關來慶，馮士國

降低?4.2m×13m水泥磨出料端滑履軸承托瓦溫度的實踐

Practice for Reducing the Temperature of Slide Shoe Bearing of ?4.2m×13m Cement Mill Outlet

關來慶，馮士國

同力水泥共有?4.2m×13m水泥磨十余臺，出料端滑履軸承托瓦溫度高（一般認為高于70℃，中華人民共和國建材行業(yè)標準JC/T334.1-2006中4.5.2規(guī)定滑履軸承托瓦溫度不超過75℃）的情況普遍存在，并且一定程度上影響了公司的安全生產及單位產品電耗。我公司通過認真查找造成滑履軸承托瓦溫度高的具體原因，并采取切實可行的措施，實現(xiàn)了對滑履軸承托瓦溫度的有效控制。

1 公司水泥生產線概述

我公司全資子公司濮陽同力水泥有限公司有兩條水泥粉磨生產線：1號線：100萬噸/年水泥粉磨站于2006年10月建成投產，采用?4.2m× 13m水泥磨和GLF 150/90輥壓機，生產P·O42.5水泥時實際產能一般在150～170t/h；2號線：120萬噸/年水泥粉磨站于2012年8月建成投產，采用?4.2m×13m水泥磨和RP170—140輥壓機，生產P·O42.5水泥時實際產能一般在180～230t/h。

2 兩條生產線磨機滑履軸承托瓦溫度情況介紹

2.1 進料端、出料端滑履軸承托瓦溫度比較（隨機抽取）

1號線：2013年6月19日下午5時，環(huán)境溫度28℃左右，投料量為165t/h，生產水泥品種為P·O42.5水泥，入磨熟料溫度為80～90℃，進料端、出料端滑履軸承托瓦溫度情況見表1。

2號線：2013年6月9日上午10時，環(huán)境溫度約為27℃左右，投料量為200/h，生產水泥品種為P·O42.5水泥，入磨熟料溫度為90～105℃，進料端、出料端滑履軸承托瓦溫度情況見表2。

從表1、2可以看出，磨機滑履軸承在正常生產條件下，出料端滑履軸承托瓦溫度始終比進料端滑履軸承托瓦溫度高。通過對同力集團幾家公司的調查，無論生產何種水泥，只要磨機工作正常，出料端滑履軸承托瓦溫度普遍比進料端滑履軸承托瓦溫度高。一般情況下出料端滑履軸承托瓦溫度比進料端滑履軸承托瓦溫度高5～15℃，且溫度最高點相差5℃以上。

2.2 兩條生產線出料端滑履軸承托瓦溫度情況介紹

1號線在夏季的幾個月生產P· O42.5水泥時，由于熟料摻加量相對較多，每年都會出現(xiàn)出料端滑履軸承托瓦溫度高過72℃的情況。盡管行業(yè)標準規(guī)定不超過75℃，但生產廠家為保證托瓦的安全，一般將托瓦溫度設定在72～75℃之間時磨機跳停。有時為保證不出現(xiàn)跳磨，操作人員會根據(jù)托瓦溫升情況主動停磨。有時也會采取一些臨時措施，比如打開觀察門、更換水泥品種、降低產量、增加磨內通風、對磨前熟料進行噴水、降低選粉機熟料溫度等來保證生產。

2號線2012年8月份投產，到10月底經過3個月的調試運行后，2號線基本實現(xiàn)了正常生產。為優(yōu)化配比和便于生產管理，2號線以生產P· O42.5水泥為主，1號線以生產P· O32.5水泥為主。2號線影響生產的突出問題同樣是磨機出料端滑履軸承托瓦溫度高，有時接近74℃且處于上升趨勢，因此被迫主動停磨。當1號線主要生產P·O32.5水泥后，出料端滑履軸承托瓦最高溫度一般在71℃以下運行。

表1 一號線磨機進料端、出料端滑履軸承托瓦溫度比較，℃

表2 二號線磨機進料端、出料端滑履軸承托瓦溫度比較,℃

表3 出磨氣體溫度與出料端滑履軸承托瓦溫度的關系，℃

3 水泥磨出料端滑履軸承托瓦溫度高的主要原因

3.1 磨機內所粉磨物料的通過量以及出磨氣體溫度的影響

當一臺磨機、研磨體裝載量、支承及潤滑方式確定后，影響滑履軸承摩擦功耗的主要因素就是所粉磨物料的通過量，物料通過量越大，產生的摩擦功耗就越多，由摩擦產生的熱量也就越多。

在磨機產量相對穩(wěn)定的情況下，出磨氣體的溫度（反映出磨物料的溫度）越高，因受熱傳導作用，滑履軸承托瓦溫度就越高，見表3。記錄時間為2013年5月18～19日，2號線磨機喂料量為180～200t/h，入磨熟料溫度為80～90℃。

從表3數(shù)據(jù)可以看出，伴隨出磨氣體溫度的升高，出料端滑履軸承各托瓦溫升的數(shù)據(jù)雖然有波動，但整體上升的趨勢還是能夠說明與出磨氣體溫度相對應的關系。

出磨氣體溫度（反映出磨物料料溫）的因素有熟料的摻加量、熟料的溫度、其他各組分物料的摻加量及水分含量、選粉機的回粉量和溫度、磨內通風量以及研磨體的數(shù)量等，其中影響因素較大的是熟料摻加量和溫度、其他各組分物料的水分以及磨內的通風。正因如此，一般情況下磨P·O42.5水泥比磨P·O32.5水泥出磨氣體溫度高，相應的出料端滑履軸承托瓦溫度也高。

3.2 機械結構的影響

3.2.1 滑履罩密封處的影響

滑履罩密封采用的是罩側面壓毛氈密封條與回轉部分直接接觸的密封形式，直接接觸會增加摩擦熱，一般情況下不會影響托瓦瓦溫，但摩擦嚴重時，同樣會因熱傳導引起托瓦溫度升高。采用油浸毛氈后，可減少摩擦熱。

3.2.2 出料端滑履軸承托瓦兩側定位銅夾板與滑環(huán)軸向兩側端面的摩擦影響

磨體在運行過程中軸向的定位通過固定在出料端滑履軸承托瓦兩側的銅夾板與滑環(huán)兩側端面的接觸來實現(xiàn)。銅夾板要起到相應的定位作用，必然會產生與滑環(huán)之間的摩擦，就會產生摩擦熱。

3.2.3 磨機磨尾出料端5排襯板與筒體、磨尾卸料倉與筒體及磨尾卸料倉襯板與倉體間的隔熱影響

磨機磨尾出料端5排襯板與筒體之間通過墊5mm厚的橡膠石棉板進行隔熱，這需要在襯板安裝時來保證。

磨尾卸料倉與筒體間通過礦渣巖棉層隔熱，這在制造廠家出廠前已經裝好。

磨機卸料倉襯板與倉體間是通過礦渣巖棉層在安裝時來實現(xiàn)隔熱。

上述隔熱層墊的質量、厚薄、密實度將直接影響氣、料熱通過磨筒體傳導給滑環(huán)以及滑履軸承托瓦的多少，進而影響托瓦的溫度。

3.2.4 磨機滑履軸承托瓦與滑環(huán)之間以及滑履軸承托瓦座凸球體與凹球體之間的配合接觸

磨機滑履軸承托瓦內表面與滑環(huán)之間以及滑履軸承托瓦座凸球體與凹球體之間的配合接觸面積一定要通過現(xiàn)場的配刮研來達到相關安裝標準。特別是滑履軸承托瓦與滑環(huán)接觸區(qū)高壓油囊周圍的接觸斑點如果不能達到標準的要求，很容易引起油囊保壓效果差，甚至不保壓。在磨機靜壓啟動時，容易因供油壓力低而不足以將磨機頂起，從而導致滑履軸承托瓦內表面與滑環(huán)之間無法形成完整的靜壓油膜，使得托瓦內表面在磨機啟動瞬間出現(xiàn)不同程度的燒傷，因此磨機正常運轉時就會出現(xiàn)托瓦持續(xù)高溫的情況。另外，在正常運行時，通過觀察滑履軸承潤滑油站高壓系統(tǒng)壓力表壓力的多少（動壓油膜通過油囊經油管路傳遞給壓力表的壓力），同樣可以間接反映出油囊周圍接觸斑點的分布情況、動壓油膜的厚度以及與滑履軸承托瓦溫度之間的對應關系。

3.3 潤滑系統(tǒng)的影響

大型磨機滑履軸承潤滑方式采用的是動靜壓潤滑形式，即采用靜壓啟動，正常運轉時采用動壓潤滑。靜壓啟動時，潤滑油膜的形成主要靠高壓泵高壓作用而形成。正常運行時，動壓潤滑要形成動壓油膜需要三個條件：（1）兩個相對運動的部件間要具備一定的相對運動速度；（2）兩個運動部件間要形成一定的楔形間隙；（3）潤滑油要具備一定的粘度和極壓性能等。第一個條件由設計決定；第二個條件在滑履軸承設計和加工時已經進行了考慮，但現(xiàn)場為了進一步保證楔形間隙以及接觸面積，一般都要在安裝前對滑履軸承托瓦與滑環(huán)進行配刮研；第三個條件主要取決于油的粘度、粘度指數(shù)、抗極壓特性、溫度以及潤滑油量等。

對于大型雙滑履軸承的磨機（直徑大于4m）配套的進料端、出料端滑履軸承潤滑油站一般相同（即油量、油壓、油冷卻器及油的品種等均相同）。實際生產工況是出料端滑履軸承所承受的熱傳導的量大于進料端滑履軸承，普遍存在出料端滑履軸承托瓦溫度高于進料端滑履軸承托瓦。特別是對于出料端滑履軸承旋出側托瓦，由于該托瓦前面沒有設計油囊，動壓油膜的形成主要靠滑環(huán)從油槽內帶油以及油管噴油到滑環(huán)表面而進入承載面來實現(xiàn)，對動壓油膜的形成會產生一定影響。同時，結合磨機載荷分布情況，磨機出料端滑履軸承旋出側托瓦是最容易出現(xiàn)發(fā)熱的。尤其是夏季環(huán)境溫度較高，粉磨高標號水泥時，易出現(xiàn)出料端滑履軸承旋出側托瓦溫度高于設定值，甚至是極限值的情況。即便是采取了一系列的措施，仍然在托瓦能承受的溫度極限邊緣徘徊，給生產帶來隱患。由此可見，設計人員選定進料端、出料端滑履軸承潤滑油站時，應根據(jù)生產實際的工況條件來區(qū)別選擇，以便盡可能降低出料端滑履軸承托瓦的溫度。

3.4 冷卻系統(tǒng)的影響

冷卻水系統(tǒng)冷卻水量的大小直接影響滑履軸承托瓦的溫度，巡檢人員不僅要注意水泵是否工作正常，還要通過現(xiàn)場水流視鏡、壓力表甚至打開冷卻部位進、出水管道接頭對實際冷卻點進行觀測，以確保設備冷卻部位所供冷卻水量是正常的。

水質硬的話容易使滑履軸承托瓦內水套積垢，垢的熱傳導系數(shù)較低，會直接影響托瓦的冷卻效果。因此，需要根據(jù)實際情況定期清理托瓦內水套的水垢。另外，要根據(jù)水的清潔度情況，定期清理水池并更換新水，防止雜物堵塞設備冷卻系統(tǒng)和冷卻管道，影響對設備的冷卻效果。

冷卻循環(huán)水溫度的高低取決于設備的熱交換程度、冷卻塔的冷卻效率和環(huán)境溫度。如果循環(huán)冷卻水供水溫度在夏季超過30℃，應檢查整個冷卻系統(tǒng)，尤其是冷卻塔的冷卻效率是否存在問題。否則，同樣會影響設備的安全運行。

3.5 外界環(huán)境的影響

3.5.1 環(huán)境溫度的影響

因為磨機進料端、出料端滑履軸承托瓦與滑環(huán)均處在密閉的滑履罩內，隨著夏季環(huán)境溫度的升高，密封罩內的溫度更高，會直接影響托瓦的溫度。

3.5.2 粉塵及雜物的影響

無論是進料端滑履軸承還是出料端滑履軸承，外界環(huán)境粉塵和雜物一旦進入滑履罩內不僅直接影響滑履軸承托瓦與滑環(huán)的接觸，使得托瓦表面出現(xiàn)溝槽現(xiàn)象（嚴重時滑環(huán)表面亦然），而且嚴重影響潤滑油質量，容易使?jié)櫥到y(tǒng)的液壓元件出現(xiàn)損壞，比如高壓系統(tǒng)的溢流閥閥芯出現(xiàn)磨損，不能實現(xiàn)控制系統(tǒng)壓力的作用。當高壓系統(tǒng)不能實現(xiàn)正常的高壓作用，必然會使磨機在啟動瞬間出現(xiàn)滑履軸承托瓦燒傷現(xiàn)象，從而導致托瓦在正常生產期間連續(xù)出現(xiàn)高溫。所以，滑履罩的密封工作應引起各生產廠家足夠重視。

3.6 檢測系統(tǒng)的影響

構成溫度檢測系統(tǒng)的熱電阻、導線、補償導線以及顯示儀表等均需嚴格按照設計要求并檢測合格后方可使用，以減少測量的誤差。另外，在生產實際中，可以通過停磨待滑履軸承托瓦溫度完全冷卻下來時，觀察各測點間的溫度變化以及與環(huán)境溫度的差異來粗略判斷檢測誤差。

3.7 其他工藝參數(shù)的影響

操作人員要能夠根據(jù)入磨的投料量、熟料的溫度、其他混合材料的水分含量、磨內風量的大小以及磨機出口風溫等來預判滑履軸承托瓦溫度的變化趨勢。當出現(xiàn)滑履軸承托瓦溫度異常時，能及時從工藝角度來判斷導致托瓦溫度異常的主要原因。

例如：相關資料[1]介紹了入料溫度與產量、滑履軸承托瓦溫度之間的關系，見表4。

由表4可以看出，有效控制磨機入料溫度不僅可以影響磨機產量，還會影響滑履軸承托瓦溫度。

另外，要嚴格按照規(guī)范啟停磨機，在同力集團個別企業(yè)曾出現(xiàn)過停磨時進料端、出料端滑履軸承油站高壓系統(tǒng)不啟動的情況，對滑履軸承托瓦的使用壽命以及正常工作影響較大。

4 降低出料端滑履軸承托瓦溫度的措施

4.1 對溫度最高的出料端滑履軸承托瓦進行抽瓦檢查

2013年1月份對2號磨出料端滑履軸承托瓦溫度最高的托瓦（出料端滑履軸承旋出側托瓦）進行了抽瓦檢查（見圖1）。托瓦內表面局部出現(xiàn)劃傷，顯然是托瓦內進入了粉塵或異物而引起，因此對受傷部位進行了刮研處理。

4.2 檢查銅夾板間隙以及更換出料端滑履軸承潤滑油站冷卻器

2013年3月檢查了出料端滑履軸承托瓦定位銅夾板與滑環(huán)端面之間的間隙，最小間隙為3mm。正常運行時，與銅夾板接觸的滑環(huán)處溫度也不高。因此，滑環(huán)與銅夾板之間的間隙不是導致托瓦溫度高的主要原因。

表4 入料溫度與磨機產量、滑履軸承托瓦溫度之間的關系

同時，對出料端滑履軸承潤滑油站的板式冷卻器進行了更換，冷卻面積由原來的15m2增大到30m2。通過增加冷卻器冷卻面積，油站供油溫度下降了10℃左右，實際供油溫度在30℃～40℃之間，磨機在環(huán)境溫度10℃～15℃時能夠連續(xù)運行。

4.3 控制入磨熟料料溫

控制入磨熟料溫度最有效的手段是熟料生產線篦冷機的操作與管理，通過優(yōu)化篦冷機的操作和管理或有效的技改可以降低出篦冷機熟料料溫。

我公司熟料生產線采用的是第三代篦冷機，有時會出現(xiàn)出篦冷機熟料溫度高（>200℃）的情況。2013年4月份通過在水泥生產線熟料輸送皮帶上噴灑冷卻水，實現(xiàn)了一定程度上降低熟料溫度的目的。但由于噴水量過大或過小均不能發(fā)揮好的作用，只有當熟料超過一定溫度時（比如100℃以上）才投入使用，并且控制水泥生產線出配料站熟料溫度在80℃～100℃，一旦低于此溫度就停止噴灑冷卻水。

由于我公司熟料生產線與水泥粉磨生產線相距60余公里，充分利用熟料生產線熟料庫多點均勻下料以及水泥生產線熟料堆棚的儲量，實現(xiàn)了一定程度上降低熟料溫度的目的。

對于熟料與水泥粉磨在一起的生產線，應盡可能保持熟料庫相對高庫位，采用多點均布下料，周期性更換下料點，讓熟料庫庫位處于基本均勻下降狀態(tài)，在一定程度上可以降低熟料溫度。

4.4 檢查卸料倉襯板與倉體間的隔熱層

2013年4月利用停磨時間對卸料倉襯板與倉體間的隔熱層進行檢查，發(fā)現(xiàn)卸料倉襯板焊縫沒有滿焊，且隔熱層內沒有充滿礦渣巖棉，遂于4月底嚴格按照設備安裝要求重新添加了礦渣巖棉，保證了隔熱效果。4.5改變滑履潤滑油站油質、增加循環(huán)油量

2013年5月將正在使用的昆侖牌460號重負荷齒輪油更換成殼牌可耐壓F320齒輪油，不僅能提高其抗極壓性能，同時流動性增加，能更好地帶走熱量。

圖1 磨機出料端滑履軸承旋出側托瓦內表面圖象

原來使用的稀油潤滑站型號為XGD—A2×2.5/80，所使用的泵為CB2—80，流量為80L/min。為了增加原潤滑油站的循環(huán)油量，將這套泵組件更換為流量為125L/min、型號為CB2—125的泵組件，不僅保證了動壓油膜的形成，同時加大了冷卻效果。

圖2 滑履罩風冷示意圖

表5 采取措施后出料端滑履軸承托瓦溫度，℃

表6 采取措施后出料端滑履軸承托瓦溫度，℃

4.6 在滑履罩上增設排氣口，底部采用風機供風系統(tǒng)

2013年5月，將出料端滑履罩最頂部一節(jié)拆解下來，并進行清洗。然后在正上部增設一個具備防塵功能的排氣口（見圖2）。

在磨機主減速機工房內安裝一臺離心式風機（見圖2），用風管接到滑履罩底部，用于向滑履罩內供風，和滑履罩頂部的排氣口一起形成一套供、排氣冷卻系統(tǒng)，通過改善滑履罩內滑履軸承托瓦、滑環(huán)的環(huán)境溫度來實現(xiàn)托瓦溫度一定程度上的下降。

采用此方式應注意以下幾個環(huán)節(jié)：（1）風機進氣口必須安裝空氣過濾裝置，嚴防灰塵鼓進滑履罩內；（2）無論是采用鼓風形式還是鼓、排風結合的方式滑履罩內應控制在一定范圍的正壓狀態(tài)，嚴防因負壓將灰塵吸入或因正壓太大將油從各密封處飛濺出；（3）在滑履軸承托瓦溫度不高時，盡可能不使用該供風冷卻系統(tǒng)，以免長時間使用導致一定量的灰塵進入滑履罩內。

4.7 增加補償導線、磨旋出側滑履軸承托瓦入口潤滑位置的變化以及增加一套冷卻油路

2013年6月初，在對溫度檢測系統(tǒng)進行檢查時，發(fā)現(xiàn)測溫系統(tǒng)在安裝時沒有安裝補償導線，公司電氣工作人員對進料端、出料端滑履軸承加裝了補償導線，進一步保證了溫度檢測系統(tǒng)的準確性。

6月中旬，主要調整磨旋出側滑履軸承托瓦前面油管的位置，旋出側托瓦前面的油管原來是將油垂直打到滑環(huán)周向表面，然后由滑環(huán)將潤滑油帶入滑環(huán)與托瓦之間的承載面?，F(xiàn)在在增加油量的同時，調整該油管的出油口位置，以便油能傾斜射進承載面（見圖2A點位置）。如果能在此處增加一個集油槽，會有效增加動壓潤滑效果（但磨機安裝好后，此處增加集油槽比較困難）。

在磨機旋出側滑履軸承托瓦斜上方增加一組淋油管冷卻滑環(huán)（見圖2），以便進一步降低滑環(huán)的蓄熱。

4.8 加強工藝系統(tǒng)操作的管理，控制出磨風溫

每臺磨的工況條件不同，操作人員均需根據(jù)實際情況，認真總結投料量、料溫、風量與出磨風溫、滑履軸承托瓦溫度的關系，特別是有效控制能導致瓦溫升到磨機跳停值的出磨風溫是操作人員的基本要求，操作人員應和現(xiàn)場巡檢人員密切配合，提前采取措施避免出磨風溫達到極限值（比如采取對熟料適量噴水、磨內霧化噴水、雙級旋風收塵器摻冷風、磨頭冷風擋板開大、高效選粉機冷風閥打開等措施均可降低出磨水泥溫度即達到控制出磨風溫的目的）。

采取上述措施后，目前出料端滑履軸承托瓦溫度情況見表5、表6。

2013年6月20日下午2點左右，環(huán)境溫度為34℃，入磨熟料溫度在75～90℃之間，冷卻水進水溫度30.6℃，冷卻水回水溫度為31.6℃，出料端滑履軸承潤滑油泵出口油溫40.5℃，油壓為0.6MPa，經過油過濾器以及冷卻器實際供油溫度為34.2℃，油壓為0.41MPa，磨機產量為205t/h，出磨氣體溫度為79℃。出料端滑履軸承托瓦溫度情況見表5。

7月8日上午11點左右，環(huán)境溫度35℃，入磨熟料溫度在113～120℃之間（超標），冷卻水進水溫度35.5℃（超標），冷卻水回水溫度為36.0℃，出料端滑履軸承潤滑油泵出口油溫為43.8℃，油壓為0.6MPa,經過過濾器以及冷卻器實際供油溫度為38.4℃，油壓0.41MPa，磨機產量為200t/h，出磨氣體溫度為84.4℃。出料端滑履軸承托瓦溫度情況見表6。

由表5、表6可以看出，通過采取有效措施,可以實現(xiàn)對出料端滑履軸承托瓦溫度安全穩(wěn)定控制的目標。

[1]申蕾.有效控制?4.2m×13m雙滑履管磨滑履溫度的措施[J].水泥工程，2008，（4）.■

TQ172.632.9

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1001-6171（2014）05-0045-05

河南省豫鶴同力水泥有限公司，河南鶴壁458008；

2014-01-24

編輯：趙蓮