蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝方式的概述

吳小云，孟慶華

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

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蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝方式的概述

吳小云，孟慶華

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

主要針對蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝方式進行研究分析，結合實際工作中存在的問題，對比各種墊鐵安裝方式的特點，以便在煅燒爐的制作和檢修中不斷的加以改進，更好滿足設備的運行。

蒸汽煅燒爐；滾圈；墊鐵；安裝

在純堿行業中，煅燒爐是工藝系統中非常重要的核心設備之一，目前國內外使用的多為回轉類臥式蒸汽煅燒爐，而滾圈是這種類型煅燒爐以及類似的大型回轉類設備的非常重要的零部件，其結構主要有實心矩形滾圈和空心箱式滾圈。空心箱式滾圈負荷低，耐沖擊性差，使用壽命短，在目前國內煅燒爐的制作中很少采用，它的主要聯接為鉚固式的固定方式。后期的煅燒爐滾圈多采用實心矩形滾圈，耐沖擊性強，價格昂貴，使用壽命一般在20年以上。傳統檢修中滾圈更換不多，近10年左右，國內前期建設投用的煅燒爐大多進行了滾圈的更換，后新增的煅燒爐在滾圈的安裝上進行了不斷的改進和創新。常見的實心矩形滾圈的安裝主要采用的是松套式的安裝方式，就是在滾圈和爐體之間直接加裝支座和墊板，通過各種緊固措施，使得滾圈和爐體能夠形成一體，以滿足滾圈和煅燒爐在一定的載荷下安全工作；所以研究滾圈的安裝方式，主要就是研究分析墊鐵的安裝方式。本文主要針對普遍使用的實心矩形滾圈所采用的松套式的各種安裝方式進行研究，并將存在的優缺點及注意事項進行整理，希望能夠對煅燒爐的制作和維修起到一定的幫助。

實心矩形滾圈在安裝后與煅燒爐爐體之間存在微小的間隙，生產時，爐體受熱膨脹，爐體通過墊鐵與滾圈密切接觸，形成了一個沿圓周受均布載荷的胎環，保證了設備的穩定運行。下面對各種墊鐵的安裝方式及存在的特點進行分別論述。

1 雙楔鐵安裝方式

1.1 雙楔鐵安裝結構的分析

我廠1986年建設投用的三臺輕灰蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝就是采用的這種方式，滾圈截面為標準的矩形，內外徑尺寸相同，主要由大墊鐵、小墊鐵、定位塊以及擋鐵組成。大小墊鐵的配合方式前期進行了簡單的調整，但是總體結構方式沒有變化。

圖1 墊板安裝位置示意圖

圖2 定位墊板與楔形墊板安裝位置示意圖

安裝過程：將爐體均分劃線，先鋪設定位擋塊和大墊板，采用焊接的方式固定在爐體上，將滾圈吊裝至標準位置，此時將小墊鐵塞入大墊板與爐體之間的間隙內，并不斷向內部打緊。在打入一定的程度后，將煅燒爐的爐體從托板上放下至托輪上，通過慢盤，繼續對小墊鐵進行緊固敲擊，此時需要同時進行打表找正，保證爐體和滾圈在轉動的過程中徑向跳動量和軸向跳動量均控制在標準范圍內，使得爐體和滾圈同軸心并最接近于標準圓，這樣在生產運行中，爐體才會穩定，減少跳動。小墊鐵應盡可能打緊，小墊鐵外口焊接處理。打緊后立即在滾圈的兩側進行焊接擋鐵，實際運行中，擋鐵并不能真正意義上將滾圈擋住，更多的是起到信號的作用，便于觀察滾圈是否位移。

1.2 雙楔鐵安裝方式的特點

通過30年的運行，這種安裝方式存在以下幾個方面的特點：

1)結構簡單，定位明確，安裝方便，便于日常巡檢維護。

2)小楔形墊鐵安裝時由于外力敲擊，很難保證楔形墊鐵(后文簡稱為“楔鐵”)的楔入量均等，導致爐體與滾圈不同心，如果不同心量偏差太大會造成運行時煅燒爐產生異常的跳動。

3)滾圈兩側僅用擋鐵固定，前面已經說明，這種擋鐵僅能起到信號的作用，并不能起到真正意義上的擋鐵的作用，所以滾圈在煅燒爐軸心方向沒有多少固定和約束，長時間運行和開停爐的影響，加上煅燒爐上下竄動，而且爐體的安裝時必須存在一定的斜度，多種因素下，滾圈受到軸向力比較大，此時很容易發生滾圈與楔形墊鐵軸向相對位移。

4)雙層楔形墊鐵的結構，在運行中會在楔鐵之間容易產生相對位移。

5)煅燒爐運行時滾圈與托輪接觸產生沖擊載荷，滾圈和爐體也在不斷的發生變形，總體是呈扁圓狀，在這種情況下，滾圈和墊鐵有一定量的間隙，這種間隙對滾圈和墊鐵都會造成很大的影響。滾圈與托輪直接依靠接觸面的摩擦進行轉動，在上述問題的影響下，滾圈與爐體轉動不同步，產生周向的相對位移，導致滾圈與楔形墊鐵摩擦嚴重，出現周向相對位移時需要及時將楔鐵進行打緊，避免問題的擴大化。這個現象是該種安裝方式出現的最為常見的故障。

6)滾圈截面為矩形，內徑尺寸相同，加工簡單。

圖3 周向相對位移摩擦導致楔形墊鐵損壞

2 雙楔鐵螺栓緊固的安裝方式

2.1 雙楔鐵螺栓緊固的安裝結構分析

圖4 雙楔鐵螺栓緊固的安裝結構

這種安裝方式與第一種安裝方式基本相同，主要的區別就是增加了緊固調整螺栓。上一種安裝方式小墊鐵在裝配到位后采用焊接固定，這種方式有所改進，小墊鐵沒有焊接固定，而是在爐體上先焊接一個楔形墊鐵底座，上面鋪設焊接楔形墊鐵一，楔形墊鐵二鋪設在它的上面，墊鐵的兩側要焊接擋塊，防止楔鐵發生較大的周向位移。

2.2 雙楔鐵螺栓緊固安裝結構的特點

1)這種安裝方式適合應用到筒體直徑較小的回轉類設備上。

2)結構簡單，便于日常巡檢觀察，調整方便。

3)與上一種安裝方式一樣，沿著軸心方向的位移不好控制。

4)單個楔形墊鐵更換沒有上一種方便，需將滾圈移位。

5)滾圈內徑一定，無變徑，加工簡單。

3 單楔鐵對穿螺栓緊固安裝方式

3.1 單楔鐵對穿螺栓緊固的安裝結構分析

圖5 單楔鐵對穿螺栓緊固的安裝結構

圖6 定位墊板與楔形墊板安裝位置示意圖

相對于雙楔鐵的安裝方式，單楔鐵的安裝方式有著很大的進步，通常情況下，這種安裝方式楔鐵不是和爐體直接接觸，而是安裝在固定的滾圈支座上。我廠前期φ3200×20000重灰蒸汽煅燒爐滾圈采用的就是這種安裝方式，在2015年進行重灰爐更新過程中，特別對這種安裝方式進行了觀察，經過了30年的運行，楔形墊鐵與滾圈接觸較好，楔鐵與滾圈之間相對位移量較小；這種安裝方式還消除了滾圈沿著煅燒爐爐體軸心方向的移動問題。

安裝過程：在滾圈支座上劃線，先焊接定位擋鐵，滾圈移動到相對應的位置，滾圈兩側插入楔鐵，同時將對穿調整緊固螺栓裝配到位，然后調整緊固螺栓，楔形墊鐵相對位移，隨著楔入量的增加，滾圈和楔鐵之間的配合逐漸緊密，同時進行打表找正，當以上工作達到設計要求時，安裝定位螺栓，每塊楔形墊鐵上有兩個定位螺栓，采用配鉆的方式，在滾圈支座上鉆孔，然后將定位螺栓安裝緊固。

3.2 單楔鐵對穿螺栓安裝結構的特點

1)能夠保證楔形墊鐵和滾圈的緊密接觸，形成最大的摩擦力，接觸效果比雙楔鐵的安裝方式好。

2)單楔鐵的弧形面可以加工的比雙楔鐵弧形面更寬，這樣楔鐵的弧面與滾圈的內圓接觸面積更大，這樣有利于增加兩者之間的摩擦。

3)對穿調整緊固螺栓的設計有利于楔形墊鐵的調整。

4)定位螺栓安裝復雜，每次調整后都需要進行定位螺栓位置的重新配鉆處理，設計不合理。

5)滾圈的內圓需加工成兩側變徑的結構，加工精度和斜度要求較高。

6)對穿螺栓安裝比較困難。

4 單楔鐵單側螺栓緊固安裝方式

4.1 單楔鐵單側螺栓緊固的安裝結構分析

圖7 單楔鐵單側螺栓緊固的安裝結構

單楔鐵單側螺栓緊固的安裝方式是在單楔鐵對穿螺栓緊固的安裝方式上的改進，這種安裝方式在大連化機廠后期研發制作的各類蒸汽煅燒爐中普遍使用，效果良好，解決了前面幾種安裝方式中存在的各種問題，應該值得推廣使用。

它和單楔鐵對穿緊固螺栓安裝結構方式的不同點有：①每一塊楔鐵對應一根螺栓，緊固一個螺栓時可以分別調整對應楔鐵的位置；②緊固調整螺栓定位處增加了一個圓環，圓環的一側安裝在滾圈支座的溝槽內；這樣有效的解決了先調整后定位的問題，通過圓環來支撐緊固螺栓，將上一種安裝方式中的緊固螺栓和定位螺栓合并為一根螺栓，這點是整個滾圈墊鐵安裝方式最為突出的改進。我廠煅燒爐使用該種滾圈墊鐵的安裝方式最早為1997年，經過近20年的運行，滾圈和楔形墊鐵配合非常好，幾乎沒出現過松動的現象，是各種滾圈墊鐵安裝方式中最為穩定的一種。

4.2 單楔鐵單側螺栓緊固安裝結構的特點

1)楔形墊鐵與滾圈內圓接觸緊密，調節方便；加工時應注意楔鐵的圓弧面與滾圈內圓面的弧度一致。

2)結構簡單，方便單塊楔鐵的更換。

3)滾圈內圓和墊板楔形的結構配合，解決了滾圈沿著爐體軸心方向移動的問題。

4)滾圈與墊鐵接觸面充分，保證了足夠的摩擦，適合于各種直徑，特別大尺寸回轉體設備的滾圈支撐。

5)單塊楔形墊鐵過重，人工安裝時裝卸困難，應控制好單塊楔鐵的重量。

在以上的論述中，不論哪種結構的墊鐵其上下兩面都應加工成圓弧面，并且與滾圈的內圓和爐體(或支座)的外圓相一致，這樣裝配時才能保證上下兩面配合緊密，充分接觸。國內外對于類似設備結構的研究已經非常透徹，結構方式各有不同，隨著科學技術的發展以及新材料的出現，大型轉動設備的各關鍵部件會有很大的改進空間，對設備安全運行和壽命的延長有著非常重要的意義。

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TQ114.15

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1005-8370(2016)02-09-04

2016-02-01

吳小云(1972—)，大學本科，連云港堿廠機動處副處長。