匡三浩 孟廣林 程新聯(lián) 姚漢偉

（新安中聯(lián)萬(wàn)基水泥有限公司，河南 洛陽(yáng) 471800）

1 篦冷機(jī)原理及運(yùn)行情況介紹

我公司二期熟料生產(chǎn)線由國(guó)內(nèi)某建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，配套使用SCH416R 第四代篦冷機(jī)，產(chǎn)能5000t/d，篦床有效面積134.4m2，該篦床由四列七段（4×7）共二十八個(gè)模塊單元篦床組成，通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)組成步進(jìn)式篦床，由液壓裝置驅(qū)動(dòng)，每段篦床由四列組成，除一段篦床每列有一個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)外，二至七段篦床每列有兩個(gè)液壓缸同步驅(qū)動(dòng)，各列相對(duì)獨(dú)立。各段每列由既定程序控制，帶動(dòng)活動(dòng)梁通過(guò)豎軸扭動(dòng)推力棒向前向后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料向前輸送。每一排模塊下部構(gòu)成一個(gè)風(fēng)室，并由一臺(tái)風(fēng)機(jī)提供冷卻風(fēng)，冷卻風(fēng)經(jīng)篦板吹入料層，對(duì)熱熟料進(jìn)行冷卻。

液壓系統(tǒng)流量的調(diào)節(jié)使液壓缸獲得不同的推動(dòng)頻率，從而使篦床上的物料得到不同的料厚和停留時(shí)間。高溫熟料從窯口卸落到階梯篦床上，首先由階梯篦床的高壓風(fēng)機(jī)對(duì)物料急冷，然后在風(fēng)和重力的作用下滑落到標(biāo)準(zhǔn)模塊上，并在往復(fù)掃擺的推力棒推送下，沿篦床分布開(kāi)，形成一定厚度的料層，篦床上的物料在篦冷機(jī)刮板推送下緩慢向出料口移動(dòng)。

篦冷機(jī)全套設(shè)備共用推力棒272根，活動(dòng)梁28套，自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承416套，液壓缸52套，行程開(kāi)關(guān)56個(gè)。

2 故障現(xiàn)象及分析

在生產(chǎn)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)活動(dòng)梁機(jī)構(gòu)損壞，料層吹穿，出料溫度200～250℃等現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)運(yùn)行中幾種故障的觀察我們發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)原因：

（1）活動(dòng)梁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)頻繁損壞并撞壞接近開(kāi)關(guān)造成設(shè)備故障。該活動(dòng)梁機(jī)構(gòu)由豎軸、搖臂、連軸銷、小連桿、自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承、活動(dòng)梁、液壓缸組成四桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，懸掛在固定于篦床內(nèi)的豎軸下端和液壓缸支撐座之間，重量在300kg左右,整個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)在自身重力作用下，對(duì)關(guān)節(jié)軸承施加向下作用力，造成關(guān)節(jié)軸承、軸銷頻繁損壞，活動(dòng)梁下沉，阻力變大，用于控制推動(dòng)行程的接近開(kāi)關(guān)被撞壞而失效，造成設(shè)備故障。

（2）料層頻繁吹穿。正常生產(chǎn)中篦冷機(jī)料層不易保持，料層或厚或薄，設(shè)計(jì)料層厚度 600mm ，但是在生產(chǎn)中料層不易保持，推力棒在豎軸的帶動(dòng)下，繞豎軸做扇形擺動(dòng)，擺動(dòng)角度在30～35°，在豎軸附近料層易堆積，推力棒遠(yuǎn)端呈凹坑狀，整體篦冷機(jī)料面高高低低，料層薄的地方極易吹穿，篦冷機(jī)一、二室風(fēng)機(jī)電流經(jīng)常超過(guò)額定值，直徑1cm左右的熟料顆粒也能在窯頭煤管附近跳躍，細(xì)砂狀熟料顆粒更多，窯前混沌一片。操作中稍不注意，飛沙極易起來(lái)，打破正常熱工制度，不得不減慢篦速攢厚料層，料層厚時(shí)又吹不透，室下冷卻風(fēng)機(jī)電流快速下降，接近空載值，導(dǎo)致熟料層結(jié)拱壓住推力棒，液壓傳動(dòng)壓力大于工作壓力許可的20MPa，達(dá)到泄壓閥設(shè)定值22.5MPa時(shí)泄壓，液壓傳動(dòng)失效，被迫減產(chǎn)慢窯。

（3）出篦冷機(jī)熟料溫度達(dá)到200～300℃，運(yùn)行中操作員為了避免液壓傳動(dòng)故障，篦冷機(jī)前3段給定在10～15次，后4段都給定到最大次數(shù)18次，出窯熟料本身有離析現(xiàn)象，在篦冷機(jī)中由于受推力棒作用，離析現(xiàn)象更加嚴(yán)重，熟料從出窯到出篦冷機(jī)僅冷卻13～19分鐘，導(dǎo)致入庫(kù)熟料溫度高，曾經(jīng)燒壞過(guò)熟料庫(kù)底輸送皮帶，減慢篦冷機(jī)速度又出現(xiàn)壓死現(xiàn)象。

綜合以上現(xiàn)象，我們初步判斷是因?yàn)?種主要因素造成：（1）篦冷機(jī)活動(dòng)梁組件重力過(guò)大，需要有效支撐，來(lái)消除重力對(duì)關(guān)節(jié)軸承的破壞；（2）篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)全壓低，不能有效托浮熟料，導(dǎo)致推力棒受力過(guò)大；（3）篦冷機(jī)推動(dòng)次數(shù)受程序限制，調(diào)節(jié)時(shí)只能給整數(shù)次，一、二段每加減一次，調(diào)節(jié)幅度高達(dá)10%～15%，對(duì)料層厚薄變化影響大；（4）推力棒行程大，每推動(dòng)一次，對(duì)料層厚度破壞和料面平整度破壞作用超出控制要求。

3 問(wèn)題處理

（1）針對(duì)關(guān)節(jié)軸承損壞頻繁，在活動(dòng)梁兩端分別加裝支撐托架，支撐托架底座焊接在篦板下平面，兩端安裝6210軸承，在活動(dòng)梁底加裝平行導(dǎo)軌（如圖1），通過(guò)軸承和導(dǎo)軌來(lái)承擔(dān)活動(dòng)梁組件重力，消除關(guān)節(jié)軸承因不合理受力導(dǎo)致的設(shè)備損壞，延長(zhǎng)活動(dòng)梁組件的工作周期。

圖1 活動(dòng)梁底加裝平行導(dǎo)軌

表1 二期篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)改造前后對(duì)比

（2）對(duì)篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，增大風(fēng)機(jī)電機(jī)功率，加大風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓，在生產(chǎn)中控制篦冷機(jī)料層在80～100cm左右，增加總料層厚度，減少推力棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)料層整體厚度的影響，并且厚料層操作更容易平衡單個(gè)風(fēng)室中各篦板冷卻風(fēng)量，增加料層阻力，減少熟料離析現(xiàn)象對(duì)透氣阻力的影響。延長(zhǎng)出窯熟料在篦冷機(jī)中停留時(shí)間，在高溫段加強(qiáng)熟料急冷。大修期間對(duì)前四臺(tái)風(fēng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行了設(shè)備更換，第四室風(fēng)機(jī)電機(jī)功率加大，避免料層整體結(jié)拱而產(chǎn)生的壓風(fēng)現(xiàn)象，杜絕風(fēng)機(jī)電機(jī)出現(xiàn)空載現(xiàn)象，考慮到窯頭引風(fēng)機(jī)能力有限，沒(méi)有對(duì)后面幾室風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換（如表1）。

（3）修改DCS程序。對(duì)操作員計(jì)算機(jī)Wincc 7.0系統(tǒng)進(jìn)行重新組態(tài)，操作員可以輸入含小數(shù)點(diǎn)后一位的4位數(shù)指令，操作站計(jì)算機(jī)控制指令由原來(lái)的整數(shù)變量修改為浮點(diǎn)變量，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)站PLC程序進(jìn)行修改，使數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁G頭站S7 400PLC CPU后，經(jīng)過(guò)新加入的程序轉(zhuǎn)換命令，屏蔽原有控制方式，改用新程序控制，輸出4位數(shù)的浮點(diǎn)指令，經(jīng)篦冷機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制柜轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行程序驅(qū)動(dòng)篦冷機(jī)控制機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂凭忍岣?0倍，改造前篦冷機(jī)1、2、3段速度每增加或減少一次，調(diào)節(jié)幅度在10%～15%，改造后最小調(diào)節(jié)幅度可以控制在1%，減少了篦速調(diào)節(jié)對(duì)料層厚度的影響。

（4）在大修期間對(duì)篦冷機(jī)傳動(dòng)液壓缸行程重新定位，行程由統(tǒng)一的16cm，根據(jù)各段料層分布情況做相應(yīng)調(diào)整，一段行程9cm，二段行程11cm，三段行程140cm，形成小短傳方式，增加推動(dòng)次數(shù)，形成短平快方式對(duì)熟料進(jìn)行連續(xù)輸送，避免大波浪形狀料層。

4 改造后狀態(tài)

改造后首次啟動(dòng)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)空載試機(jī)，對(duì)個(gè)別支撐托架和液壓缸行程進(jìn)行了調(diào)節(jié)，進(jìn)入負(fù)荷運(yùn)行，通過(guò)優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)操作參數(shù)，在窯投料370t/h時(shí)，篦冷機(jī)運(yùn)行狀態(tài)整體穩(wěn)定，關(guān)節(jié)軸承頻繁損壞現(xiàn)象消失，料層可以控制在90cm左右，壓住篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)吹不透現(xiàn)象沒(méi)有再出現(xiàn)，熟料在篦冷機(jī)中冷卻時(shí)間可以達(dá)到25分鐘，出篦冷機(jī)熟料溫度在200℃以下，料層偶爾有小幅度吹穿現(xiàn)象，2次風(fēng)溫波動(dòng)幅度在一個(gè)時(shí)間段由以前的80℃左右下降到30℃左右，達(dá)到預(yù)期目的。