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水泥粉磨辊压机系统振动分析及解决
发布日期:2021-01-04  点击:  次
近年来,辊压机系统在水泥行业生料粉磨和水泥粉磨环节得到广泛的采用,其物料适应性强、操作灵活方便、系统电耗低、占地面积小、设备维护量小等一系列优点得到水泥业主的普遍认可。伴随辊压机系统能力不断加大,部分水泥企业辊压机系统出现振动现象。在此从水泥工艺的角度出发,以某现场水泥粉磨系统辊压机小仓产生振动及解决过程为例进行探讨,以供参考。
1 项目背景
该工程2014年底投产,采用160-150辊压机配Φ4.2 m×13 m水泥磨,系统为双分离部分终粉磨系统。投产后系统运行稳定,生产P·O 42.5水泥产能约265 t/h,工序电耗27 kWh/t,系统没有出现振动和其他异常情况。该系统目前运行了5年,期间进行过两次堆焊,自2017年第二次堆焊起,粉磨系统开始出现以辊压机小仓为中心的振动,以垂直方向为主,间歇出现水平方向的振动,振幅大小不确定,振动状况有加重趋势,逐步波及到临近楼面,同时水泥粉磨系统产量下降至约210 t/h,电耗约30 kWh/t。针对现场出现的问题,2019年底大家前往现场,与业主一同分析出现问题的原因,提出改进思路,通过春节期间业主方对水泥粉磨系统相关修复整改,目前系统振动已经消除,产量和水泥成品质量、系统电耗都接近投产初期的水平。
2 粉磨系统流程
该粉磨系统为双分离部分终粉磨,辊压机和水泥磨共用一套选粉系统,见图1。
3 现场状况
2019年年底现场状况如下:
(1)辊压机系统2014年运行初期P·O 42.5水泥产量约265 t/h,电耗约27.5 kWh/t,2019年底产量约210 t/h,电耗约30 kWh/t,现场进行过两次堆焊,每次堆焊后粉磨系统的稳定性和产能、电耗等技术指标都有所退步。
图1 粉磨系统工艺流程
(2)振动主要出现在辊压机小仓所在的10.000 m楼面和相邻没有任何荷载的13.000 m平面,两个楼面上下方向(垂直地面)振动为主,水平两种方向振动均有,沿着小仓检修轨道方向较为明显,垂直小仓检修轨道的振动幅度较小,各方向的振幅、频率不一致,有高有低,没有明显规律,目前辊压机小仓上方入料溜子目测不存在振动的现象,以前辊压机加压高时会出现振动现象,现在加压无振动,远离辊压机小仓的两台斗式提升机头部现场感觉振动较明显。
(3)本现场辊压机小仓为2?800 mm×2?200 mm长方形仓(直段高度1?900 mm,灰斗高度3?400 mm),入料口为1?600 mm×550 mm长方形。水泥粉磨系统投运后并不振动,2017年2月第2次堆焊后开始出现振动,并且振幅越来越大。后续业主自行将入料口改为550 mm×550 mm正方形,同时在小仓内部加设了1 m×1 m的布料板,但现场振动依旧明显。辊压机小仓下的小车第二次堆焊后没有恢复原有限位装置,伴随振动,小仓产生了沿轨道方向的偏移,同时辊压机小仓上方入料溜子的软连接已经产生水平偏心,辊压机小仓下方溜子软连接四周高度不一样。
(4)因系统产能降低,现场提高辊压机的磨辊操作压力至9.0~10.0 MPa(电流43~49 A)。现场为减轻仓体振动,操作上采用高料位,目前系统产量低,辊缝大,辊压机边缘漏料严重。生产中为实现更多的物料进入磨内,解决磨空的问题,将选粉机转速提高到25~26 Hz,调整后水泥成品比表面积达380 m2/kg以上,80 μm筛筛余1.2%~1.5%。
(5)业主在修补辊压机斗式提升机进V型选粉机溜子时,考虑溜子局部磨损严重,对阶梯上方斜段部分进行了改造,在此段溜子的底部垫高了150 mm,后续循环斗式提升机的运行状况出现恶化。
(6)现场反馈辊压机和V型选粉机的斗式提升机出料口均有返料现象,生产P·O42.5水泥时辊压机循环斗式提升机回料多,经过挤压的物料总是在辊压机系统内循环,进入选粉机和水泥磨系统的物料偏少。伴随辊压机运行工况的恶化日益明显,地坑里两台循环斗式提升机相继出现冒灰现象。现场自行从两台斗式提升机尾部加设收尘风管至V型选粉机的灰斗,同时把V型选粉机的入口负压提到1?600~1?800 Pa,初步解决了地坑里循环斗式提升机尾部冒灰问题。
(7)温度检测:料仓四周和溜子两侧温度均不一致,相差约10 ℃,由此判断仓内物料存在一定的偏料现象。
(8)辊压机小仓和辊压机上的收尘风管都已经堵死较长时间。
4 系统运行及振动原因分析
4.1 小仓方面
(1)本工程辊压机小仓为方仓,入料口为长方形,这些状况对于小仓内料面稳定有一定的不利影响,虽然后续现场改造为正方形,但现场检测料仓灰斗各边温度不一致,说明小仓内仍有偏料现象,辊压机上方2?080 mm长的料柱内物料粒度可能存在不均衡现象。
(2)小仓检修小车没有限位,同时上下软连接均出现偏心和挤压变形的状况,也进一步导致辊压机料柱不稳定,导致辊压机和小仓间的振动相互传递的可能。
(3)中间小仓灰斗很长,小仓与辊压机之间有效溜子距离较短,原有系统稳定时生产状况较好,当生产状况出现波动时,现有料柱长度对形成稳定、密实、饱满的料柱能力偏差,物料对辊子可能产生冲击力。
4.2 辊压机方面
(1)辊压机小仓的振动与众多因素有关,本工程中辊压机2017年2月堆焊后生产状况出现波动,因此认为当时堆焊复原状况较原装有一定的差异,同时近3年的时间未进行堆焊修复,磨辊磨损严重,现场也反映辊压机的侧挡板(或边护板)间隙较大,导致物料在辊压机内漏料短路,辊压机系统循环负荷加大、料层厚度不一样等现象。
(2)辊压机因为各种原因导致做功状况偏差,现场通过加大压力的方式,过高的压力可能带来系统振动和能耗增加。
(3)V型选粉机运行状况不良,导致辊压机循环负荷较高,辊压机内粉料偏多,对料饼形成不利,产生振动的可能。
(4)辊压机进料口阀门为单侧手动控制模式,对料流控制的及时和可控性产生不利影响,辊压机下料不稳定,或者断料,或者冲料,产生振动的可能。
4.3 操作方面
(1)V型选粉机内压差400 Pa,各阀门的开度及两台循环斗式提升机的电流偏高、水泥磨电流偏高均说明辊压机循环负荷远远大于设计值,充分说明V型选粉机的运行工况较差,V型选粉机的初级分选没有实现。
(2)中控操作没有使用循环风,熟料温度相对较高,中控显示选粉机入口风温偏高。为确保选粉机轴承不会出现报警,同时现场为确保地坑不冒灰,中控画面显示冷风阀开度50%~60%,分析选粉机是处于高转速低风量的运行状态,无法将细料及时分选出系统。
(3)由于辊压机的循环负荷偏高,水泥磨内物料偏少,磨机电流较高,水泥细度波动较大,出磨水泥温度117~122 ℃。
5 改进措施
(1)请辊压机供货商来检测辊压机磨辊的磨损情况,通过专业修护保障辊压机的边缝和辊面状况良好。
(2)将辊压机入料口单侧手动控制方式改为双向电动控制模式,实现对进入辊压机物料的有效调节。
(3)检测V型选粉机内部扬料板的磨损状况,同时取消斗式提升机尾部至V型选粉机灰斗的风管,确保V型选粉机内的气料交换状况良好,提高V型选粉机的选粉效率。
(4)请循环斗式提升机厂来对两台斗式提升机尾部及轴承出冒灰现象进行诊断修复,同时取消斗式提升机尾部至V型选粉机灰斗的风管,避免V型选粉机内物料顺着该风管进入斗式提升机,解决循环斗式提升机尾部冒灰和斗式提升机底部积料导致的头部振动偏大的问题。
(5)更换辊压机小仓为圆仓,仓容可保持不变。修改上下的软连接,并且软链接的接口确保有一定的缓冲空间,避免振动传递;通过调整灰斗的角度,增加灰斗底部的有效料柱高度。
(6)辊压机小仓自带的小车增加限位装置,避免运行中小仓产生偏移,同时疏通辊压机和辊压机小仓上的收尘风管。
(7)在V型选粉机入口新增加冷风阀,操作上加大循环风机至V型选粉机的阀门开度,降低V型选粉机入口负压,加大V型选粉机和组合选粉机的通过风量,通过控制混合风温的方式保障选粉机运行工况。
(8)生产中调整辊压机磨辊压力至合理的范围。
(9)通过以上调整,通过观察两台循环斗式提升机的电流和磨机的电流来了解辊压机系统的循环负荷变化情况。
6 改造效果
利用春节期间对系统进行相关的修复和改造,改造效果明显,具体见表1。
表1 改造效果对比
7 结束语
辊压机粉磨系统产生振动的原因与多种因素有关,每个现场各具特点,需要结合振动产生的位置、幅度、频率、周期及现场生产管理多种因素进行综合分析,在业主对生产管理精细化和安全生产日益重视的今天,通过工艺手段,与广大水泥生产商共同努力,找出生产中存在的问题,解决问题、消除隐患,让工艺设计理念融入到生产中,最终实现设计与生产的完美结合。
摘自《水泥》
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