾轮缘挡边较小时，较松侧的链子有可能要越出沟槽，还可能产生振动，如果是先有一侧链子断掐扣，就更容易出槽。


图1　提升机尾轮改进前的结构

我们对该提升机采取了如下改进措施:


第一，改进尾轮的结构。图2是尾轮改进后的结构:①在左右两个链轮的内侧增加一个卷制的δ=8mm圈，分别与两轮缘外圆满焊，使两个链轮成为一个整体；②在两个链轮的外侧分别加工并焊上一个侧挡圈，为保证侧挡圈的圆度和更换方便，增加一个垫圈；先将侧挡圈与垫圈焊成一个整体，再将垫圈焊到轮缘上。


见年第1期陈宝才等“THD400提升机应用中出现的问题及解决措施”一文。


另外，YOX400液力偶合器经常发生喷油故障，分析有两点原因:第一，原来料斗经常刮壳体产生冲击，造成偶合器瞬间过载，瞬间过载的多次发生容易造成偶合器内油温升高，当温度达到120℃时易熔塞熔化油喷出，迫使设备停机；第二，偶合器漏油，造成偶合器内油位过低(<50%时)，使油温升高而熔化易熔塞，导致喷油。对第一种原因已经通过加宽壳体通道解决了问题。针对第二种原因，我们采取了更换偶合器法兰口的密封圈，并配用乐泰平面密封胶进行密封，对易熔塞螺纹进行密封等，使这个问题得到了解决。值得一提的是，在更换偶合器轴承时，不可用顶拉工具强行顶拉以免变形，影响密封，破坏动平衡，可用局部加温方法拆卸。


该提升机经改进实现了安全运转，满足了生产的需要。


2.4　篦冷机的改进


篦冷机在试生产期间出现的问题较多，主要表现为如下几个方面:
1)篦冷机入料口经常“堆雪人”，最严重时堆到了窑口以上；
2)经常跑红料，烧坏熟料皮带机；
3)高温段篦板损坏频繁；
4)篦下拉链机发生脱扣，断链节故障；
5)熟料破碎机易掉篦条，大块熟料卡住熟料库上皮带机下料溜子，造成大量跑料。
针对以上几个问题作了如下的改进:


1)根据篦冷机“堆雪人”跑红料和频繁烧坏篦板问题，经计算分析核定主要原因是冷却风量不足，除此之外，篦床原设计中第一排篦板为固定篦板，而且是无通风孔的盲篦板，这样出窑料容易在这个“盲区”堆积，再加上通风小，冷却效果不好，容易“堆雪人”和跑红料；熟料冷却不好，篦板的受热加大，篦板寿命大为降低。


改进措施包括:
①见本刊1999年第1期黄跃臣等“1000t/d窑外分解窑熟料质量和台时能力的提高和稳定”一文。
②将篦床第一排盲篦板改为长孔篦板。
经以上改进后，增加了篦冷机高温区篦床的风量、风速和通风面积，再以厚料层操作相结合，解决了存在的问题，到目前已近3年时间没有发生堆雪人和跑红料现象；篦床高温区篦板使用寿命也提高了3倍以上(基本上是自然磨损发生更换)。


2)根据篦下拉链机发生脱扣、断链节的问题分析，拉链机规格为200mm×18.2m，原设计中对链子松边的支撑采用槽型托辊支撑，在18.2m长度中共安装6个托辊，在每个风室的隔墙安装槽型导向板，从其结构看，存在的不足是:①不能对小托辊的轴承进行日常检查润滑保养，容易缺油出现掉辊；②松边的链子靠自重下垂对托辊的磨损很大，当运行的拉链因某个托辊不转或脱落即可造成各间隔链子的下垂高度不均匀此时容易使链节卡在隔墙的槽板上，造成链节卡断，或者两链节之间脱钩、停机。改进的措施是，取消托辊支撑，选用25号槽钢，利用原下部鞍架支撑，松边链子置于槽中滑动，为减少链子对其磨损，在槽钢和链节之间加δ=10mm材质为16Mn钢板做衬板，检修时对衬板进行更换；在槽钢和衬板上开一个120mm×120mm孔，使篦床落到上槽板的料落下去，经过改进的拉链机故障率大为降低。


3)破碎机掉篦条问题。原来的篦条采用单根篦条，按一定间隔焊装在支架上；在高温熟料的冲击磨损下，一般是焊口先被磨蚀掉，篦条翘起，变形脱落。此种篦条平均不到2个月即修理一次。我们利用本厂运粘土窄轨火车的废钢轨(规格为15kg钢轨)自制篦条，如图3所示。
　

图3　自制篦条示意图

篦条加工好后安装时焊接在支撑工字钢上，由于钢轨所特有的结构，利用上部为工作面，增加耐磨性；在下部焊接，焊缝处减少了与熟料接触机会，减少了磨损，因而坚固耐用，改进后不再发生掉篦条跑料，使用寿命在2年左右，可利用设备检修进行成批更换，这样，既解决了设备存在的问题，又减少了配件订做数量。


2.5　熟料链板式输送机的改进


熟料链板式输送机的问题，在试生产初期反映并不明显，随着时间的推移和生产量的增加，问题也就暴露出来，主要问题是:
1)链节磨损较快，若连续运转不足一年就要全部更换；
2)链节销轴经常外窜，有时发生折断，每次发生断销或外窜都需马上停设备处理；
3)首尾轮的轮缘每半年即要更换或经修复后方可使用。


我们对以上问题进行分析认为:原链节设计采用铸钢件ZG45整体铸造加工，采用销轴连接，如图4所示。由于这种铸钢链条只能保证链条的抗拉强度和韧性，却不能保证其耐磨性；在设备输送距离较长，提升高度又大的情况下，链板对链节的啮合力较大；因而出现在链节与链轮啮合部位的磨损和里孔磨大产生销轴的外窜或折断，经过调研之后，应用了上饶机械厂的技术对该设备进行了改进，改进后的链节采用单件加工的组合装配式结构，其结构如图5所示。


图5　改进后链条结构示意

将每个链节制成左右链板，用轴套连接，再用销轴连接固定，左右链板选用材料为40Mn，保证链节具有较大的抗拉强度和冲击韧性，轴套选用材质为15CrMo，经热处理后表面硬度可达到HRC60左右，保证了其硬度和耐磨性，销轴由原来的Φ36mm增加到Φ44mm，材质由40Cr改为50Mo。该链条自改进至今已经使用2年零8个月仍完好，推测尚可用2年多时间，在改进中同时采用上饶机械厂的双切齿链轮，使用寿命在3年左右，改进后的链板和链节的使用寿命为原来的5～6倍，而且平时很少有故障和维护工作。


2.6　系统阀门执行机构的调整与改进


系统“风”、“煤”、“料”三要素关系到水泥熟料的产质量。因此系统的通风是水泥生产工艺中重要的参数之一，我厂窑和立磨相应的通风是利用通风管路中的阀门，通过执行机构和执行器与自动控制回路联锁实现由中央控制室操作控制(也可现场手动控制)。通过实际对阀门的检查标测，却发现窑尾风机阀门、立磨入口管道阀门和入电除尘管道阀门与设定开度不符，设定阀门开度在100%时，实际阀门开度仅为60%～70%。阀门开度不足，必然降低系统风量，降低产量。


阀门形式为百叶窗式蝶阀，由阀体、叶片和执行机构三大部分组成。三个叶片通过转轴和轴承A、B、C安装在阀体上。三个轴由平行连杆机构联接，保证同步开闭，再由90°角转程电动执行器D控制。实际应用中的阀门机构不管怎样变化都可以用机构简图表示，如图6。


　


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