回转窑几种典型故障分析及处理

发布时间：2023-12-25

作者：李德祥　苑明华

（南京西普水泥工程集团有限公司）

来源：备件网

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引言

某公司2号窑为5000t/d熟料生产线，2014年5月投产，回转窑规格为ф4.8m×74m，三档支撑，斜率4.0％，窑速0.35～4.0r/min。2020年6月下旬，2号窑出现一次高温拉瓦故障，为全面掌握回转窑设备状态，7月上旬委托集团内专业检测团队开展窑系统在线检测。本文简述现场检测期间发生的几个故障处理案例，通过现场分析、研判，及时采取了在线调整等有效处理措施，消除了设备故障发生，保障了回转窑稳定运行。

01　大齿圈振动现象分析及处理

1.1 故障一

(1)事情经过。7月12日凌晨00:30，2号窑立磨液压缸轴断裂故障，窑立即降速减产运行(窑速由3.6r/min降至2.4r/min，喂料量由360t/h减至240t/d)，2:32运行过程中大齿圈振动剧烈、窑主减速机出现异音、主减速机过滤器振松掉落，现场立即组织抢修安装，但大齿圈振动症状一直未消除。

(2)原因分析。通过调取中控筒体扫描画面发现，二档附近窑皮长期偏厚，而降速减产加剧工况恶化，窑筒体轴向负载分配更不均衡，同时现场检测出大齿圈靠二档侧筒体总甩动量达10cm(49.5m位置窑筒体局部变形达±51mm，偏心值为8.0mm)，现场振动也，初步判断窑工况变化是导致大齿圈振动加剧的主要原因。

(3)处理措施。通过调整驱动侧三档托轮3-1/3-2增加齿顶间隙，缓解振动情况；3:25组织现场人员做调窑准备：托轮底座清理、原始位置划线、架设千斤顶和百分表、准备润滑油和油石等应急物资；4:10与设备管理技术人员召开调整前碰头会，明确调整思路和保障措施；4:30开始计划性分步调整，累计3-1托轮调进3.4mm、3-2托轮调进3.3mm，理论测算齿顶间隙增加1.3mm，现场振感明显降低，主减异音消除，调整过程各档轴瓦温度受控，决定停止调整；通过现场实测，调整前大齿圈前后轴水平振动数值值分别为8.0mm/s和5.4mm/s，调整后前后轴水平振动数值值均为2.9mm/s。

1.2 故障二

(1)事情经过。13日11:00立磨检修结束后开始提产提速，提至13:57分窑速3.5r/min、喂料量310t/h后稳产运行；19:44分中班人员现场巡检，小齿轮轴承座水平振动无载端7.4mm/s，有载端5.9mm/s，减速机高速轴振动3.5mm/s，减速机内部有轻微异响；22:44夜班人员巡检发现大齿圈振动加剧，窑主减速机再次出现异音，实测减速机高速轴水平振动8.3mm/s，垂直振动10.4mm/s。

(2)原因分析。现场首先检查大小齿轮润滑情况正常，再通过调取中控筒扫画面发现，二档附近窑皮出现掉落，窑工况再次发生变化，会造成窑筒体轴向负载重新分配，大齿圈位置窑筒体回转中心(偏心值)发生改变，直接改变了齿顶间隙，导致振动加剧；二是大齿圈自投产运行已达6年之久，齿面已出现点蚀磨损并形成台阶，窑筒体工况改变导致各段筒体轴向温度变化，从而引起筒体各段轴向膨胀量发生变化，大小齿在齿宽方向工作接触面发生改变，加剧振动状况。

(3)处理措施。此时现场检测工作已完成，实测三档托轮工作角为60°00’，故仍可以通过调整驱动侧三档托轮3-1/3-2增加齿顶间隙，进一步缓解振动情况。14日凌晨00:01组织现场实施调整，至00:39分3-1和3-2再次分步调近3.0mm，齿顶间隙再次增加1.2mm，调整过程各档轴瓦温度受控；00:49实测减速机高速轴水平振动3.8mm/s，垂直振动4.3mm/s，减速机振动减小，有轻微异响；8:05实测减速机高速轴水平振动1.4mm/s，垂直振动2.8mm/s，窑主减异响消失，逐步开始提产提速，10:02提速至3.8r/min、喂料量增至350t/h后稳产运行。

02　托轮轴瓦高温现象分析及处理

2.1 故障一

(1)事情经过。15日14:16到现场对三档托轮进行微调，将止推盘接触侧3-1换向至3-2(因托轮3-1止推盘与衬瓦间歇性接触，当时初步判断此状态是3-1瓦温上升的主要原因)；14:25中控操作员反馈窑电流突然上涨，3-1瓦温迅速上升，现场立即打开观察窗口对托轮3-1轴瓦情况进行检查，发现轴面已拉伤沾附铜屑，止推盘与衬瓦未接触，现场立即电话通知中控减速减产，现场立即采取紧急处理措施。

(2)原因分析。

①由于托轮止推盘与3-1衬瓦未接触且拉伤部位非止推盘位置轴面，判断非轴向推力过大造成轴瓦拉伤，首要先对拉伤轴瓦进行处理，并同步采取加速冷却措施；

②一方面，查看筒扫画面并与?几日画面进行对比，发现窑皮出现大量掉落，窑况发生改变，各档负载必然发生变化；同时现场检查发现：三档托轮与轮带接触情况与之前有所变化，3-2侧出现亮缝，3-1侧全接触，判断托轮3-1侧径向力受力大。另一方面，托轮3-1轴瓦同年6月底已拉伤重新刮研处理过，可能仍存在薄弱点，轴瓦拉伤位置油膜形成不佳(上次检修刚开窑出现时3-1轴瓦油膜形成不佳，现场当时通过调退3-1得到改善)，以上两点是此次轴瓦拉伤的主要原因；

③将托轮3-1与3-2止推盘接触状态换向，改变了轴瓦轴向磨合位置，是加速轴瓦拉伤的直接原因；

④通过详细观察中控反馈的轴瓦温度，发现自15日凌晨00:30喂料量提至380t/h，瓦温从9:35分38.5℃持续缓慢上涨，调整前14:16瓦温已达46.7℃，轴面拉伤时中控画面瓦温仅52.9℃、轴温36.4℃(此时窑速3.26r/min)，一般轴瓦这样的温度不足以出现拉伤现象，由此也佐证了前面的分析。

(3)处理措施。首先立即通知中控降速减产，降低轴瓦拉伤程度；现场立刻对拉伤轴面持续用油石进行打磨，同时将循环水外排，加速油冷；安排人临时对托轮3-1增加外循环装置改善油冷效果；有序安排人员将托轮3-1/3-2同步快速往外退，减小托轮径向受力，3-1和3-2累计调退2.0mm；对拉伤轴面打磨10～15min左右，将高温和含杂质润滑油置换一次。及时采取以上紧急措施处理近3h，轴面拉伤部位表面毛刺基本打磨完毕，轴温也开始逐渐下降(高点57.9℃)，17:17瓦温受控下降明显，同时维持窑慢转(0.5r/min)状态，持续以上外部冷却措施继续对轴瓦进行降温；20:00开始以每隔10min提速0.1r/min、喂料量增加10t/h的幅度，逐步提速提产至夜班12:00窑速3.0r/min、喂料量300t/h；16日凌晨开始以每隔30min提速0.05r/min、喂料量增加5t/h的幅度，逐步提速提产至5:00窑速3.5r/min、喂料量350t/h后稳产运行3～4h；上午再分步缓慢将窑速提至3.8r/min，下午将喂料量逐步提至380t/h；经过此次处理后，窑目前一直处于稳定运行中；截止目前，该窑已稳定持续运行160多天。

03　液压挡轮压力过大原因分析及处理

检测前，检查液压挡轮压力波动范围4.5-7.5MPa，挡轮压力偏高，影响挡轮使用寿命。

(1)原因分析。研究表明，回转窑运转过程中，液压挡轮提供70％轴向推力，托轮提供30％轴向推力；理论上所有托轮对窑应提供轻微向上推力。通过现场检查发现仅2个托轮止推盘与衬瓦在窑口侧接触(分别为托轮1-3/1-4和托轮3-3/3-4，且托轮1-3接触侧止推盘上油膜较薄，轴向受力大)，二档两个托轮轴存在来回窜动，止推盘接触状态不固定。

(2)处理措施：①首先对各档轴瓦磨损及润滑情况进行检查，除托轮3-1轴面存在拉伤外，其余托轮状态良好，可以进行微调；②此次于7月9日～14日对2号窑进行在线系统检测，检测报告中调整方案已明确调整方向和思路，此处不做过多解释，窑中心线调整过程结合“托轮歪斜法”对托轮推力进行了微调，实现三个效果：一是将托轮1-1/1-2止推盘与衬瓦接触状态换向，二是减小托轮1-3/1-4歪斜，缓解止推盘轴向受力，三是将二档两个托轮止推盘与衬瓦接触固定在窑口侧托轮2-1和2-3，见图1。

窑托轮在线调整后，除托轮3-1/3-2外，其余托轮对窑提供向上推力，液压挡轮压力降至4.8～6.0MPa合理范围；窑中心线由水平偏差-1.5mm和垂直偏差+8.0mm调整至水平偏差-1.5mm和垂直偏差+1.5mm允许范围内；大小齿齿顶间隙增加3.8mm，小齿轮轴承座无载端振动由水平3.3～8.2mm/s，垂直4.0～12.6mm/s调整至水平1.7-2.7mm/s，垂直2.3～3.2mm/s。

04　窑筒体变形和偏心异常

通过检测发现：该窑进料端处筒体的偏心较大，达到30mm，长期运行影响窑尾密封；窑出料端偏心在正常范围内，为5mm，属于正常范围；靠近大齿圈的截面24和25偏心数值较大，分别为5mm和3mm，大齿圈附近存在较大偏心会导致大小齿间隙不均匀，加剧大小齿磨损，同时会导致三档产生一些振动；截面11～12、29～32位置的筒体偏心超出了允许范围值，其余所有位置筒体偏心均在允许范围内。

除截面5、7～9、13、17～24、29～31位置筒体在圆周上的变形超过允许范围，其余位置筒体的局部变形在正常范围内(大多数的回转窑生产商给出的公差范围：偏心在10mm内，圆周上的变形在±15mm内)，见图2，3。处理措施：停窑期间应检查以上变形严重区域筒体(截面5、7～9、13、17～24、29～31位置)厚薄情况，同时结合耐火材料消耗情况，综合考虑确定窑筒体维修更换方案；三档轮带至窑尾段筒体偏心较大，下次停窑检修期间可以对该段简体进行切割校正，消除窑尾端甩动。

05　总结

要提高窑系统设备运行质量，重点关注以下几个方面：一是加强日常设备运行维护，对窑系统设备状态和参数有目的性组织开展巡检工作，了解各设备状态，为故障分析诊断提供可靠参考；二是做好故障应急处理预案和措施，确保事故处理有序开展，有的放矢；三是加强专业培训，提高现场设备管理人员专业素质，使其具备及时发现问题、快速提出解决方案和处理问题的能力；四是定期开展在线检测，全面掌握热工设备实时状态，为科学调整提供数据支撑。