引言

某公司目前有兩條設(shè)計(jì)規(guī)模5000t/d熟料預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線正在運(yùn)行，先后于2004年、2005年正式投產(chǎn)。近年來，產(chǎn)能一宜運(yùn)行在6100t/d熟料左右，窯主減速機(jī)和主電機(jī)不能滿足安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行的要求。公司決定對(duì)這兩條窯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行技改，以達(dá)到節(jié)能降耗增產(chǎn)（目標(biāo)產(chǎn)量定在6500t/d熟料，回轉(zhuǎn)窯最高轉(zhuǎn)速確定為4.5r/min）和安全運(yùn)行的目的。本文對(duì)此次技改進(jìn)行總結(jié)。

這兩條5000t/d熟料生產(chǎn)線經(jīng)過不斷調(diào)整和技改，到2019年均能達(dá)到6100t/d熟料，但兩臺(tái)回轉(zhuǎn)窯減速機(jī)還是最初選用的JH710減速機(jī)和ZSN4-400-92電機(jī)，技術(shù)參數(shù)見表1。生產(chǎn)線在6100t/d熟料產(chǎn)能下運(yùn)行時(shí)，減速機(jī)存在溫度高、齒面剝落（圖1）、偏載、噪音大等現(xiàn)象；窯電機(jī)電流也時(shí)有超過額定電流的現(xiàn)象發(fā)生；另外，由于電流高，碳刷打火明顯，壽命短，需要頻繁更換碳刷，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在較大運(yùn)行隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)。

目前回轉(zhuǎn)窯理論最高轉(zhuǎn)速4.045r/min，實(shí)際3.890r/mino由于回轉(zhuǎn)窯的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在提產(chǎn)后頻繁超電流，公司于2017年把驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率由630kW提高為710kW。減速機(jī)還是原配設(shè)備。

2.1技術(shù)方案

為了既能滿足提高產(chǎn)量，生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)熟料，又能夠保證設(shè)備安全連續(xù)高效運(yùn)行，公司決定從提高回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速、增加驅(qū)動(dòng)設(shè)備功率兩個(gè)方面實(shí)施技術(shù)改進(jìn)，方案見表2。

表2 回轉(zhuǎn)窯提產(chǎn)提速方案

按照表2方案，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量提高到6500t/d，窯速需提高到4.5r/min，填充率可以從當(dāng)前的8.31%降低到相對(duì)合理值7.88%。

2.2 選用JH800C減速機(jī)

根據(jù)公司大小齒輪減速速比和回轉(zhuǎn)窯增產(chǎn)后速比要求，計(jì)算減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速：

回轉(zhuǎn)窯要求轉(zhuǎn)速×大小齒輪速比=4.5×8.78=39.51r/min

根據(jù)上述要求減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，査閱JH系列通用齒輪箱選用手冊(cè)，JH800C減速機(jī)有以下2個(gè)型號(hào)比較接近要求。

第一個(gè)800C，名義速比28，減速機(jī)功率1725kW，輸入轉(zhuǎn)速1000r/min，輸出轉(zhuǎn)速36r/min;第二種800C，名義速比40，減速機(jī)功率1811kW，輸入轉(zhuǎn)速1500r/min，輸出轉(zhuǎn)速37.5r/min。

比較以上兩種減速機(jī)，第一種800C在實(shí)際應(yīng)用中普遍可靠性高，且對(duì)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速要求低，維護(hù)量小，運(yùn)行可靠，因此選用名義速比28的田800C，減速機(jī)功率1725kW，輸入轉(zhuǎn)速1000r/min，軸功率也能滿足要求。

2.3 選用1000kW電機(jī)

經(jīng)過咨詢相應(yīng)電機(jī)廠家，1000kW(660V)直流電機(jī)額定電流是1595A，800kW(660V)直流電機(jī)額定電流是1296A，710kW(660V)直流電機(jī)額定電流1160A。

對(duì)比該們考察的兩個(gè)設(shè)計(jì)5000t/d、實(shí)際產(chǎn)量6500t/d左右回轉(zhuǎn)窯案例。案例1：產(chǎn)量6500t/d以上的回轉(zhuǎn)窯，選用1000kW電機(jī)，額定電流1595A，實(shí)際運(yùn)行電流時(shí)有超過1300A；案例2：回轉(zhuǎn)窯電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)電流也在1200A以上，窯狀況不好時(shí)達(dá)到1 350A。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，電機(jī)正常運(yùn)行電流應(yīng)該在額定電流的75%~85%之間，這樣電機(jī)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)公司當(dāng)初預(yù)期提產(chǎn)到6500t/d熟料的需要，確定電機(jī)選擇額定電流為1595A、功率為1000kW的機(jī)型。

為確保回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速達(dá)到4.5r/min并有一定富余，電機(jī)轉(zhuǎn)速確定為1200r/min，這樣窯速最高可以提升至4.9r/min，正常使用在4.5r/min左右。

3.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技改的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

為了達(dá)到設(shè)計(jì)零失誤，該們找到回轉(zhuǎn)窯加工廠家設(shè)計(jì)師，對(duì)回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)師提出的第一方案是，保持減速機(jī)和小齒輪之間聯(lián)軸器長度不變，重新設(shè)計(jì)減速機(jī)和電機(jī)型鋼底座，重新按照設(shè)計(jì)規(guī)范配置地腳螺栓。

按照這一方案，由于技改后的主減速機(jī)和電機(jī)規(guī)格型號(hào)全部升級(jí)為大一級(jí)的設(shè)備，無論是設(shè)備的中心高還是底座都與原設(shè)備出現(xiàn)了較大變動(dòng)，原有的底座、聯(lián)軸器都不能繼續(xù)使用。由于技改后減速機(jī)和電機(jī)比原有減速機(jī)電機(jī)都有加寬加長，所以技改減速機(jī)和電機(jī)的位置都必須向偏離小齒輪和回轉(zhuǎn)窯的方向移動(dòng)，最后電機(jī)型鋼底座的地腳螺栓就會(huì)偏出原有混凝土基礎(chǔ)，勢(shì)必要在原有混凝土基礎(chǔ)上加寬基礎(chǔ)，增加土建施工難度和施工量。另外新減速機(jī)和電機(jī)的更換將在協(xié)同停機(jī)的冬季實(shí)施，會(huì)給基礎(chǔ)施工質(zhì)量帶來風(fēng)險(xiǎn)。

為了解決上述問題，該們與設(shè)計(jì)工程師共同勘察現(xiàn)場，提出設(shè)計(jì)方案二。新的方案是縮短小齒輪與減速機(jī)之間聯(lián)軸器連接管長度，使技改后減速機(jī)輸出軸中心線和縱向中心線與原有減速機(jī)的兩個(gè)中心線重合，技改后減速機(jī)型鋼底座最大程度利用原有地腳螺栓，減少重新配置地腳螺栓的數(shù)量，自然也降低了施工難度。同時(shí)按照這個(gè)思路，重新校核新電機(jī)地腳螺栓位置，通過計(jì)算，技改后的電機(jī)型鋼底座地腳螺栓在原有基礎(chǔ)上完全可以布置開，不用擴(kuò)展原有混凝土基礎(chǔ)，減少了冬季混凝土的施工，降低冬季基礎(chǔ)施工的風(fēng)險(xiǎn)。

盡管第二方案可以滿足盡可能降低施工難度，達(dá)到最大可能利用原有地腳螺栓的目的，那么縮短小齒輪與新減速機(jī)之間膜片聯(lián)軸器連接管長度是否滿足使用和設(shè)計(jì)要求呢？由于新膜片聯(lián)軸器采用雙膜片，每一組都可以單獨(dú)起到補(bǔ)償小齒輪和減速機(jī)安裝和使用中出現(xiàn)對(duì)中偏差的作用，且每一組的補(bǔ)償能力并不會(huì)因?yàn)檫B接管的長度變化而降低，所以適當(dāng)縮短聯(lián)軸器連接管的長度在設(shè)計(jì)和使用中是允許的。

綜合比較上述兩個(gè)方案，第二方案不僅降低施工難度，而且實(shí)際上由于再次利用可靠的原有地腳螺栓，保證了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，顯然更加合理。

3.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技改設(shè)備的安裝

更換減速機(jī)和電機(jī)時(shí)，為了將來維護(hù)減速機(jī)的方便，特意降低減速機(jī)型鋼底座6mm，并用激光加工中心加工的6mm的鋼板補(bǔ)齊減速機(jī)高差。之所以用激光加工中心加工6mm墊板，原因在于其加工的墊板的變形量可以忽略不計(jì)，而其他無論是剪板機(jī)還是火焰切割加工出來的墊板都有較大變形，不利于減速機(jī)的找平找正，還有可能引起減速機(jī)箱體的微量形變，改變減速機(jī)齒輪出廠時(shí)的嚙合位置，降低減速機(jī)齒輪之間的嚙合質(zhì)量，縮短減速機(jī)的壽命。

在回轉(zhuǎn)窯其它各項(xiàng)技改完成后，該公司兩條回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到6800t/d。經(jīng)過調(diào)整，該公司回轉(zhuǎn)窯當(dāng)前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行良好，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速提高，滿足工藝降低填充率的運(yùn)行需要，減速機(jī)振動(dòng)和噪音大幅度下降，電機(jī)電流也運(yùn)行在理想范圍內(nèi)，電機(jī)碳刷打火現(xiàn)象完全消失，從生產(chǎn)和設(shè)備兩個(gè)方面可以保證回轉(zhuǎn)窯良好運(yùn)行，達(dá)到了技改目的。

作者：馬浪超，侯建鋒

來源：《平陰山水水泥有限公司》

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