回轉窯電氣典型問題探討

李漢都

（華潤水泥（田陽）有限公司 廣西田陽 533600）

回轉窯電氣典型問題探討

李漢都

（華潤水泥（田陽）有限公司 廣西田陽 533600）

回轉窯的設備在生產工藝中起到重負啟動的作用，其傳動電氣系統分為多種類型，選擇時除了滿足各種安裝和操作的相關要求外，還要求其有一定的強度，以保證每條工藝流程線能夠安全穩定地運作，否則，對回轉窯的使用壽命有較大的影響。本文通過講述回轉窯電氣中存在的主要問題，再對其原因進行分析，最后給出相應的措施及具體的處理情況。

回轉窯；電氣；故障

1 引言

目前，新型干法回轉窯驅動主流都采用直流電機（單臺電機690kW 660V變頻器為DCS800 ABB整流變壓器容量1600kW）驅動。由于回轉窯體本身結構的復雜性和特殊性，不能只根據減速機、電機配置等原則來選擇、使用等。生產調試需要加強電氣自動化程度、測試和試驗調試等過程，由于電氣試驗調試是對設備的使用有很大的影響，只有當電氣試驗調試達到合格時，才能給生產帶來良好的經濟效益。

下面以某企業的5000t/d水泥熟料生產線的生產試驗測試的過程為例，從調試過程中電氣自動化程度存在的一些典型問題和對相關問題的分析和制定相應的方案和解決措施。

2 回轉窯驅動設備的類別

回轉窯主要的組成是窯筒體、傳動裝置、支撐裝置、窯尾密封裝置等。回轉窯的類型有兩種：①窯筒體臥置，可以作回轉運動的叫做回轉窯（旋窯）；②窯筒體立置，不轉動的叫做立窯。按照加熱方式分類，包括內加熱及外加熱。內加熱回轉窯的物料與火焰及煙氣直接接觸，能夠改變爐內氧化或還原氣氛，筒體內壁砌筑耐火磚，頭尾罩內襯是耐磨程度高的澆注料。使用多檔支撐，筒體長度可到72m，操作溫度高至1600℃。產量高，用于燃料為液化氣、天然氣、煤氣、煤等。外加熱回轉窯的物料與火焰及煙氣不是通過接觸，在加熱爐與筒體之間加上熱源，采取耐熱鋼筒壁傳熱使用加熱物料，加熱爐內襯是耐火纖維，能節能也可以減少損耗。受加熱程度和材質不同，通常，筒體長度不大于5m，加熱溫度不大高100℃。產量比較低，適用加熱方式有：燃氣、燃油、燃煤等。

3 晶閘管燒壞的故障分析及處理

3.1 故障情況

回轉窯在運行時，機器左上角的A相陰極和底部右側的B相陽極晶閘管容易損害，由于檢修困難，需要重新安裝才能操作運行。M1850A控制器的晶閘管為1230A，窯電流約是650A，晶閘管容易出現故障，供貨單位的專業者根據檢查結果進行排查，判斷外圍線路及電動機的故障點的具體位置，找出直流裝置中存在的主要問題，才能夠避免B相晶閘管再次出現故障。回轉窯大小和高度都需要檢查和考慮，同時加大控制并送往專業的公司進行測試。由于單臺減速機、電機配置不合理會出現設施的類型劣質、成本提高、管理困難等不利情況，因此在對電機和變頻器考慮時，需要較大的過載能力才能順利啟動，由于操作時功率較小，以免正常運行時存在大馬拉小車的現象，能耗和一次性成本增大。

3.2 原因分析及處理情況

回轉窯在運行時，晶閘管經常出現故障，難以確定外圍線路及電動機故障點的具體位置，只根據整流裝置本身的某些性質，由于負載的跟隨性較差，電流發生變化幅度較大，導致機換向工作難以進行。原因主要有以下四種情況：①電源、線路或電動機無法正常工作，使得接地時將部分元件燒壞；②控制設施或部分元件自身的質量較差；③設備選型不符合要求，整流器經常滿載或過載工作，造成許多的元件失去工作狀態；④冷卻裝置容量太小，散熱量與發熱量供應不足，部分元件因長時間負荷工作而燒壞。一般情況下，出現前兩種情況較多，但仍需要通過專業公司的精確試驗和嚴格的檢查，判斷這兩方面都沒有故障，第三種過載運行情況可能不存在，第四種情況一般不會發生，也不會產生環流。同時，考慮回轉窯負載工作的情況，變頻器與恒轉矩型變頻器會經常過載運作，所以，電壓等級一般使用690V。

4 無觸發信號的故障處理

4.1 故障現象

回轉窯檢修后故障沒有及時排除，主電動機電流變化比較大，炭刷打火影響大，按照常規考慮，出現這種故障現象可能是：換向器失靈、存在炭刷損壞或壓力過低、刷架位置不合理或炭刷受壓力能力低下。所以在啟動時，電機運行功率難以達到額定功率的0.2倍，然后不斷增加，但達到正常運行時，其電機運行功率仍無法達到額定功率的70～80%。目前，變頻器多為交變電壓型的變頻器，電機的使用電流與變頻器的額定電流的影響不會太大。電機應優選高壓電機，且應對其繞組進行絕緣處理，其非驅動需要組建絕緣的軸承部件。電機操作或運行時輸出扭矩要求大于負載的2～3倍，但不等于是電機功率過載的2.5倍。實際上，回轉窯的電機額定功率不會一直維持在額定功率。

4.2 原因分析及處理情況

根據上述幾個方面進行核對和檢查，針對主要的問題，進行短暫停機等處理。變壓器的類型選擇和變壓器到變頻器的聯系以及工作原理等都需要考慮，絕對不能按電機扭矩過載操作，開機后觀察并記錄交流輸入側的數據，對比C相電流，是否高于A、B相，接著再次停機，對控制器進行排查，分析C相陰極晶閘管的線路接觸情況，做出相應的處理后操作，直到故障解除。窯電機工作負載是指扭矩過載而電流和電壓沒有超出相關的標準，即從變壓器到變頻器的部件運行不能過載工作，而變頻器的逆變時不能出現電流過大等情況。變頻器輸出的工作電流的選擇，需要根據電機電流過載的實際情況來合理地選擇相應的類型。

在相橋式全控電路的安裝和操作中出現故障由于，在相同的電流周波，可能是另編碼器的設施安裝發生偏差，在室外平臺上，有部分的無整流電流會出現較嚴重的電流波動，不足之處是在動態過程中難以對相應的矩來調整。相關位置的晶閘管出現故障，需要控制器的供貨單位專業者根據檢查結果進行排查，判斷外圍線路及電動機的故障點，同時確定實際的位置，處理整流裝置本身存在相關問題。盡管有感抗進行平波，電流發生變化幅度較大，導致機換向工作難以進行。主機加減速過程中一般進行負載工作，由于重負荷及振動等因素影響較大，容易造成設備的損壞。

5 控制器電源故障引起的異常情況

5.1 故障現象

回轉窯中發生事故，通常在控制柜操作時出現回轉窯坍塌等現象，而跳停后控制器面板沒有呈現相關的數據，控制器故障也沒有給出有效的數據及事故原因，工作人員檢查時可能全部顯示正常，且再次重啟也顯示正常。窯電機過載是指扭矩太大，而功率沒有出現過太的變化，從變壓器到變頻器的相關部件，沒有發生過載，而變頻器的主要部件需要考慮電流的過載的影響，變頻器輸出較小的電流時選擇相應的電機和電流過載等情況。直流傳動是電流較小的設施和裝置，因此直流窯電機的電流一般不會很大。扭矩過載也就是變壓器的輸出電流出現過載的情況，變壓器系列的采取原則有許多，適合的靜電屏蔽層，實施三線圈，變壓器考慮多相整流的影響，部件的整流加濾波器，理論上可以從工程角度，不考慮窯電氣中的電流和電壓的諧波作用影響。

5.2 故障分析及處理辦法

主控制器或副控制器發生事故時，繼電器會做出相應的調整，使得驅動繼電器斷開電源，就避免窯中發生事故。由于繼電器KA3接點接觸或抖動也會出現斷電，使用新的繼電器，將其輸出截斷進行雙接點連接，結果故障點不變，那么故障點發生在勵磁控制器或主控制器。進一步確定故障點，對線路進行檢測和排除，是否出現監控事故，回轉窯的主要部件控制管理和控制器的調速操作確保不出現問題，使得回轉窯中無法啟動，由于電動機重載啟動時產生較大的電流，在高電流影響下，當控制器電源板出現故障，給主板提供的額定電壓會大大降低，會使得控制器無法進行工作。利用勵磁控制器的常開接點來調整中間繼電器，如果出現抖動故障，利用開關的自動化功能，保證安全和及時地斷開電源。

6 結束語

通過上述的分析和探究，智能化設備的管理為工作人員檢查故障時帶來許多的幫助，但它不是萬能的，也不是高準確的，當排查故障遇到困難時，需要做出相應的措施，根據設計者研究的相關故障進行排查，而排除該故障的關鍵性，盡量避免簡易出現疏漏或誤判和延誤事故的檢測，否則，對生產帶來不便。回轉窯電氣傳動系統的選擇不僅需要符合工藝的生產要求，同時需要考慮其安全性，以及經濟效益等問題。

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[3]曹漢紅.變頻節能技術在水泥生產線的應用[J].水泥技術，2011（3）：98～99.

TQ172.6

A

1004-7344（2016）14-0240-02

2016-3-25

李漢都（1980-），男，助理工程師，大專，主要從事水泥回轉窯電氣維護與設計管理工作。