简述回转窑运转主电机电流高的原因分析与对策
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摘 要：本文采用系统方法分析回转窑主电机电流高的原因，排查硬件线路，电气元件未见异常，发现辅助电机电流升高30%，排查机械传动结构发现液压压强增大，比正常工作压力增加了近三分之一，且回转窑转动过程中扭矩过大。继续确认发现窑皮变化引发电流升高。从燃烧器系统操作、进厂原煤的控制、煤磨系统的操作等几方面采取相应的措施，最终使窑系统得以稳定运行。
关键词：故障 主电机 电流
中图分类号：TQ172 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（a）-0075-03
回轉窑系统的主电机电流是反映系统运行状况的核心参数，通过对主电机电流的监测可以了解窑内的焙烧程度以及电机的运转状况。往往是因为回转窑设备硬件故障问题导致电流升高，包括窑体变形、宫型密封机构被粉料堵死，导致窑头窑尾密封结构与筒体相互摩擦，电机负载变化;托、挡轮轴承损坏导致窑子负载上升;窑体严重变形转动时有偏心现象，这些都会体现到主电机电流周期性变化;甚至是轮带与筒体之间间隙过大，出现窑体转动轮带不动且相互摩擦的现象等等。还有窑内炉料多、窑内结圈、窑口结渣不均匀，甚至是炉料发黏翻动效果差都会引起的主电机电流异常。总的来说，引起回转窑系统主电机电流异常的因素比较多，有设备、电气、工艺等诸多方面。
本回转窑项目系统加热器采用五级系列，分解炉选用TDF炉，目前回转窑整个系统运行基本正常，常见故障主要为回转窑系统主电机电流高的问题，故障导致窑系统跳停的事故，现就对引起主电机电流增高异常的原因进行分析。
1 故障现象
本项目回转窑由筒体、轮带、传动装置、密封装置、冷却装置组成，筒体内设置有挡砖圈，挡砖圈内砌有耐火砖;回转窑窑内还装有下料舌头，其他回转窑型也设有下料装置。
筒体上设有人孔门，加装加固圈，用来增加窑体的强度，窑的热端连接看火罩，窑头设有煤粉燃烧装置，冷端与烟室相接。我公司回转窑主电机功率是350kW的电机，电机额定电流825A，实际电机的正常运行电流在550A左右，正常波动范围约为100A。在工作过程中主电机的电流缓慢上升，电流升到正常值的过程对系统没有影响。当超过正常值后会引起熟料的游离钙数量超标，随着时间的继续，主电机电流逐步升高时，系统的烟室温度逐步上升。导制生料分解率无法控制。还会引起堵塞预热器系统，窑内超标准的胚料成品。当主电机电流升高到一定值时（超过额定电流10%），主电机过电流保护停止工作，产线停止运行。
2 故障排查
2.1 电气方面排查
元器件排查：控制柜、电机、检测仪表未发现异常。
线路排查：主电机的线路等电力拖动系统线路进行了详细的检查，未发现异常。
信号排查：对窑系统的慢传电机进行了电流监视，发现慢传电机工作时电流在42A左右，比正常的32A电流高出了10A。确定异常信息。
2.2 机械传动方面排查
回转窑电机电流异常情况发生时，托轮轮带与托轮接触面约为40%，而正常情况接触面应为50%，因接触面积减少导制托轮所受压力变大，拖轮八字形状严重，引发回转窑在上下行过程中液压挡轮承受压力过大。窑系统液压档轮的正常压力为5MPa，故障时检测压强为在7MPa，高出正常值2MPa。同时发现窑系统转动过程中力矩增大，是因为中档的轮带垫板脱落，引起有些垫板相互卡死，形成窑系统运行异常。于是着手修复垫板，恢复回转窑主电机运行。运行一段时间后故障再次发生。由此得出主要问题并不是因垫板卡住引起。
2.3 通过监控系统排查
本回转窑系统设有筒体扫描系统，可以监控筒体状态。筒体扫描仪器显示系统的主窑皮较薄，并不存在结圈现象。实际工作中操作人员反馈主窑皮的温度高，最高时会高出正常温度20%。必须通过重新设定风量才能控制温度。再详细对窑皮进行检查，发现副窑皮相对较厚，主窑皮薄，在回转窑系统慢传电机启动转动的过程中会发现主窑皮频繁脱落。
3 原因分析
焙烧温度不稳定的问题。尾窑温度高和预热器堵塞的现象，说明系统内混合气体比例不正常，煤粉并没有充分燃烧，这是导制窑内副窑皮增厚、预热器堵塞的原因。
当完成在冷窑更换中档垫板，恢复运行初期窑系统主电机电流正常（未超过额定值），是因为经过冷窑后整体温度较低。但随即工作一段时间后主电机温度温升加快，是因为在初期运行系统温度升高较快，引发副窑皮脱落较多，导制主电机运行负荷增大，电流再次升高。
分析原料情况，原煤的灰分正常为12.8%，现在为20.1%，这样就会降低发热量。原煤的水分正常为7.5%，现在为11.2%，一系列原因引起燃烧不充分。这样使窑体内温度不达标，引起主窑皮变长，附着力弱脱，落落频繁。
4 预防措施
降低原料供给，减料运行。减少窑内物料的填充率，原来每小时200t，每小时减少10t，这样就会增大煤粉的燃烧空间，优化窑内的颗粒和空气混合比例，让煤粉充分燃烧。同时，减少窑头煤的供给量，防止在进口处堆叠，这样会让燃烧更加充分。确定原煤的灰分、水分指标范围，严选原煤，淘汰防止水分高的原煤，在施工工艺上严禁向原煤堆喷水，保证原料合格。增大系统的三次风阀门的排风量，把排风量从原来的35%开大到55%，平衡用风量。
增大燃烧器的内风量，风量从原来的35%增至85%，风和煤粉混合更充分，也提高了烧成带的火力强度。把热风温度从260℃提高至310℃;预热温度升高，保证原料的基础温度，有利于后续的焙烧工艺。主电机的轴承润滑也需要保证，定期检查润滑站工作状态，润滑泵的压力状态。保证主电机的轴承得到正常的润滑。制定维护保养手册，把燃烧器的清理工作列为日常项目，避免其表面结焦，导制温度不均匀。相关的硬件维护也列入点检范围。
经过以上的措施，产品的质量提高，窑系统开始恢复稳定。主电机工作时电流波动降低。检查窑体，副窑皮逐步变薄，主窑皮逐渐增厚，以上信息用筒体扫描仪得到确认。同时确认筒体扫描仪工作正常。产品大小不稳定以及堵塞预热器的情况消失。
影响回转窑主电机运行电流的原因是多方面的，只有综合分析判断，各专业共同努力，从多方面查找原因才能解决问题，因此，回转窑系统的综合管理工作是稳定系统运行的重点。
经过考察分析已经着手建立回转窑相关故障手册及解决方案。为以后回转窑的定期点检及故障修复提供依据。
参考文献
[1] 王志新.电机控制技术[M].北京：机械工业出版社，2010，11（1）：100-120.
[2] 马志敏.电机与控制[M].北京：北京大学出版社，2017.
[3] 许翏.电机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2014.
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