回转窑轮带间隙的控制

1、2007年12月21日星期五1:31 PM回转窑轮带间隙的控制 作者:-江旭昌 天津水泥工业设计研究院(300100)摘要本文对新型干法回转窑轮带间隙的控制方法、控制原理及具体开美程序进行了论述。Abstract This article illustrates the method and the principe for controlling the clearance of rotary kiln tire as well as its start/stop precedure.1 前言当今的新型干法回转窑都采用松套式的浮动轮带，筒体垫板外径与轮带内径之间的间隙十分重 要。大了会使筒体

2、变形加大,垫板与筒体的焊缝应力增高，产生断裂，缩短火砖的使用寿命；同时还会 使轮带与垫板间的相对滑动增大，加剧磨损；小了易使轮带下的筒体产生缩颈，影响火砖的寿命；同时 使轮带的应力增大,严重时能造成断裂。新型干法窑的筒体温度一般都比其它窑型高,轮带间隙应适 当加大。尽管轮带间隙设计比较合理，但由于在操作中温度不断变化，所以轮带间隙也在随之变化。若使这个间隙水远处于合理范围之内，就必须采用一定的控制措施，以保证回转窑的正常运转。2轮带间隙的控制方法2.1轮带间隙仪法轮带间隙仪如图1所示，由筒体磁座1、支架2、画笔3和带有轮带磁座4的图形板5组成。图1轮带间隙仪及其测量曲线在回转窑运转时，将装有图

3、形板的轮带磁座4先吸在轮带的侧而上，图形板随轮带转动。在固定时, 应注意图形板方位的准确。然后将用弹簧支撑的画笔笔尖对准图形板的合适位置,通过筒体磁座1吸 在筒体或垫板上，随筒体转动。当窑体转动一圈时，画笔就会在图形板的纸上画出一个半波曲线图， 转两圈时就会画出两个半波曲线图形。波幅a即是轮带的实际间隙值，波KU即是筒体转动一圈时与轮 带的相对滑移值。轮带间隙仪结构简单，体形很小，非常便宜。但是操作艰苦、紧张，必须在热筒体下面或侧而进行。 它不能连续记录，最多仅能洲10凡转的波形.用轮带间隙仪和窑侧设置的硕雾风机可以对轮带间隙进 行人工控制。当发现窑筒体温度升高，轮带间隙接近于零时,就可用轮带

4、间隙仪准确地测出轮带间隙。 如果轮带间隙已达2mm,就应起动喷雾风机,这时不喷水。如果窑筒体温度继续升高，表明光用风冷不 够用，再开动水路，以雾状啧到筒体上，对筒体进行冷却。如果这时筒体温度下降，就可停水,光用风 冷。若是筒体温度继续下降，轮带间隙增大到3加im时，把风也停掉，用这种办法虽然可以控制，但非 常麻烦稍有疏忽，轮带间隙就会失控，造成不应有的损失。有的厂为解决筒体温度过高和红窑的问 题,在窑侧设置了喷雾风机，但却没有与轮带间隙仪配合使用。江西和燕山水泥厂等都是如此,单凭经 验操作喷雾风机的开停，这样常常不够准确。为了解决这一问题，国内外出现了自动冷却装置,能够连 续地控制轮带的间隙，

5、使其永远处于合理的范围之内。2.2自动冷却法对新型干法窑，在热端或中间挡轮带与筒体之间的空隙处设置专门的冷却系统来控制轮带间隙， 以免轮带下筒体温度过高而产生缩颈。目前基本有三种方式。2.2. 1风冷式系统江西和鲁南水泥厂的中4 60m回转窑，在热端挡，即第【挡都设有风冷式系统，如图2所示。当窑 筒体温度升高到一定时即开动风机1,通过管路2、阀门3和喷嘴4将冷空气顾射到轮带与筒体的间隙中, 对轮带下筒体和轮带的内表而进行冷却。这种冷却方式虽然也有一定的效果，但多不理想，不能如愿 以偿。如江西水泥厂的中4 60m回转窑在第I挡轮带两侧，经常因红窑而被迫停车，使火砖寿命显著 缩短，损失严重。特别是

6、使轮笛下的筒体产生了 10mm的缩颈，更加使火砖寿命缩短。最后采用两台移 动式的喷雾风机，温度稍高时只开风不开水，如果控制不住，便风水同时开动，取得明显效果.图2中4 60m窑的风冷式轮带间隙控制1.冷却风机;2.管道;3.阀门；4.喷嘴;5.轮带2. 2.2水冷式系统图3所示是国外采用的水冷式系统，即全部用水作为冷却介质而不用风，整个系统全部自动控制。在传动装置小齿轮的轴头上安装一个高频脉冲发生器1,窑每转一转释放约20000个脉冲信号.在 轮带旁的支架上安装一个信号开美2,在轮带上焊有一个钢板，轮带每转一转释放一个脉冲信号。测量 变换器3将轮带和小齿轮每转一转送入的脉冲信号进行分别计数，两

7、者之差与轮带和筒体的相对滑动 成比例，在与测量变换器3相连的信号记录器4上显示出来。经测量变换器处理后的信号送入控制器6 中,对喷水系统的电磁阀7和电动调节阀8进行控制，并对轮带间隙超限时发出报警信号,灯光或音响。图3轮带间隙控制的水冷式系统在轮带两侧共布置6个喷嘴，分三组,每组的水量通过电动调节阀8在一定范围调节。当窑点火升 温时，轮带间隙较大，滑动量也大，这时不顾水。当筒体温度升高到一定时，先开一组喷嘴。这时如果 筒体温度继续升高，就再开一组，依此类推。当筒体温度降到一定时水量可自动减少，直到停啧 冷却 水经喷嘴雾化后以雾状喷射到筒体上，雾滴落到筒体便干。这样，既省水又卫生，不致污染环境，

8、同时 还可避免筒体外表而大量结垢。2.2.3风水混合式系统风水混合式系统分风水合一系统和风水单喷系统两种。风水合一系统图4是风水合一式的轮带间隙控制系统。在窑传动装置主电机的轴头上安装一个脉冲发生器1, 在热端第【、II挡轮带旁的支架上各装一个光电转换器2,它们发出的脉冲送入信号开关3中。信号开 关和主电机轴头上的脉冲发生器所发出的信号脉冲同时送入变换器或控制器4中处理。控制器分两路, 一路控制风机开停和转速，一路控制水路的开停。当用风冷却还不能满足要求时再加开水路。水送入 风机的出口处与风混合,借助于风速将其雾化，并通过围绕筒体的若干个风嘴硕射到轮带筒体的间隙 中，对其进行冷却。图4风水合一

9、的冷却系统风水单喷系统图5是冀东水泥厂中4.7 74m回转窑中间挡轮带间隙的控制系统筒图。在主电机的轴头上安装一 个脉冲发生器1,在轮带旁的支架上装一个信号开关2。窑每转一转两者所发生的脉冲信号送入控制器 3中处理，根据轮带相对滑动的大小对风机的开停及阀门开度进行控制，同时对水路中的电动调节阀6 进行控制。轮带相对滑动的大小和阀门开度以及喷水量的大小通过记录器4记录，如果轮带间隙超过 最大和最小值由报警器5报警。图5中4.7 74m窑中间挡轮带间隙的连续自动控制系统脉冲发生器;2.光电开关;3.间隙控制器;4.记录器;5.报警器;6.电动阀；7.压力表;8.流量表;9.过滤器;10.截止阀；1

10、1.喷水嘴3控制原理及具体开美程序假设轮带与垫板在接触时无滑动，由图6可见,有如下等式:U=TTdLTTdS=TT(dLdS)= TTC(1)式中：U轮带相对筒体每转的滑动量,mm;dL轮带的理论内圆直径,mm;ds筒体垫板的理论外圆直径,nun;C轮带与垫板之间的理论间隙,mm.变换(1)式得：C=U/tt(2)(1)和(2)式还可用两者的转速表示为：U=nds(ns-nL)/ns(4)C=(ns-nL)ds/nsns和nL分别为筒体和轮带的转速,r/min。这就把轮带与垫板间的理论间隙值通过两者滑动量和 转速表示出来。图6轮带的理论间隙和实际间隙据此原理国外设计了连续自动的轮带间隙控制系统

11、。现以中4.7 74m回转窑为例，加以详细说 明。轮帝的冷态理论间隙C=12mm,垫板外径ds=4970mm,轮带内圆直径dL=4982mnu轮带滑动量的上限 控制Umax=20mm,间隙约为7mm,下限控制在10mm,即Umin=10mm,间隙约为3mm,这是理想的指标值。具体控制见图7,由此可见，当窑点火升温时，筒体先膨胀，使轮带间隙逐渐减小。当减小到7mm时, 开始启动冷却机风机，但进口阀门不打开，仅靠漏风微冷窑筒体，使其缓慢膨胀。随着筒体温度继续升 高，轮带间隙不断变小。当轮带间隙减小到4mm时,风机的进口阀门打开1/4;当减小到3.2mm时,进口阀 门打开1/2;当轮带间隙减小到2m

12、m时,进口阀门全部打开，供给全部的冷却风量。此时，如果轮带间隙 不再继续减小，只开风机冷却就可以。如果轮带间隙仍继续减小，说明光用风冷不够，此时在风冷的基 础上再开动水冷系统。图7风水单喷系统开美程序与轮借滑动量（间隙）的关系图在轮带间隙达到1皿时,一方而由报警器发出报警信号，以引起操作者的注意；另一方面,同时开 动水路系统。如果窑体经过水冷后温度降低到一定时，水冷系统关闭。当轮带间隙增大到7mm时，报警 器也发出报警，告诉人们轮带间隙己经偏大，应及时采取措施控制间隙的继续增大，否则将加剧垫板 和轮带内表而的磨损，筒体变形增大,影响火砖的稳固性。以上整个调节过程都是自动控制的，比较可靠。这些轮

13、带间隙的控制实际是通过轮带滑动量的大小来实现的。这里必须指出，轮带滑动量与轮带 间隙之间的关系，实际上并不严格遵守（2）式的关系，而是有一些差别。因为轮带和筒体都要发生一定 的变形，尤其筒体变形要比轮带的径向变形大很多，所以实际间隙要比理论间隙大1.52倍1 o通过 对江西和鲁南两水泥厂中4 60m窑的测定，证实了这一点，见表。不过，对自动控制来说问题是不大的, 因为相对应的关系不变，只是数值稍有差别而己。中4 60m窑轮带的理论间隙和实测间隙比较窑号测量次数测量时间（年、月、日、时）环境温度(C)理论间隙C (mm)实测间隙S (mm)S/CIIIII IIIIIIIII HI11990.

14、4. 14. 1720.546927310. 0903054501.8485721.4751990. 4. 15. 913.01607606053111. 6491. 5021990. 4. 15. 2020.04808. 6308. 3401. 1871.4581.456平均46925. 731902304651.4491. 5591.47711990. 4. 15. 920.55.015. 17023.8155455. 0250. 7621.2661.0011990. 4. 15. 2013.05453706301. 3061.4260. 9221990. 5. 1320.0159805000861.930092平均5.0117 TOC o 1-5 h z 028379657181. 3651.5411. 338注：1.理论间隙C即设计间隙，表，|数值是安装前在地上平放时测出轮带内径与垫板外径之差;实测间隙S是安装后并撤掉支撑时测得的间隙，用卡规塞入，用千分尺量卡规而得；表中【、II、【表示从热端算起第I、II、1【1挡轮带。4结语对新型干法窑，轮带间隙除设计比其它窑型要适当加大外，控制也十分重要。既可保护轮带，减轻 垫板和轮带的磨损，又可延长火砖的使用寿命，可取得很大的经济效益。德国KHD洪堡谁达格公司和丹麦史密斯公司等都有成套装置出售，但国内现在虽有