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水泥粉磨輥壓機系統振動分析及解決
2021-01-04

水泥粉磨輥壓機系統振動分析及解決

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近年來,輥壓機系統在水泥行業生料粉磨和水泥粉磨環節得到廣泛的采用,其物料适應性強、操作靈活方便、系統電耗低、占地面(miàn)積小、設備維護量小等一系列優點得到水泥業主的普遍認可。伴随輥壓機系統能(néng)力不斷加大,部分水泥企業輥壓機系統出現振動現象。在此從水泥工藝的角度出發(fā),以某現場水泥粉磨系統輥壓機小倉産生振動及解決過(guò)程爲例進(jìn)行探讨,以供參考。
1 項目背景
該工程2014年底投産,采用160-150輥壓機配Φ4.2 m×13 m水泥磨,系統爲雙分離部分終粉磨系統。投産後(hòu)系統運行穩定,生産P·O 42.5水泥産能(néng)約265 t/h,工序電耗27 kWh/t,系統沒(méi)有出現振動和其他異常情況。該系統目前運行了5年,期間進(jìn)行過(guò)兩(liǎng)次堆焊,自2017年第二次堆焊起(qǐ),粉磨系統開(kāi)始出現以輥壓機小倉爲中心的振動,以垂直方向(xiàng)爲主,間歇出現水平方向(xiàng)的振動,振幅大小不确定,振動狀況有加重趨勢,逐步波及到臨近樓面(miàn),同時水泥粉磨系統産量下降至約210 t/h,電耗約30 kWh/t。針對(duì)現場出現的問題,2019年底我們前往現場,與業主一同分析出現問題的原因,提出改進(jìn)思路,通過(guò)春節期間業主方對(duì)水泥粉磨系統相關修複整改,目前系統振動已經(jīng)消除,産量和水泥成(chéng)品質量、系統電耗都(dōu)接近投産初期的水平。
2 粉磨系統流程
該粉磨系統爲雙分離部分終粉磨,輥壓機和水泥磨共用一套選粉系統,見圖1。
3 現場狀況
2019年年底現場狀況如下:
(1)輥壓機系統2014年運行初期P·O 42.5水泥産量約265 t/h,電耗約27.5 kWh/t,2019年底産量約210 t/h,電耗約30 kWh/t,現場進(jìn)行過(guò)兩(liǎng)次堆焊,每次堆焊後(hòu)粉磨系統的穩定性和産能(néng)、電耗等技術指标都(dōu)有所退步。
圖1 粉磨系統工藝流程
(2)振動主要出現在輥壓機小倉所在的10.000 m樓面(miàn)和相鄰沒(méi)有任何荷載的13.000 m平面(miàn),兩(liǎng)個樓面(miàn)上下方向(xiàng)(垂直地面(miàn))振動爲主,水平兩(liǎng)種(zhǒng)方向(xiàng)振動均有,沿着小倉檢修軌道(dào)方向(xiàng)較爲明顯,垂直小倉檢修軌道(dào)的振動幅度較小,各方向(xiàng)的振幅、頻率不一緻,有高有低,沒(méi)有明顯規律,目前輥壓機小倉上方入料溜子目測不存在振動的現象,以前輥壓機加壓高時會出現振動現象,現在加壓無振動,遠離輥壓機小倉的兩(liǎng)台鬥式提升機頭部現場感覺振動較明顯。
(3)本現場輥壓機小倉爲2 800 mm×2 200 mm長(cháng)方形倉(直段高度1 900 mm,灰鬥高度3 400 mm),入料口爲1 600 mm×550 mm長(cháng)方形。水泥粉磨系統投運後(hòu)并不振動,2017年2月第2次堆焊後(hòu)開(kāi)始出現振動,并且振幅越來越大。後(hòu)續業主自行將(jiāng)入料口改爲550 mm×550 mm正方形,同時在小倉内部加設了1 m×1 m的布料闆,但現場振動依舊明顯。輥壓機小倉下的小車第二次堆焊後(hòu)沒(méi)有恢複原有限位裝置,伴随振動,小倉産生了沿軌道(dào)方向(xiàng)的偏移,同時輥壓機小倉上方入料溜子的軟連接已經(jīng)産生水平偏心,輥壓機小倉下方溜子軟連接四周高度不一樣。
(4)因系統産能(néng)降低,現場提高輥壓機的磨輥操作壓力至9.0~10.0 MPa(電流43~49 A)。現場爲減輕倉體振動,操作上采用高料位,目前系統産量低,輥縫大,輥壓機邊緣漏料嚴重。生産中爲實現更多的物料進(jìn)入磨内,解決磨空的問題,將(jiāng)選粉機轉速提高到25~26 Hz,調整後(hòu)水泥成(chéng)品比表面(miàn)積達380 m2/kg以上,80 μm篩篩餘1.2%~1.5%。
(5)業主在修補輥壓機鬥式提升機進(jìn)V型選粉機溜子時,考慮溜子局部磨損嚴重,對(duì)階梯上方斜段部分進(jìn)行了改造,在此段溜子的底部墊高了150 mm,後(hòu)續循環鬥式提升機的運行狀況出現惡化。
(6)現場反饋輥壓機和V型選粉機的鬥式提升機出料口均有返料現象,生産P·O42.5水泥時輥壓機循環鬥式提升機回料多,經(jīng)過(guò)擠壓的物料總是在輥壓機系統内循環,進(jìn)入選粉機和水泥磨系統的物料偏少。伴随輥壓機運行工況的惡化日益明顯,地坑裡(lǐ)兩(liǎng)台循環鬥式提升機相繼出現冒灰現象。現場自行從兩(liǎng)台鬥式提升機尾部加設收塵風管至V型選粉機的灰鬥,同時把V型選粉機的入口負壓提到1 600~1 800 Pa,初步解決了地坑裡(lǐ)循環鬥式提升機尾部冒灰問題。
(7)溫度檢測:料倉四周和溜子兩(liǎng)側溫度均不一緻,相差約10 ℃,由此判斷倉内物料存在一定的偏料現象。
(8)輥壓機小倉和輥壓機上的收塵風管都(dōu)已經(jīng)堵死較長(cháng)時間。
4 系統運行及振動原因分析
4.1 小倉方面(miàn)
(1)本工程輥壓機小倉爲方倉,入料口爲長(cháng)方形,這(zhè)些狀況對(duì)于小倉内料面(miàn)穩定有一定的不利影響,雖然後(hòu)續現場改造爲正方形,但現場檢測料倉灰鬥各邊溫度不一緻,說明小倉内仍有偏料現象,輥壓機上方2 080 mm長(cháng)的料柱内物料粒度可能(néng)存在不均衡現象。
(2)小倉檢修小車沒(méi)有限位,同時上下軟連接均出現偏心和擠壓變形的狀況,也進(jìn)一步導緻輥壓機料柱不穩定,導緻輥壓機和小倉間的振動相互傳遞的可能(néng)。
(3)中間小倉灰鬥很長(cháng),小倉與輥壓機之間有效溜子距離較短,原有系統穩定時生産狀況較好(hǎo),當生産狀況出現波動時,現有料柱長(cháng)度對(duì)形成(chéng)穩定、密實、飽滿的料柱能(néng)力偏差,物料對(duì)輥子可能(néng)産生沖擊力。
4.2 輥壓機方面(miàn)
(1)輥壓機小倉的振動與衆多因素有關,本工程中輥壓機2017年2月堆焊後(hòu)生産狀況出現波動,因此認爲當時堆焊複原狀況較原裝有一定的差異,同時近3年的時間未進(jìn)行堆焊修複,磨輥磨損嚴重,現場也反映輥壓機的側擋闆(或邊護闆)間隙較大,導緻物料在輥壓機内漏料短路,輥壓機系統循環負荷加大、料層厚度不一樣等現象。
(2)輥壓機因爲各種(zhǒng)原因導緻做功狀況偏差,現場通過(guò)加大壓力的方式,過(guò)高的壓力可能(néng)帶來系統振動和能(néng)耗增加。
(3)V型選粉機運行狀況不良,導緻輥壓機循環負荷較高,輥壓機内粉料偏多,對(duì)料餅形成(chéng)不利,産生振動的可能(néng)。
(4)輥壓機進(jìn)料口閥門爲單側手動控制模式,對(duì)料流控制的及時和可控性産生不利影響,輥壓機下料不穩定,或者斷料,或者沖料,産生振動的可能(néng)。
4.3 操作方面(miàn)
(1)V型選粉機内壓差400 Pa,各閥門的開(kāi)度及兩(liǎng)台循環鬥式提升機的電流偏高、水泥磨電流偏高均說明輥壓機循環負荷遠遠大于設計值,充分說明V型選粉機的運行工況較差,V型選粉機的初級分選沒(méi)有實現。
(2)中控操作沒(méi)有使用循環風,熟料溫度相對(duì)較高,中控顯示選粉機入口風溫偏高。爲确保選粉機軸承不會出現報警,同時現場爲确保地坑不冒灰,中控畫面(miàn)顯示冷風閥開(kāi)度50%~60%,分析選粉機是處于高轉速低風量的運行狀态,無法將(jiāng)細料及時分選出系統。
(3)由于輥壓機的循環負荷偏高,水泥磨内物料偏少,磨機電流較高,水泥細度波動較大,出磨水泥溫度117~122 ℃。
5 改進(jìn)措施
(1)請輥壓機供貨商來檢測輥壓機磨輥的磨損情況,通過(guò)專業修護保障輥壓機的邊縫和輥面(miàn)狀況良好(hǎo)。
(2)將(jiāng)輥壓機入料口單側手動控制方式改爲雙向(xiàng)電動控制模式,實現對(duì)進(jìn)入輥壓機物料的有效調節。
(3)檢測V型選粉機内部揚料闆的磨損狀況,同時取消鬥式提升機尾部至V型選粉機灰鬥的風管,确保V型選粉機内的氣料交換狀況良好(hǎo),提高V型選粉機的選粉效率。
(4)請循環鬥式提升機廠來對(duì)兩(liǎng)台鬥式提升機尾部及軸承出冒灰現象進(jìn)行診斷修複,同時取消鬥式提升機尾部至V型選粉機灰鬥的風管,避免V型選粉機内物料順着該風管進(jìn)入鬥式提升機,解決循環鬥式提升機尾部冒灰和鬥式提升機底部積料導緻的頭部振動偏大的問題。
(5)更換輥壓機小倉爲圓倉,倉容可保持不變。修改上下的軟連接,并且軟鏈接的接口确保有一定的緩沖空間,避免振動傳遞;通過(guò)調整灰鬥的角度,增加灰鬥底部的有效料柱高度。
(6)輥壓機小倉自帶的小車增加限位裝置,避免運行中小倉産生偏移,同時疏通輥壓機和輥壓機小倉上的收塵風管。
(7)在V型選粉機入口新增加冷風閥,操作上加大循環風機至V型選粉機的閥門開(kāi)度,降低V型選粉機入口負壓,加大V型選粉機和組合選粉機的通過(guò)風量,通過(guò)控制混合風溫的方式保障選粉機運行工況。
(8)生産中調整輥壓機磨輥壓力至合理的範圍。
(9)通過(guò)以上調整,通過(guò)觀察兩(liǎng)台循環鬥式提升機的電流和磨機的電流來了解輥壓機系統的循環負荷變化情況。
6 改造效果
利用春節期間對(duì)系統進(jìn)行相關的修複和改造,改造效果明顯,具體見表1。
表1 改造效果對(duì)比
7 結束語
輥壓機粉磨系統産生振動的原因與多種(zhǒng)因素有關,每個現場各具特點,需要結合振動産生的位置、幅度、頻率、周期及現場生産管理多種(zhǒng)因素進(jìn)行綜合分析,在業主對(duì)生産管理精細化和安全生産日益重視的今天,通過(guò)工藝手段,與廣大水泥生産商共同努力,找出生産中存在的問題,解決問題、消除隐患,讓工藝設計理念融入到生産中,最終實現設計與生産的完美結合。
摘自《水泥》
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