田 甜（貴州港安水泥有限公司，貴州 安順 ）

1 基本情況

回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)的核心設(shè)備，新型干法回轉(zhuǎn)窯煅燒要求在風(fēng)、煤、料和窯速在匹配的狀況下，力求熱工制度穩(wěn)定、薄料快燒。

臺(tái)泥旗下貴州港安水泥有限公司一條Φ4m×60 m日產(chǎn)2500t新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線,設(shè)計(jì)窯速為4.0r/min，配置電機(jī)和減速機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1，2。

表1 電機(jī)參數(shù)

表2 配置減速機(jī)參數(shù)

經(jīng)過(guò)連續(xù)幾年的運(yùn)行摸索和改造，該系統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量逐步達(dá)到2750t/d，因窯速已達(dá)上限，如果再進(jìn)行提產(chǎn)，窯速必須達(dá)到4.4r/min。實(shí)際測(cè)量當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速全速1 000 r/min運(yùn)行時(shí)，窯的最大轉(zhuǎn)速為3.84r/min，與設(shè)計(jì)時(shí)速差0.16r/min，查閱設(shè)計(jì)資料發(fā)現(xiàn)公司窯主減速機(jī)傳動(dòng)比設(shè)計(jì)為34.5，實(shí)際傳動(dòng)比為35.5，這是導(dǎo)致窯速未達(dá)設(shè)計(jì)值的直接原因。因窯運(yùn)行速度低，經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)圈，物料填充率高，窯尾倒料、出大塊等現(xiàn)象，無(wú)法滿足窯正常狀況下薄料快燒的煅燒要求，制約了窯產(chǎn)質(zhì)量。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)討論，決定對(duì)窯進(jìn)行提速。

1 第一種方案

降低電機(jī)勵(lì)磁電流，改變電機(jī)磁通量，達(dá)到提速的目的，即弱磁通調(diào)速；改造目標(biāo)：窯速達(dá)到4.4r/min。根據(jù)直流電機(jī)的調(diào)速原理：

其中：U—電樞電壓；Ia—電樞電流；Ra—電樞回路電阻；Ce—電勢(shì)常數(shù)；—電機(jī)磁通量；n—電機(jī)轉(zhuǎn)速。

降低電機(jī)勵(lì)磁能夠提高電機(jī)轉(zhuǎn)速n，但降低電機(jī)勵(lì)磁將會(huì)降低電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電機(jī)機(jī)械特性變軟。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速在1035r/min時(shí)，窯速3.99r/min，電機(jī)勵(lì)磁電流在13.8A，勵(lì)磁電壓在162V，電機(jī)電樞電流會(huì)隨負(fù)載波動(dòng)時(shí)，電樞電流波動(dòng)大，電機(jī)繞組溫度較改造前上升，電耗會(huì)略有上升。調(diào)整步驟如下：

（1）設(shè)置電機(jī)參數(shù)，見(jiàn)表3。

表3 設(shè)置電機(jī)參數(shù)

（2）勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器自優(yōu)化、電樞電流調(diào)節(jié)器自優(yōu)化、速度反饋?zhàn)詢?yōu)化、速度調(diào)節(jié)器自優(yōu)化。

2 第二種方案

提高電樞電壓調(diào)速，改造目標(biāo)：窯速達(dá)到4.4r/min。通過(guò)計(jì)算當(dāng)電機(jī)恒磁通方式運(yùn)行時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電壓近似成正比關(guān)系，也就是說(shuō)在現(xiàn)有的情況下，窯提速至4.4r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速需要在1150r/min，電機(jī)電樞電壓在506V。對(duì)窯主電機(jī)電機(jī)生產(chǎn)廠家咨詢，該電機(jī)絕緣電阻滿足要求的情況下，適當(dāng)提升電樞電壓對(duì)電機(jī)運(yùn)行沒(méi)有影響，用500V搖表檢測(cè)該電機(jī)絕緣電阻均在10MΩ以上，理論上也是能夠滿足運(yùn)行要求。調(diào)整后電機(jī)實(shí)測(cè)最高轉(zhuǎn)速1150 r/min，電機(jī)勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流在額定值不變。調(diào)整步驟如下：

（1）設(shè)置電機(jī)參數(shù)，見(jiàn)表4。

（2）勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器自優(yōu)化、電樞電流調(diào)節(jié)器自優(yōu)化、速度反饋?zhàn)詢?yōu)化。

3 其它方案

第三種方案：聯(lián)系原減速機(jī)廠家更換減速機(jī)一級(jí)齒，改造備件費(fèi)用再5萬(wàn)元左右，且需單獨(dú)訂貨，周期在2個(gè)月；

第四種方案：更換一臺(tái)額定轉(zhuǎn)速為1 200 r/min

電機(jī)，通過(guò)提高輸入轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到窯提速的目的，更換一臺(tái)電機(jī)費(fèi)用在7.8萬(wàn)元左右，且需單獨(dú)訂貨，周期在2個(gè)月。

表4 電機(jī)參數(shù)設(shè)置

4 調(diào)整及效果

綜上所述，第一種方案和第二種方案通過(guò)對(duì)電機(jī)速度控制方式進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化即可，無(wú)需任何投資，但第一種方案電機(jī)弱磁通提速后，電機(jī)機(jī)械特性變軟，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯負(fù)載增大時(shí)，提速后電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速會(huì)降低，回轉(zhuǎn)窯達(dá)不到4.4 r/min；第二種方案提速后電機(jī)為恒磁通運(yùn)行，電機(jī)機(jī)械特性不變，電樞電壓提升至506V，對(duì)電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行影響較小，電機(jī)可長(zhǎng)期運(yùn)行；第三和第四種方案需要進(jìn)行改造備件費(fèi)用投入，且周期需要2月。從改造經(jīng)濟(jì)性和施工便捷方面考慮，選擇了第二種改造方案。

2020年8月利用窯系統(tǒng)檢修的機(jī)會(huì)，完成了對(duì)電機(jī)速度控制方式的調(diào)整，并對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行了實(shí)際檢測(cè)，改造后根據(jù)窯產(chǎn)量窯速提至4.4 r/min時(shí)，設(shè)備運(yùn)行正常，滿足了工藝煅燒對(duì)窯速的需求。