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淺談輥壓機進料裝置的改造

2020-06-03
李銀軍
(中國葛洲壩集團水泥有限公司)
  輥壓機采用垂直管道進料,屬于流動性料床。物料循環擠壓處理過程中,雙輥邊緣物料不易受限、易產生側漏。在輥壓機推廣應用初期,由于使用斜插板控制人機物料量,料床受限程度較差,進料比例調控不夠靈敏。某公司水泥聯合粉磨系統(輥壓機+雙倉球磨機)輥壓機喂料系統改造前采用的就是這種斜插板來控制下料流量。
  自投產以來,此下料裝置暴露出很多不足:調節不便、功能單一、調節性能不穩定。為了進一步降低系統能耗,某公司利用杠桿鉸鏈式中心進料雙調節進料裝置對原進料裝置進行替換,收到較為滿意的效果。本文對此次改造進行總結,以資參考。
  1 改造前下料裝置存在的問題
  改造前,該公司輥壓機喂料系統通過電動調節斜擋板來控制下料流量。自投產以來,此下料裝置暴露出很多不足。
 ?。?)輥壓機震動、跳停頻繁。據統計,改造前公司全年因輥壓機系統故障導致粉磨系統非計劃停機率達到42%。
 ?。?)輥壓機系統經常塌倉、沖料,冒灰嚴重。
 ?。?)螺桿進灰、受力變形,更有甚者螺桿卡死甚至斷裂現象。很多時候現場都無法調整,最后只能通過棒閘閥來調整(手動喂料),電動控制下料開度未發揮實際作用。
 ?。?)輥壓機端面漏料嚴重,輥子端面磨損嚴重,提升機負荷過大且常有被壓死現象。
 ?。?)喂料不穩導致輥壓機液壓系統受沖擊嚴重,閥件損壞過于頻繁。
 ?。?)輥壓機動定輥電流波動大,動輥波動36-45A,定輥波動范圍36-44A。為了保證輥壓機系統的穩定性,臺時產量只能維持在190-205t/h之間。
  2 改造措施
  2.1杠桿鉸鏈式中心進料雙調節進料裝置
  該進料裝置(見圖1)由電動調節裝置、導料板、杠桿、螺桿等零部件構成。采用蝸輪蝸桿傳動原理,在電機的驅動下,螺桿旋進旋出一定的長度,力傳遞給連接擋板與螺桿的杠桿,杠桿在支點處擺動適應的角度,實現擋料板的開度變化。擋料板的角度通過在減速機一端的高精度角度傳感器傳輸到DCS,中控室結合倉重變化、輥壓機電流和壓力變化來調節擋料板開度,實現喂料量的控制。
圖1 輥壓機杠桿雙進料裝置
  2.2延伸下料板、加裝弧形擋板
  輥壓機主要依靠兩個水平安裝且同步相向旋轉的擠壓輥進行高壓料層粉碎。被封閉的物料層在被迫向下移動的過程中所受擠壓力逐漸增至足夠大,直至被粉碎且被擠壓成密實料餅從機下排出。這種料餅的機械強度很低,手捻即碎。料餅中含有大量的細粉,其中小于90μm的成品細小顆粒約占20%~30%,粗顆粒的內部結構已被破壞,產生許多微裂紋,易磨性好。也就是說,在擠壓過的料餅中小于2mm的物料顆粒約占60%~70%,而且又有許多微裂紋。
  輥壓機從外形上看與輥式破碎機比較類似,都有兩個相向旋轉的輥子,在外界推力的作用下,把被作用的物料”破碎”,但二者工作原理卻截然不同。
  輥壓機工作原理簡單概括就是:高壓料層粉碎。與破碎機相比這就是:
 ?。?)由液壓系統提供的擠壓力達到幾百噸甚至上千噸,即壓力高。
 ?。?)不是單顆粒粉碎,而是物料之間在封閉空間內相互擠壓形成高壓料層粉碎。高壓料床的粉碎的實現,要求強制喂料,物料必須充滿輥縫形成料柱,達到飽和喂料狀態,形成密實的層壓粉碎區;如顆粒之間有自由空間,則達不到飽和喂料,形不成料床。因此,如何確保形成料柱的封閉空間或如何防止輥壓機運行過程中的側漏是確保輥壓機穩定運行的關鍵。
  為了進一步減小側漏空間,確保輥壓機運行過程中形成穩定的料柱,我們將進料裝置下端耐磨板由原來的梯形改造成了兩邊對稱弧形。改造前后對比見圖2。
圖2 延伸下料板加裝弧形擋板的改造
  3 改造效果
  進料裝置改進后,提高了混合材在輥壓機系統預粉磨的穩定性,水泥粉磨系統臺時產量提升到215—223t/h之間,具體表現為:
 ?。?)相對于原進料裝置,控制可靠。改造后,不僅提高了產量,且輥壓機動輥、定輥電流基本穩定在37~42A之間,穩定性較好。
 ?。?)有效減少側漏。因進料裝置增加了輥壓機下料管延伸板,避免了之前使用的進料裝置存在的輥子端面磨損,造成側擋板與輥子端面無法調整到最佳位置等問題,進一步減小了端面漏料、側擋板磨損過快、提升機的負荷波動大等問題。全年未出現因輥壓機側漏引起的循環提升機壓死等現象,側擋板使用周期延長至1年。
 ?。?)控制靈活,操作簡便。中控操作人員能實時根據工藝系統的變化來靈活控制輥壓機的喂料量,操作更簡便、快捷。
 ?。?)中心進料,減少輥面磨損。因單進料的工作原理是物料落在定輥上,再由輥子運動產生的圓周力把物料帶人拉入角,再進行破碎,且在此過程中輥壓機對物料的粒度非常敏感,如果進料開度調整不好,就很容易導致輥壓機因電流差及輥縫、壓力差跳停。而杠桿式中心進料雙調節裝置則是通過雙流量調節板進行對物料通過量的調整,來控制進入輥壓機物料的多少,且其進料方式是直接進入輥壓機的兩輥之間,此喂料方式屬于過飽和喂料,這樣就降低了輥壓機對喂料粒度的敏感性,且相對于原裝置減少了靠輥子圓周力把物料帶入拉入角的環節,因物料粒度過大引起的跳動打滑現象不再出現,從而減少了相對大顆粒物料在輥壓機里的停留時間,減小了輥面磨損。
 ?。?)有效防止螺桿卡死問題。螺桿采用外置式,密封采用彈性鋼片式密封,從而保證了螺桿不會因防塵布的損壞而進灰卡死或損壞螺桿,解決輥壓機進料裝置因螺桿卡死不能調整問題。
 ?。?)中心鉸鏈式連接,緩沖物料沖擊。進料裝置采用承力軸對整個流量調節板進行最大限度地支撐保護,傳動機構與調節板間采用中心鉸鏈式連接。因此,當調節板受到物料的沖擊后,絕大部分的力將由支撐轉軸消化掉,不會出現像原來進料裝置一樣因受物料的沖擊導致螺桿變形,出現無法調節或螺桿斷裂的現象。
 ?。?)進料裝置控制更精確,可視化。進料裝置采用雙顯示高精度角度變送器,相比目前使用的大部分進料裝置而言,控制更精準,且在變送器本體上就能看到開度顯示,從而使電氣調試人員對整個線路電流信號的衰減能作出快速的判斷和處理。而且此變送器和減速電機是安裝在一起的,調節更為便利。
 ?。?)進料裝置內部結構、下料板、弧形擋板等均為銷軸或螺栓連接,更換方便。
 ?。?)進料裝置改造后,以前輥壓機系統經常塌倉、沖料、冒灰現象基本沒有再出現過,輥壓機振動、閥件的故障率以及跳?,F象大大降低,為系統的穩定運行創造了先決條件。
  4 結束語
  該系統更換杠桿鉸鏈式中心進料雙調節進料裝置,延伸下料板、加裝弧形擋板后,輥壓機系統實現穩定運轉,在產量不變的情況下噸水泥平均電耗從32.13kWh降至28.03kWh,年備件成本從5.5萬元降至0.8萬元,每年多創造效益200余萬元。

 來源:《新世紀水泥導報》2018年02期