淺談提高回轉窯運轉率的經驗

韋雄 巫裕旋 潘國文 朱運鋒

【摘 要】回轉窯是水泥熟料生產的核心設備，其運轉率與熟料產量密切相關。2020年由于受新冠肺炎疫情影響，一線窯長時間停產，為完成全年熟料產量任務，必須提高回轉窯運轉率。文章以一線窯為例，簡述了影響回轉窯運轉的原因，闡述日常維護管理重要事項、重要隱患排查及其跟蹤制度、年度大修注意事項等，分析故障原因，探索應對措施，總結并分享提高回轉窯運轉率的經驗。

【關鍵詞】水泥回轉窯;運轉率;連續運轉

【中圖分類號】TF046.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）12-0050-04

廣西魚峰水泥股份有限公司一線窯始建于1958年，原為濕法長窯，于2001年改造為φ4 m×56 m的半干法窯。2020年受新冠肺炎疫情影響，一線窯于2月中旬停產，復產復工后，公司提出“目標不變，任務不減”的方針，但由于停產時間較長，一線窯難以完成全年熟料生產任務，因此提高熟料產量是當務之急。

熟料燒結回轉窯是水泥熟料生產的核心設備，其運轉率高低直接決定熟料產量。消除影響回轉窯運轉的隱患，保證回轉窯長期穩定運行，是提高熟料產量的關鍵[1]。

1 基本生產情況

2018—2019年一線窯停機情況見表1。

2 存在問題

水泥生產有其連續性特點，線上的任何一臺設備發生故障，都有可能導致整個窯系統停產，因此線上的全部設備都必須無故障、全效率、安全運轉[2]。近幾年，一線窯停窯大多是由于回轉窯之外的設備發生故障導致。

2.1 近年一線窯停窯原因

通過對近兩年停機情況分析發現，一線窯因工藝故障停窯的次數僅為1次，為2019年1月C3旋風筒堵料停窯;電氣專業故障停窯1次，為2019年1月高溫風機散熱風扇燒，過熱報警跳停導致停窯;因機械故障停窯6次，停窯原因包括以下6個方面：①2018年1月喂料皮帶接頭開裂;②2018年9月窯尾電收塵多個電場短路接地;③2018年9月檢修雜物落入分解爐喂煤秤，造成喂煤秤減速機三段齒輪軸及其低速軸配對齒輪崩齒;④2019年3月喂料分格輪檢修質量不合格，投料后受熱膨脹卡死;⑤2019年4月喂料皮帶被異物割裂;⑥2019年6月暴雨天氣外部電網波動停窯后，窯筒體變形，運轉至7月筒體開裂。

除三大專業故障停窯外，2018—2019年其他故障停窯原因主要集中于外部停電及定檢。近兩年，一線窯因定檢窯尾電收塵停窯2次，定檢窯筒體停窯2次，外部停電停窯12次。

2.2 可能導致停窯的其他隱患

除上述停機故障外，一線窯還存在許多可能導致停窯但經過及時處理未影響窯正常運轉的故障。

工藝專業故障主要包括窯門罩澆注料爆裂、回轉窯過渡帶紅窯、C2旋風筒堵料、C0旋風筒磨穿漏水導致生料黏結堵料、熟料破碎機下料口堵塞等。

機械設備高頻故障點主要集中于箱式喂料機、篦冷機等主要設備。其中，箱式喂料機在2018年之前多次因鏈板斷裂而停窯，僅2017年就因此停窯5次。篦冷機及輸送故障率較高，經常發生篦冷機液壓泵對輪損壞、液壓缸斷裂、熟料輸送軌道脫焊、行走輪損壞等事故。高溫風機及窯中大齒圈故障次數較少，但難以處理，自高溫風機地腳螺絲及大齒圈對口螺栓斷裂以后，設備振動較大且一直在發展，后續還導致了大齒圈擋油環脫焊，雖已采取措施進行加固及特護，但仍未能根治，影響系統正常運轉。

從近年電氣故障看，變頻器故障報警出現的次數較多，2019年出現3次，主要集中在控制單元問題上，主要是功率單元或控制板積灰導致。此外，每年9月份左右，窯尾電收塵開始出現故障，電場相繼接地，2018年和2019年均出現過被迫停窯定檢的情況。

3 應對措施

3.1 大修采取措施

回轉窯的運轉率取決于其設備狀況，保證回轉窯的大修質量，是保證回轉窯穩定運行的前提[1]。針對停機故障點及隱患，在2020年一線窯大修過程中，制造一部采取了針對性措施，以消除故障隱患。

（1）在大修過程中落實維修責任，要求個人對自己維修的設備狀況負責并進行記錄，提高員工的重視程度，保證檢修質量。檢修過程中關注主機設備及隱患設備，針對近兩年出現過停窯事故的設備進行重點檢查，利用大修解決易發故障點，并吸取以往的經驗教訓，關注維修細節，嚴格按照相關數據要求安裝，避免出現檢修質量事故。

（2）針對喂料皮帶接頭開裂和皮帶被鐵板割裂導致停窯問題，采取環形皮帶代替之前的黏接皮帶，環形輸送帶帶芯接頭處強度可達到膠帶本體強度的90%，膠帶表面無明顯接頭缺陷，可有效防止皮帶接頭開裂。同時，加強喂料皮帶上游設備檢修質量，確保挖補、焊接質量，避免鐵板脫焊掉落割裂皮帶。2020年以來，一線窯喂料皮帶未出現故障。

（3）針對電收塵故障停窯事故，2020年大修時對窯頭窯尾電收塵進行了全面檢查，進入電場內部固定斷裂極絲、切除并更換腐爛極絲，調整電場框架，清理電場內部及拉鏈機積灰，擦洗所有瓷套、瓷轉軸、絕緣板，清洗窯頭窯尾共19臺整流變壓器瓷瓶;更換窯尾電收塵整流變壓器，杜絕漏油現象。更換電收塵直瓷套、振打瓷轉軸、絕緣板、阻尼電阻器等配件。大修后電收塵運轉良好，排放達標，全年未因電收塵故障導致停窯。

（4）針對檢修雜物落入喂煤秤，導致喂煤秤卡死，減速機三段齒輪軸及其低速軸配對齒輪崩齒的問題，確定了先檢修輸送鉸刀后檢修喂煤秤的檢修順序，避免鉸刀帶入雜物導致喂煤秤卡死。并在鉸刀處增加沉降室，規定檢修后煤磨開機時煤粉必須先運往沉降室方向，使雜物沉積，避免雜物落入喂煤秤。2020年一線窯頭、窯尾煤粉稱均運轉正常，未造成停窯事故。

（5）針對喂料分格輪因葉輪與殼體間隙不夠，熱膨脹后卡死導致的停窯事故，2020年大修吸取教訓，嚴格按照技術要求把控好葉輪與殼體的間隙，控制葉輪單側間隙在0.7～1.5 mm范圍內，并舉一反三，大修后喂料分格輪及窯系統其他分格輪均運轉正常。

（6）針對一線窯筒體開裂、變形的重大問題，大修時在公司領導和各位專家的支持下敲定解決技術方案，檢修過程中嚴格把關，按照技術要求更換了回轉窯2#墩往窯尾方向11 m、往窯頭方向4.95 m的筒體及2#墩輪帶處的2.2 m筒。并對筒體進行找正，以一、三擋兩輪帶處筒體中心的連線為基準軸線，調整二擋托輪，保證二擋輪帶筒體中心同軸度公差為φ4 mm，筒體的同軸度在大齒圈處為φ4 mm，窯頭及窯尾處為φ5 mm，其他部位為φ12 mm，使各輪帶處筒體中心位于同一幾何中心線上，其徑向圓跳動公差為1 mm，端面圓跳動公差為2 mm[3]。調整1#、2#、3#墩輪帶墊板間隙、側間隙，檢查、加焊擋環焊縫，增補脫落的擋鐵，最終解決該難題，大修后筒體與托輪、輪帶接觸良好，無變形開裂，輪帶墊板無脫落。

（7）為保證澆注料使用正常，大修時澆注料施工由工段職工專人負責監督，在錨固件焊接完畢后逐一進行檢查，確保焊接質量;澆注料施工時加水量嚴格遵守7%～10%用量，用膠桶定量添加，避免用水量過多;澆注料攪拌及振搗均要求充足的時間，以確保澆注料的澆注質量。大修后烘窯時嚴格遵守“慢升溫、不回頭”的原則，按照烘窯曲線規定的速度進行升溫，2020年大修后，一線窯各處澆注料使用正常，未出現質量事故。

（8）窯襯壽命取決于耐火磚及其砌筑質量[2]。為避免紅窯事故，工段管理人員加強耐火磚庫存管理，每年訂購耐火磚前都會對庫存的耐火材料進行盤點，結合庫存數量計算耐火材料采購數量。在大修時優先使用庫存的舊耐火磚，減少庫存耐火磚數量，通過前幾年的消耗，2020年大修時使用的基本都是新磚，只有部分鎂磚是2019年的舊磚，存放時間較短，并不影響使用。在使用舊磚前應認真細致地檢查，質量不合格的禁止使用，并進行合理安排，在關鍵部位使用新磚，溫度較低的部位用舊磚。此外，加強耐火材料施工管理，砌筑窯內耐火磚時安排經驗豐富的瓦工進行監督，并采取責任制以提高員工執行力，還要求全體操作員入窯檢查耐火磚砌筑質量，2020年大修砌磚過程中員工及時發現了兩塊反磚，避免了砌筑質量事故，大修后耐火磚使用正常。

（9）針對一線窯箱式喂料機鏈板斷裂停窯問題，通過技術人員攻關，將鏈板滾輪材質由高碳鉻軸承鋼GCr15改為40Cr合金鋼，滾套材質由40Cr合金鋼改為20CrMnTi滲碳鋼，同時將內外鏈板厚度由12 mm改為16 mm，設計銷軸多加1顆螺母;并且在檢修更換鏈條時，使用水平儀找正調整頭、尾輪水平、跨距、對角線等，達到兩鏈輪對頭、尾輪縱向中心線的對稱度公差為1 mm，頭、尾兩鏈輪平行度誤差不大于其間距的1/1 000，對角線誤差不超過2 mm，主動鏈輪和被動鏈輪齒的中心線重合，其偏移誤差不大于兩鏈輪中心距2/1 000。技術攻關之后，一線窯再無箱式喂料機故障導致的停窯事故。

（10）2020年利用大修機會，對全線電氣及自動化設備進行全面檢修，主要檢修項目包括以下4點：{1}清理開關站積灰，檢查母排螺栓并緊固，避免發熱隱患，提升絕緣性能;用防火泥封堵開關柜進出孔洞，防止小動物誤闖引起放炮事故。{2}檢查變電所高低壓配電及控制室，清理積灰并緊固母排及線頭;修復窯主機斷路器搖進搖出困難隱患;變電所進線增加電纜，解決夏季電纜發熱隱患。{3}改箱式喂料機抽屜柜為開關直接供電到現場，避免抽屜柜發熱、缺相引起設備故障。{4}檢查高壓變頻器并清理積灰、清洗絕緣子，清洗變壓器高低壓絕緣子，清洗、更換低壓電機軸承，檢查高壓電機電纜絕緣，使電機絕緣滿足運轉需要。

除上述大修項目外，其他檢修項目也加強管理、提前做好技術驗收方案，使得檢修質量得到了很大的提升。

3.2 日常管理維護

一線窯能持續運轉，除檢修質量的保障外，日常巡檢、維護也非常關鍵，及時發現故障隱患并處理，避免重大事故發生是窯系統正常運轉的前提之一，在日常維護方面，一部各專業主要做了以下工作。

（1）針對預熱器堵料事故，要求操作員加強操作，控制好煅燒溫度，避免因溫度過高出現燒結性堵塞;要求現場員工提高巡檢質量，加強對各級預熱器錐部、下料管等關鍵部位的檢查，并定期清理。此外，現場安裝攝像頭，監控C2、C3翻板閥工作情況，一旦發現翻板閥運轉不靈活，立即要求巡檢人員現場檢查處理;在易發生堵塞的C2筒下料管處安裝空氣炮，定期清吹物料;在C0筒外部打澆注料，避免磨穿，并加篷布防雨，有效避免了旋風筒堵料停窯事故。

（2）為保證電收塵工作正常，三大專業配合修復了窯尾沉降室回灰拉鏈機，并將拉鏈機的下料翻板閥改造為分格輪，提高鎖風效果，避免拉鏈機結料，使位于電收塵前的兩個沉降室能夠正常工作，有效減輕了電收塵負荷。日常生產中工藝專業控制尾氣排放溫度在95 ℃以上，避免溫度過低導致電場結露短路。在電收塵電場出現故障后，及時開啟電收塵加熱器，并不定期清理電收塵內部積灰，在不停窯進行處理的情況下使兩個短路的電場得以恢復正常工作。

（3）為避免熟料破碎機堵料導致停窯事故，一線窯工段要求操作員加強監控，在掉窯皮時及時通知巡檢工看守熟料破碎機下料口，直至大塊物料順利通過為止;同時要求巡檢工定期檢查熟料破碎機下料口并拍照，保證員工的執行力，使員工能夠及時發現下料口堵塞事故。在每次轉產中熱熟料時，由于熟料成分及煅燒因素的影響，窯內易產生料球，導致熟料破碎機下料口堵塞，因此提前在破碎機附近準備好處理破碎機堵料時需要使用的工具并檢查，保證工具完好充足，一出現事故就能立即使用，有效縮短了處理時間。每次處理破碎機堵料事故都要求管理人員現場指導，提高工作技巧，加快處理進度。2020年以來，一線窯熟料破碎機下料口累計堵塞7次，均及時發現和處理，均未造成停窯事故。

（4）加強主機設備巡檢，對發現的問題做好跟蹤處理。每班都定期檢查存在隱患的主機設備，對相關運行數據進行記錄跟蹤，發現問題及時組織處理，盡快排除故障。從每天記錄得到的數據可以分析出隱患的變化趨勢及器件的磨損程度，為隨后的檢修維護提供重要依據。

（5）優化供電線路繼電保護參數，讓保護裝置更準確及時地動作，避免個別線路故障影響到開關站整體供電安全。主要對外部線路柜進行動作參數跟蹤，在繼電保護上優化整定參數。此外，停用易發故障線路，每班都對開關站設備運行情況進行巡檢。2020年沒有出現因外部供電線路故障問題導致的停窯事故。

（6）針對性加強對高壓變頻器過濾網的清灰，并通過外部冷卻等方式設法降低變頻器運行環境溫度，2020年沒有因高壓變頻器問題引起的停窯。

（7）加強專業巡檢，機電專業每周巡檢2次以上，同時提高崗位巡檢質量，及時發現設備故障隱患，為及時搶修提供寶貴時間。三大專業加強溝通，實現高度融合，發現疑難問題共同處理，加快搶修配合速度，避免停窯事故發生。

（8）發現隱患及時在工作群內通報，然后由專業技術人員進行跟蹤處理，對能處理的隱患立刻處理，對不能處理的隱患做好特護措施和方案。2020年一線窯高溫風機軸承座基礎座地腳螺絲斷裂3次，機體振動大，嚴重威脅回轉窯正常運轉，之后加固基礎座，制訂高溫風機特護方案，要求每班測量2次以上振動值并在工作群內通報，依據振動情況及時調整操作，使高溫風機振動值得到控制。

（9）節假日前對重點設備進行全面檢查，同時要求定期檢查篦冷機、熟料輸送等故障率較高的設備，通過有計劃地檢查，提前做好處理故障的準備，能夠大幅提高處理設備故障的效率。在篦冷機定期檢查中，發現液壓缸銷子退出3次，篦冷機液壓缸斷裂1次，并迅速進行搶修，僅用30 min就完成更換液壓缸工作，避免了停窯事故。

（10）結合生產實際，不定期舉行各類培訓，提高員工巡檢及操作能力，并在公司內部發生事故時，組織召開事故分析會，并進行總結，吸取經驗教訓，學習應對措施。例如，2019年6月因雨天停窯導致窯筒體彎曲變形之后，部門、工段召集員工召開事故分析會，了解事故經過，分析事故原因，制定特護措施，并在后續一段時間內要求員工進行暴雨天氣停窯的應急演練，提高員工應對類似突發事故的能力，之后一線窯在雨天臨時停窯時，窯筒體未再出現變形現象。

（11）完善工段管理規定，制定出合理有效的巡檢路線，讓員工按既定路線及頻率進行巡檢，并通過將部分工作分配至班組及個人、建立獎懲制度等手段強化員工執行力，極大地提高員工的工作效率，使員工能夠及時發現設備隱患，爭取更多處理時間，避免了多次停窯事故。每月定期召開月度生產例會，總結生產情況，對存在的問題進行分析，統一操作思路，保證窯況穩定。

4 效果

2020年一線窯停窯5次，比2019年減少10次，排除疫情停窯時間，全年停機547.02 h，同比減少29.58 h，年度運轉率達到93.77%，順利完成全年生產任務。

5 結語

通過加強管理，對停窯因素采取針對性措施，2020年大修后，一線窯除因外部停電導致停窯2次外，全年無停窯事故，自2020年6月25日投料以后，連續運轉超過250 d，創造了公司回轉窯連續運行紀錄，這一成績在行業中屈指可數。

參 考 文 獻

[1]崔世謙.提高回轉窯運轉率的途徑[J].機械管理開發，2003（4）：40-41.

[2]趙琳.論提高回轉窯運轉率的必要性[J].遼寧建材，1996（4）：14-16.

[3]容永泰.提高回轉窯的運轉率（一）[J].中國建材裝備，1996（1）：11-14.