水泥回轉窯控制與監視技術的改進

　1 水泥旋轉窯的設備組成和工作原理

　　水泥旋轉窯(Rotary cement kiln)，又稱回轉窯是指旋轉煅燒窯(俗稱旋窯)，主要用來對散狀或漿狀物料進行加熱處理的熱工設備，是生產工藝線上的主要設備，素有工心臟之稱。水泥旋轉窯的分類較多，按不同方式分可分成若干類，(如：按生產方式分、按熱置換裝置分、按熟料冷卻方式分等等)，主要是由燃燒器、窯頭罩、筒體、輪帶、支撐裝置、大齒圈、傳動裝置、煙室、喂料室等組成(參照示意圖1)。

　　水泥旋轉窯的外形尺寸較大，直徑可達6米，長約200余米，重近千噸，主體是由鋼板卷制的簡體，內砌耐火材料，傾斜一定角度，通過數道輪帶安裝在數對托輪上，由傳動裝置驅動慢速回轉的煅燒設備，窯筒體是受熱的回轉部件，采用優質鎮靜鋼板卷焊制成，簡體通過輪帶支承在2～7擋滑動或滾動軸承的支承裝置上，并在其中一擋或幾擋支承裝置上設有機械或液壓擋輪，以控制筒體的軸向竄動，傳動裝置通過設在簡體中部的齒圈使簡體按要求的轉速回轉，由于安裝和維修的需要，較大的窯設有使筒體以很低轉速回轉的輔助傳動裝置；為防止冷空氣進入和煙氣粉塵溢出筒體，在筒體的進料端(尾部)和出料端(頭部)設有可靠的窯尾和窯頭密封裝置。簡體上設置有測溫和取樣孔裝置，窯頭罩上設有測壓元件，較大規格的窯還需設置紅外線測溫儀對筒體監控測溫。

　　水泥旋轉窯的工作原理是由窯尾把生料粉加入回轉窯，由于窯簡體與水平呈一夾角安裝在托輪上(尾高，頭低)，簡體在傳動裝置驅動下旋轉時，生料在簡體內沿周向翻滾的同時，沿軸線由窯尾向窯頭移動；在窯頭有燃燒器將燃油或煤粉噴人已點燃的窯內，所形成的火焰或熱氣向窯尾流動，這樣使沿周向翻滾且沿軸線由窯尾向窯頭移動的生料粉在移動的過程中被加熱煅燒，生料粉在加熱和煅燒過程中發生物理和化學反應，最終煅燒成熟料由窯頭卸出。

　　　2 設備安裝前

　　　　(1)熟悉圖紙。

　　由于水泥旋轉窯是大型的生產設備，所以在安裝設備前一定要先熟悉圖紙，通過設備圖紙來掌握旋轉窯設備的具體參數，了解和掌握各部分設備的具體位置，和安裝時所處的位置及基礎畫線的基準。通過平面布置圖了解掌握廠區各生產件、辦公地點、水、點、道路的布置及設備的對方地點等，以確定運輸路線、確定組裝和工作場地，確定現場工具房及現場，臨時電源的位置等。

　　(2)起重、運輸設備。

　　在安裝工程中，起重、運輸與安裝工程質量的優劣、進度的快慢、成本的高低有著直接關系，因此要選用合適的起重、運輸的工具和機具。

　　水泥旋轉窯生產線上的設備中，設備一般外形尺寸較大的、噸位較重，因此要求使用的運輸設備、吊裝機具日趨大型化。在選用吊車時，必須搞清最大噸位段節的吊裝高度，回轉半徑、窯尾輪帶處段節的重量、吊裝告訴、回轉半徑等以便確定吊車。

　　其他常用的工機具例如鋼絲繩、麻繩、卡具等的選擇、使用、保管及維護保養必須符合相關的規定和注意事項，另外準備相應的燃料，切割和焊接材料等相應的材料，以保證設備安裝的安全和成功。

　　(3)人員要求。

　　水泥旋轉窯建廠周期短，有較多的工藝設備布置在高層，增加了高空作業，形成難度大、危險性多的特點。施工中涉及的專業多、交叉作業多、不安全因素多；性能先進的設備層出不窮，設備精度也不斷提高，需要裝備與質量工程質量要求相匹配的檢驗儀器，由此，要求我們的施工人員應具備健壯的體魄、廣泛的知識、嫻熟的技術以及依照實際情況因地制宜地開展工作的能力，同時也要求操作者技術水平不斷提高。

　　　　3 安裝

　　旋轉窯的安裝涉及到：起重運輸、安裝鉗工工藝、鉚工工藝、焊接工藝、管道工藝及砌筑工藝等，具體安裝步驟如下；

　　(1)施工準備。

　　為保證水泥旋轉窯安裝工作的順利進行，必須會同建設單位對窯進行按圖紙基礎驗收，對基礎不合格的進行校正處理，清除雜物、鑿毛、埋設標板及防線支架等，然后組立龍門吊架，設備進行出庫。旋轉窯設備的出庫必須保證出庫順序并合理擺放在施工現場，以防出現安裝現場道路不暢或造成來回倒運的混亂局面，設備出庫的順序為：地腳螺栓→托輪組→窯頭罩→筒體、輪帶、擋輪→彈簧板、大齒輪→齒輪罩→小齒輪、減速機→發動機→輔助傳動→煙室及窯頭窯尾密封裝置→燃燒器、下料裝置及其他附件。出庫的同時對設備進行檢查，按照相關要求將設備清洗干凈，對簡體的長度進行測量，然后進行基礎放線，敷設墊鐵，墊鐵的上表面沿窯的縱向必須與旋轉窯的斜度保持一致，沿窯的橫向必須保證水平，為了準確迅速地把設備安裝到指定的位置上，無論設備還是指定的位置處都要有安裝基準線。即需要對設備進行劃線，在基礎和設備上劃出各自的中心線。

　　(2)吊裝找正。

　　吊裝找正的順序為先鋼底座再筒體，先對鋼底座分件吊裝，在基礎上組裝并進行標高測量找正，當鋼底座調整好后保持地腳螺栓一次灌漿找正及水泥砂漿墩養生達到強度要求，接著對鋼底座進行二次找正，同時對托輪軸進行瓦刮研、吊裝及組對，最后找正托輪軸承座及托輪，對整個拖輪組進行吊裝找正，并安裝擋輪。

　　對簡體進行吊裝找正，先對筒體與輪帶進行組裝，再組對筒體，對組對筒體段節進行吊裝找正，使筒體各截面回轉中心的連線在一條直線上，接著對大齒圈與窯洞體連接并進行吊裝找正，接下來是傳動裝置的就位及找正，然后進行地腳螺栓一次灌漿找正及養生，最后對傳動裝置進行二次找正。

(3)焊接。

　　以上所有設備吊裝找正和灌漿找正完畢后，就對窯洞體進行焊接，一般采用手工焊接和自動埋弧焊接，焊接完畢后進行焊接質量檢查，再安裝窯頭罩及密封裝備，接著安裝冷卻及潤滑系統，然后安裝碰煤管，同時進行基礎二次灌漿，最后進行旋轉窯無負荷調試和試運轉。

　　(4)砌筑耐火材料。

　　為了保證旋轉窯的剛度和強度，使其正常工作，旋轉窯空載試運轉合格后，在窯體內砌筑不同規格型號的的耐火磚，以保護旋轉窯簡體在使用過程中不被高溫燒損、不被物料流磨損。

　　　4 調試

　　
　　水泥旋轉窯設備安裝結束后，先檢查設備各項技術指標是否都達到要求，由有關部門確認合格后方可進行調試和試運轉。在調試之前對水泥旋轉窯及其附屬設施進行全面檢查：

　　(1)保證所有緊固件擰緊牢固，清理窯內窯外、基礎上下的一切雜物，尤其是齒輪之間輪帶與拖輪之間等；

　　(2)檢查各潤滑冷液壓系統是否有滲漏、閥門是否靈活可靠，加注油到位，油壓、油溫、流量合乎設計要求；

　　(3)檢查所有儀表、指示器和電機旋轉方向，符合相關圖紙和規定；

　　(4)檢查傳動裝置，不得有沖擊、震動等不正常噪音，大、小齒輪嚙合要正常，工作平穩，

　　(5)檢查輪帶與拖輪保持是否正常接觸，接觸長度不小于70％，窯筒體上、下竄動應平穩地進行；

　　(6)檢查各處裝置是否有松動現象，密封裝置與局部是否有摩擦現象。

　　如設備各項技術指標是否都達到要求，則進行調試，調試的時候先對主電機進行調試，點擊主電機，檢查、調整主電動機的的旋轉方向，使其電機的有關參數符合設計或規程要求，啟動主電機，單獨試運轉2小時，然后由主電動機驅動主減速機運行4個小時，同時開啟冷卻和潤滑系統，最后由主電動機驅動傳動系統驅動旋轉窯運轉8小時，確認各設備運轉正常均無問題。

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