回轉(zhuǎn)窯電氣典型問(wèn)題探討

李漢都

（華潤(rùn)水泥（田陽(yáng)）有限公司 廣西田陽(yáng) 533600）

回轉(zhuǎn)窯電氣典型問(wèn)題探討

李漢都

（華潤(rùn)水泥（田陽(yáng)）有限公司 廣西田陽(yáng) 533600）

回轉(zhuǎn)窯的設(shè)備在生產(chǎn)工藝中起到重負(fù)啟動(dòng)的作用，其傳動(dòng)電氣系統(tǒng)分為多種類(lèi)型，選擇時(shí)除了滿(mǎn)足各種安裝和操作的相關(guān)要求外，還要求其有一定的強(qiáng)度，以保證每條工藝流程線能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)作，否則，對(duì)回轉(zhuǎn)窯的使用壽命有較大的影響。本文通過(guò)講述回轉(zhuǎn)窯電氣中存在的主要問(wèn)題，再對(duì)其原因進(jìn)行分析，最后給出相應(yīng)的措施及具體的處理情況。

回轉(zhuǎn)窯；電氣；故障

1 引言

目前，新型干法回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)主流都采用直流電機(jī)（單臺(tái)電機(jī)690kW 660V變頻器為DCS800 ABB整流變壓器容量1600kW）驅(qū)動(dòng)。由于回轉(zhuǎn)窯體本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和特殊性，不能只根據(jù)減速機(jī)、電機(jī)配置等原則來(lái)選擇、使用等。生產(chǎn)調(diào)試需要加強(qiáng)電氣自動(dòng)化程度、測(cè)試和試驗(yàn)調(diào)試等過(guò)程，由于電氣試驗(yàn)調(diào)試是對(duì)設(shè)備的使用有很大的影響，只有當(dāng)電氣試驗(yàn)調(diào)試達(dá)到合格時(shí)，才能給生產(chǎn)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

下面以某企業(yè)的5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)試驗(yàn)測(cè)試的過(guò)程為例，從調(diào)試過(guò)程中電氣自動(dòng)化程度存在的一些典型問(wèn)題和對(duì)相關(guān)問(wèn)題的分析和制定相應(yīng)的方案和解決措施。

2 回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)設(shè)備的類(lèi)別

回轉(zhuǎn)窯主要的組成是窯筒體、傳動(dòng)裝置、支撐裝置、窯尾密封裝置等?；剞D(zhuǎn)窯的類(lèi)型有兩種：①窯筒體臥置，可以作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的叫做回轉(zhuǎn)窯（旋窯）；②窯筒體立置，不轉(zhuǎn)動(dòng)的叫做立窯。按照加熱方式分類(lèi)，包括內(nèi)加熱及外加熱。內(nèi)加熱回轉(zhuǎn)窯的物料與火焰及煙氣直接接觸，能夠改變爐內(nèi)氧化或還原氣氛，筒體內(nèi)壁砌筑耐火磚，頭尾罩內(nèi)襯是耐磨程度高的澆注料。使用多檔支撐，筒體長(zhǎng)度可到72m，操作溫度高至1600℃。產(chǎn)量高，用于燃料為液化氣、天然氣、煤氣、煤等。外加熱回轉(zhuǎn)窯的物料與火焰及煙氣不是通過(guò)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(nèi)襯是耐火纖維，能節(jié)能也可以減少損耗。受加熱程度和材質(zhì)不同，通常，筒體長(zhǎng)度不大于5m，加熱溫度不大高100℃。產(chǎn)量比較低，適用加熱方式有：燃?xì)?、燃油、燃煤等?/p>

3 晶閘管燒壞的故障分析及處理

3.1 故障情況

回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行時(shí)，機(jī)器左上角的A相陰極和底部右側(cè)的B相陽(yáng)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(yùn)行。M1850A控制器的晶閘管為1230A，窯電流約是650A，晶閘管容易出現(xiàn)故障，供貨單位的專(zhuān)業(yè)者根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行排查，判斷外圍線路及電動(dòng)機(jī)的故障點(diǎn)的具體位置，找出直流裝置中存在的主要問(wèn)題，才能夠避免B相晶閘管再次出現(xiàn)故障。回轉(zhuǎn)窯大小和高度都需要檢查和考慮，同時(shí)加大控制并送往專(zhuān)業(yè)的公司進(jìn)行測(cè)試。由于單臺(tái)減速機(jī)、電機(jī)配置不合理會(huì)出現(xiàn)設(shè)施的類(lèi)型劣質(zhì)、成本提高、管理困難等不利情況，因此在對(duì)電機(jī)和變頻器考慮時(shí)，需要較大的過(guò)載能力才能順利啟動(dòng)，由于操作時(shí)功率較小，以免正常運(yùn)行時(shí)存在大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，能耗和一次性成本增大。

3.2 原因分析及處理情況

回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行時(shí)，晶閘管經(jīng)常出現(xiàn)故障，難以確定外圍線路及電動(dòng)機(jī)故障點(diǎn)的具體位置，只根據(jù)整流裝置本身的某些性質(zhì)，由于負(fù)載的跟隨性較差，電流發(fā)生變化幅度較大，導(dǎo)致機(jī)換向工作難以進(jìn)行。原因主要有以下四種情況：①電源、線路或電動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作，使得接地時(shí)將部分元件燒壞；②控制設(shè)施或部分元件自身的質(zhì)量較差；③設(shè)備選型不符合要求，整流器經(jīng)常滿(mǎn)載或過(guò)載工作，造成許多的元件失去工作狀態(tài)；④冷卻裝置容量太小，散熱量與發(fā)熱量供應(yīng)不足，部分元件因長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷工作而燒壞。一般情況下，出現(xiàn)前兩種情況較多，但仍需要通過(guò)專(zhuān)業(yè)公司的精確試驗(yàn)和嚴(yán)格的檢查，判斷這兩方面都沒(méi)有故障，第三種過(guò)載運(yùn)行情況可能不存在，第四種情況一般不會(huì)發(fā)生，也不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。同時(shí)，考慮回轉(zhuǎn)窯負(fù)載工作的情況，變頻器與恒轉(zhuǎn)矩型變頻器會(huì)經(jīng)常過(guò)載運(yùn)作，所以，電壓等級(jí)一般使用690V。

4 無(wú)觸發(fā)信號(hào)的故障處理

4.1 故障現(xiàn)象

回轉(zhuǎn)窯檢修后故障沒(méi)有及時(shí)排除，主電動(dòng)機(jī)電流變化比較大，炭刷打火影響大，按照常規(guī)考慮，出現(xiàn)這種故障現(xiàn)象可能是：換向器失靈、存在炭刷損壞或壓力過(guò)低、刷架位置不合理或炭刷受壓力能力低下。所以在啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)運(yùn)行功率難以達(dá)到額定功率的0.2倍，然后不斷增加，但達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)，其電機(jī)運(yùn)行功率仍無(wú)法達(dá)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(jī)的使用電流與變頻器的額定電流的影響不會(huì)太大。電機(jī)應(yīng)優(yōu)選高壓電機(jī)，且應(yīng)對(duì)其繞組進(jìn)行絕緣處理，其非驅(qū)動(dòng)需要組建絕緣的軸承部件。電機(jī)操作或運(yùn)行時(shí)輸出扭矩要求大于負(fù)載的2～3倍，但不等于是電機(jī)功率過(guò)載的2.5倍。實(shí)際上，回轉(zhuǎn)窯的電機(jī)額定功率不會(huì)一直維持在額定功率。

4.2 原因分析及處理情況

根據(jù)上述幾個(gè)方面進(jìn)行核對(duì)和檢查，針對(duì)主要的問(wèn)題，進(jìn)行短暫停機(jī)等處理。變壓器的類(lèi)型選擇和變壓器到變頻器的聯(lián)系以及工作原理等都需要考慮，絕對(duì)不能按電機(jī)扭矩過(guò)載操作，開(kāi)機(jī)后觀察并記錄交流輸入側(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)比C相電流，是否高于A、B相，接著再次停機(jī)，對(duì)控制器進(jìn)行排查，分析C相陰極晶閘管的線路接觸情況，做出相應(yīng)的處理后操作，直到故障解除。窯電機(jī)工作負(fù)載是指扭矩過(guò)載而電流和電壓沒(méi)有超出相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，即從變壓器到變頻器的部件運(yùn)行不能過(guò)載工作，而變頻器的逆變時(shí)不能出現(xiàn)電流過(guò)大等情況。變頻器輸出的工作電流的選擇，需要根據(jù)電機(jī)電流過(guò)載的實(shí)際情況來(lái)合理地選擇相應(yīng)的類(lèi)型。

在相橋式全控電路的安裝和操作中出現(xiàn)故障由于，在相同的電流周波，可能是另編碼器的設(shè)施安裝發(fā)生偏差，在室外平臺(tái)上，有部分的無(wú)整流電流會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的電流波動(dòng)，不足之處是在動(dòng)態(tài)過(guò)程中難以對(duì)相應(yīng)的矩來(lái)調(diào)整。相關(guān)位置的晶閘管出現(xiàn)故障，需要控制器的供貨單位專(zhuān)業(yè)者根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行排查，判斷外圍線路及電動(dòng)機(jī)的故障點(diǎn)，同時(shí)確定實(shí)際的位置，處理整流裝置本身存在相關(guān)問(wèn)題。盡管有感抗進(jìn)行平波，電流發(fā)生變化幅度較大，導(dǎo)致機(jī)換向工作難以進(jìn)行。主機(jī)加減速過(guò)程中一般進(jìn)行負(fù)載工作，由于重負(fù)荷及振動(dòng)等因素影響較大，容易造成設(shè)備的損壞。

5 控制器電源故障引起的異常情況

5.1 故障現(xiàn)象

回轉(zhuǎn)窯中發(fā)生事故，通常在控制柜操作時(shí)出現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯坍塌等現(xiàn)象，而跳停后控制器面板沒(méi)有呈現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，控制器故障也沒(méi)有給出有效的數(shù)據(jù)及事故原因，工作人員檢查時(shí)可能全部顯示正常，且再次重啟也顯示正常。窯電機(jī)過(guò)載是指扭矩太大，而功率沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)太的變化，從變壓器到變頻器的相關(guān)部件，沒(méi)有發(fā)生過(guò)載，而變頻器的主要部件需要考慮電流的過(guò)載的影響，變頻器輸出較小的電流時(shí)選擇相應(yīng)的電機(jī)和電流過(guò)載等情況。直流傳動(dòng)是電流較小的設(shè)施和裝置，因此直流窯電機(jī)的電流一般不會(huì)很大。扭矩過(guò)載也就是變壓器的輸出電流出現(xiàn)過(guò)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(shí)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(fā)生事故時(shí)，繼電器會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整，使得驅(qū)動(dòng)繼電器斷開(kāi)電源，就避免窯中發(fā)生事故。由于繼電器KA3接點(diǎn)接觸或抖動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)斷電，使用新的繼電器，將其輸出截?cái)噙M(jìn)行雙接點(diǎn)連接，結(jié)果故障點(diǎn)不變，那么故障點(diǎn)發(fā)生在勵(lì)磁控制器或主控制器。進(jìn)一步確定故障點(diǎn)，對(duì)線路進(jìn)行檢測(cè)和排除，是否出現(xiàn)監(jiān)控事故，回轉(zhuǎn)窯的主要部件控制管理和控制器的調(diào)速操作確保不出現(xiàn)問(wèn)題，使得回轉(zhuǎn)窯中無(wú)法啟動(dòng)，由于電動(dòng)機(jī)重載啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的電流，在高電流影響下，當(dāng)控制器電源板出現(xiàn)故障，給主板提供的額定電壓會(huì)大大降低，會(huì)使得控制器無(wú)法進(jìn)行工作。利用勵(lì)磁控制器的常開(kāi)接點(diǎn)來(lái)調(diào)整中間繼電器，如果出現(xiàn)抖動(dòng)故障，利用開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化功能，保證安全和及時(shí)地?cái)嚅_(kāi)電源。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述的分析和探究，智能化設(shè)備的管理為工作人員檢查故障時(shí)帶來(lái)許多的幫助，但它不是萬(wàn)能的，也不是高準(zhǔn)確的，當(dāng)排查故障遇到困難時(shí)，需要做出相應(yīng)的措施，根據(jù)設(shè)計(jì)者研究的相關(guān)故障進(jìn)行排查，而排除該故障的關(guān)鍵性，盡量避免簡(jiǎn)易出現(xiàn)疏漏或誤判和延誤事故的檢測(cè)，否則，對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)不便?；剞D(zhuǎn)窯電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇不僅需要符合工藝的生產(chǎn)要求，同時(shí)需要考慮其安全性，以及經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題。

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[3]曹漢紅.變頻節(jié)能技術(shù)在水泥生產(chǎn)線的應(yīng)用[J].水泥技術(shù)，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(zhuān)，主要從事水泥回轉(zhuǎn)窯電氣維護(hù)與設(shè)計(jì)管理工作。