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一次窑突然故障后的分析处理

某新型建材股份有限公司2 500 t/d生产线于 2003 年 12 月建成投产,采用单系列五级旋风预热器,Φ5.1 m×32.3 m喷腾管道分解炉,回转窑规格为Φ4m×60m,窑主电机功率315 kW,额定电流为765A。    


2014年2月28日4:00出现窑主电机电流瞬间升高而突然又降为零,立即止料熄火停主电机。经检查发现,其主传动减速箱与小齿轮联轴器的连接螺栓与不锈钢膜片断掉,导致过渡节破损、主减速箱与主电机移位等严重设备事故。事故原因分析如下:该窑Ⅲ档托轮中的一只曾开裂剥落掉块,虽在系统大修时进行了在线堆焊修补,但因修补时间仓促,处理不到位导致堆焊不牢固,托轮表面又重新开裂掉块而出现凹陷,甚至在托轮内部堆焊层与原托轮基体出现断层并出现空隙;当窑轮带转至此托轮缺陷处,使窑振动瞬间变大,窑电流突然升高,并将作用力传递至大小齿轮和膜片联轴器。膜片联轴器长期处于这种负荷波动较大的状态,最终使联结螺栓和不锈钢膜片出现疲劳断裂。而断裂瞬间产生较大的力又导致联轴器过渡节破损、主减速箱与主电机移位,引起小齿轮与联轴器中心线不同心,大小齿轮啮合不好,更严重时可能出现大小齿轮掉齿现象。

因当时无备用联轴器,我们对破损联轴器进行修复,更换了不锈钢膜片和联结螺栓并调整大小齿轮啮合状况。待一切修复调整后,进行点火升温,升温至 800 ℃开启主电机,但此时主电机电流波动特别大(-2~900A),且窑速极不均匀,只得再次停窑。经分析原因如下:因该窑是在正常煅烧且投料量较高的情况下出现故障突然止料停窑的,窑内存有大量经预分解及高温烧结的物料且此时窑内仍处于高温状态;在停窑抢修期间,部分窑内物料出现了烧结硬化状态,当联轴器等修复后启动窑传动时,窑内物料不能产生良好的滚动而是粘结牢固偏向于一边,从而导致了窑负荷不均匀。另外,当初事故发生时正逢雨天,而处理故障时间又耗时长达36 h之多,使窑发生了一定的弯曲变形,用辅传运转中出现窑Ⅰ、Ⅱ档托轮局部腾空,这也导致了窑负荷不匀。 

为使回转窑能稳定运行生产,我们采取了以下措施:一是更换Ⅲ档中的缺陷托轮,并调整好托轮的进出位置与高度,使窑的中心线保持不变;二是调整大小齿轮啮合状况,使齿与齿接触面大于50%以上,大小齿轮齿顶间隙调整至 9~11 mm,并调整了小齿轮与联轴器及减速箱等的同心度;三是调整主电机电枢过电压,由原110%调至125%,适当放宽电流保护值,使电流波动较大的情况下不跳停。 

在上述更换和调整措施完成后重新启动回转窑,点火升温后强制投料,并进行窑速、投料量、主电机电流三者之间匹配调整,且其调整原则是:窑速适当加快,主电机电流控制在800A内,投料量不能太大。 

刚开始投料时,控制喂料量 120 t/h,窑速控制1.2~1.4 r/min,主电机电流波动在-2~750 A 左右;然后逐步加快窑速,主电机电流为-2A出现时间相对缩短,约1 h后不再出现负数,且波动下限逐步增大,上限逐步降低,即电流波动相对减小;当窑速逐步接近给定值(2.0~2.6 r/min)时,电流波动继续缩小至 150~550 A,窑投料量也渐渐提高至正常量。经过24 h运转调整,所有生产参数均在正常范围内,系统进入了连续稳定状态。

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