水泥回转窑控制与监视技术的改进

　1 水泥旋转窑的设备组成和工作原理

　　水泥旋转窑(Rotary cement kiln)，又称回转窑是指旋转煅烧窑(俗称旋窑)，主要用来对散状或浆状物料进行加热处理的热工设备，是生产工艺线上的主要设备，素有工心脏之称。水泥旋转窑的分类较多，按不同方式分可分成若干类，(如：按生产方式分、按热置换装置分、按熟料冷却方式分等等)，主要是由燃烧器、窑头罩、筒体、轮带、支撑装置、大齿圈、传动装置、烟室、喂料室等组成(参照示意图1)。

　　水泥旋转窑的外形尺寸较大，直径可达6米，长约200余米，重近千吨，主体是由钢板卷制的简体，内砌耐火材料，倾斜一定角度，通过数道轮带安装在数对托轮上，由传动装置驱动慢速回转的煅烧设备，窑筒体是受热的回转部件，采用优质镇静钢板卷焊制成，简体通过轮带支承在2～7挡滑动或滚动轴承的支承装置上，并在其中一挡或几挡支承装置上设有机械或液压挡轮，以控制筒体的轴向窜动，传动装置通过设在简体中部的齿圈使简体按要求的转速回转，由于安装和维修的需要，较大的窑设有使筒体以很低转速回转的辅助传动装置；为防止冷空气进入和烟气粉尘溢出筒体，在筒体的进料端(尾部)和出料端(头部)设有可靠的窑尾和窑头密封装置。简体上设置有测温和取样孔装置，窑头罩上设有测压元件，较大规格的窑还需设置红外线测温仪对筒体监控测温。

　　水泥旋转窑的工作原理是由窑尾把生料粉加入回转窑，由于窑简体与水平呈一夹角安装在托轮上(尾高，头低)，简体在传动装置驱动下旋转时，生料在简体内沿周向翻滚的同时，沿轴线由窑尾向窑头移动；在窑头有燃烧器将燃油或煤粉喷人已点燃的窑内，所形成的火焰或热气向窑尾流动，这样使沿周向翻滚且沿轴线由窑尾向窑头移动的生料粉在移动的过程中被加热煅烧，生料粉在加热和煅烧过程中发生物理和化学反应，最终煅烧成熟料由窑头卸出。

　　　2 设备安装前

　　　　(1)熟悉图纸。

　　由于水泥旋转窑是大型的生产设备，所以在安装设备前一定要先熟悉图纸，通过设备图纸来掌握旋转窑设备的具体参数，了解和掌握各部分设备的具体位置，和安装时所处的位置及基础画线的基准。通过平面布置图了解掌握厂区各生产件、办公地点、水、点、道路的布置及设备的对方地点等，以确定运输路线、确定组装和工作场地，确定现场工具房及现场，临时电源的位置等。

　　(2)起重、运输设备。

　　在安装工程中，起重、运输与安装工程质量的优劣、进度的快慢、成本的高低有着直接关系，因此要选用合适的起重、运输的工具和机具。

　　水泥旋转窑生产线上的设备中，设备一般外形尺寸较大的、吨位较重，因此要求使用的运输设备、吊装机具日趋大型化。在选用吊车时，必须搞清最大吨位段节的吊装高度，回转半径、窑尾轮带处段节的重量、吊装告诉、回转半径等以便确定吊车。

　　其他常用的工机具例如钢丝绳、麻绳、卡具等的选择、使用、保管及维护保养必须符合相关的规定和注意事项，另外准备相应的燃料，切割和焊接材料等相应的材料，以保证设备安装的安全和成功。

　　(3)人员要求。

　　水泥旋转窑建厂周期短，有较多的工艺设备布置在高层，增加了高空作业，形成难度大、危险性多的特点。施工中涉及的专业多、交叉作业多、不安全因素多；性能先进的设备层出不穷，设备精度也不断提高，需要装备与质量工程质量要求相匹配的检验仪器，由此，要求我们的施工人员应具备健壮的体魄、广泛的知识、娴熟的技术以及依照实际情况因地制宜地开展工作的能力，同时也要求操作者技术水平不断提高。

　　　　3 安装

　　旋转窑的安装涉及到：起重运输、安装钳工工艺、铆工工艺、焊接工艺、管道工艺及砌筑工艺等，具体安装步骤如下；

　　(1)施工准备。

　　为保证水泥旋转窑安装工作的顺利进行，必须会同建设单位对窑进行按图纸基础验收，对基础不合格的进行校正处理，清除杂物、凿毛、埋设标板及防线支架等，然后组立龙门吊架，设备进行出库。旋转窑设备的出库必须保证出库顺序并合理摆放在施工现场，以防出现安装现场道路不畅或造成来回倒运的混乱局面，设备出库的顺序为：地脚螺栓→托轮组→窑头罩→筒体、轮带、挡轮→弹簧板、大齿轮→齿轮罩→小齿轮、减速机→发动机→辅助传动→烟室及窑头窑尾密封装置→燃烧器、下料装置及其他附件。出库的同时对设备进行检查，按照相关要求将设备清洗干净，对简体的长度进行测量，然后进行基础放线，敷设垫铁，垫铁的上表面沿窑的纵向必须与旋转窑的斜度保持一致，沿窑的横向必须保证水平，为了准确迅速地把设备安装到指定的位置上，无论设备还是指定的位置处都要有安装基准线。即需要对设备进行划线，在基础和设备上划出各自的中心线。

　　(2)吊装找正。

　　吊装找正的顺序为先钢底座再筒体，先对钢底座分件吊装，在基础上组装并进行标高测量找正，当钢底座调整好后保持地脚螺栓一次灌浆找正及水泥砂浆墩养生达到强度要求，接着对钢底座进行二次找正，同时对托轮轴进行瓦刮研、吊装及组对，最后找正托轮轴承座及托轮，对整个拖轮组进行吊装找正，并安装挡轮。

　　对简体进行吊装找正，先对筒体与轮带进行组装，再组对筒体，对组对筒体段节进行吊装找正，使筒体各截面回转中心的连线在一条直线上，接着对大齿圈与窑洞体连接并进行吊装找正，接下来是传动装置的就位及找正，然后进行地脚螺栓一次灌浆找正及养生，最后对传动装置进行二次找正。

(3)焊接。

　　以上所有设备吊装找正和灌浆找正完毕后，就对窑洞体进行焊接，一般采用手工焊接和自动埋弧焊接，焊接完毕后进行焊接质量检查，再安装窑头罩及密封装备，接着安装冷却及润滑系统，然后安装碰煤管，同时进行基础二次灌浆，最后进行旋转窑无负荷调试和试运转。

　　(4)砌筑耐火材料。

　　为了保证旋转窑的刚度和强度，使其正常工作，旋转窑空载试运转合格后，在窑体内砌筑不同规格型号的的耐火砖，以保护旋转窑简体在使用过程中不被高温烧损、不被物料流磨损。

　　　4 调试

　　
　　水泥旋转窑设备安装结束后，先检查设备各项技术指标是否都达到要求，由有关部门确认合格后方可进行调试和试运转。在调试之前对水泥旋转窑及其附属设施进行全面检查：

　　(1)保证所有紧固件拧紧牢固，清理窑内窑外、基础上下的一切杂物，尤其是齿轮之间轮带与拖轮之间等；

　　(2)检查各润滑冷液压系统是否有渗漏、阀门是否灵活可靠，加注油到位，油压、油温、流量合乎设计要求；

　　(3)检查所有仪表、指示器和电机旋转方向，符合相关图纸和规定；

　　(4)检查传动装置，不得有冲击、震动等不正常噪音，大、小齿轮啮合要正常，工作平稳，

　　(5)检查轮带与拖轮保持是否正常接触，接触长度不小于70％，窑筒体上、下窜动应平稳地进行；

　　(6)检查各处装置是否有松动现象，密封装置与局部是否有摩擦现象。

　　如设备各项技术指标是否都达到要求，则进行调试，调试的时候先对主电机进行调试，点击主电机，检查、调整主电动机的的旋转方向，使其电机的有关参数符合设计或规程要求，启动主电机，单独试运转2小时，然后由主电动机驱动主减速机运行4个小时，同时开启冷却和润滑系统，最后由主电动机驱动传动系统驱动旋转窑运转8小时，确认各设备运转正常均无问题。

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