我公司2500t/d回轉窯提速改造方案

田 甜（貴州港安水泥有限公司，貴州 安順 ）

1 基本情況

回轉窯是水泥生產的核心設備，新型干法回轉窯煅燒要求在風、煤、料和窯速在匹配的狀況下，力求熱工制度穩定、薄料快燒。

臺泥旗下貴州港安水泥有限公司一條Φ4m×60 m日產2500t新型干法回轉窯生產線,設計窯速為4.0r/min，配置電機和減速機參數見表1，2。

表1 電機參數

表2 配置減速機參數

經過連續幾年的運行摸索和改造，該系統回轉窯產量逐步達到2750t/d，因窯速已達上限，如果再進行提產，窯速必須達到4.4r/min。實際測量當電機轉速全速1 000 r/min運行時，窯的最大轉速為3.84r/min，與設計時速差0.16r/min，查閱設計資料發現公司窯主減速機傳動比設計為34.5，實際傳動比為35.5，這是導致窯速未達設計值的直接原因。因窯運行速度低，經常出現結圈，物料填充率高，窯尾倒料、出大塊等現象，無法滿足窯正常狀況下薄料快燒的煅燒要求，制約了窯產質量。經過專業討論，決定對窯進行提速。

1 第一種方案

降低電機勵磁電流，改變電機磁通量，達到提速的目的，即弱磁通調速；改造目標：窯速達到4.4r/min。根據直流電機的調速原理：

其中：U—電樞電壓；Ia—電樞電流；Ra—電樞回路電阻；Ce—電勢常數；—電機磁通量；n—電機轉速。

降低電機勵磁能夠提高電機轉速n，但降低電機勵磁將會降低電機電磁轉矩，導致電機機械特性變軟。當電機轉速在1035r/min時，窯速3.99r/min，電機勵磁電流在13.8A，勵磁電壓在162V，電機電樞電流會隨負載波動時，電樞電流波動大，電機繞組溫度較改造前上升，電耗會略有上升。調整步驟如下：

（1）設置電機參數，見表3。

表3 設置電機參數

（2）勵磁電流調節器自優化、電樞電流調節器自優化、速度反饋自優化、速度調節器自優化。

2 第二種方案

提高電樞電壓調速，改造目標：窯速達到4.4r/min。通過計算當電機恒磁通方式運行時，電機轉速與電樞電壓近似成正比關系，也就是說在現有的情況下，窯提速至4.4r/min，電機轉速需要在1150r/min，電機電樞電壓在506V。對窯主電機電機生產廠家咨詢，該電機絕緣電阻滿足要求的情況下，適當提升電樞電壓對電機運行沒有影響，用500V搖表檢測該電機絕緣電阻均在10MΩ以上，理論上也是能夠滿足運行要求。調整后電機實測最高轉速1150 r/min，電機勵磁電壓和勵磁電流在額定值不變。調整步驟如下：

（1）設置電機參數，見表4。

（2）勵磁電流調節器自優化、電樞電流調節器自優化、速度反饋自優化。

3 其它方案

第三種方案：聯系原減速機廠家更換減速機一級齒，改造備件費用再5萬元左右，且需單獨訂貨，周期在2個月；

第四種方案：更換一臺額定轉速為1 200 r/min

電機，通過提高輸入轉速來達到窯提速的目的，更換一臺電機費用在7.8萬元左右，且需單獨訂貨，周期在2個月。

表4 電機參數設置

4 調整及效果

綜上所述，第一種方案和第二種方案通過對電機速度控制方式進行參數調整和優化即可，無需任何投資，但第一種方案電機弱磁通提速后，電機機械特性變軟，當回轉窯負載增大時，提速后電機運行轉速會降低，回轉窯達不到4.4 r/min；第二種方案提速后電機為恒磁通運行，電機機械特性不變，電樞電壓提升至506V，對電機長期運行影響較小，電機可長期運行；第三和第四種方案需要進行改造備件費用投入，且周期需要2月。從改造經濟性和施工便捷方面考慮，選擇了第二種改造方案。

2020年8月利用窯系統檢修的機會，完成了對電機速度控制方式的調整，并對電機速度進行了實際檢測，改造后根據窯產量窯速提至4.4 r/min時，設備運行正常，滿足了工藝煅燒對窯速的需求。