回轉窯大齒圈及小齒輪軸密封改造
2021-02-18王學忠 李寶樹 尚亞寧 楊小強
(甘肅成縣祁連山水泥有限公司)
前言
某公司現有兩條水泥熟料生產線,生產規模分別為3000t/d和5000t/d,回轉窯規格分別為ф4.3m×62m和ф4.8m×72m,傳動裝置長期存在小齒輪軸端潤滑油跑冒滴漏、大齒輪密封罩滲油現象,存在火災等事故隱患,現場環境衛生差,油品消耗量高,潤滑成本居高不下,嚴重影響窯的穩定可靠運行。
01 原因分析
(1)為實現回轉窯窯內物料從窯尾方向向窯頭快速運動,在水泥工藝布置上,回轉窯一般與零平面的斜度在3%~4%之間,傳動裝置也相應傾斜布置,該公司兩臺回轉窯安裝均采用3.5%的斜度。小齒輪軸端密封采用石棉盤根壓緊,在運行中,石棉盤根受回轉窯窯體高溫輻射熱傳導,導致硬化失效,密封效果差。
(2)原設計在齒輪箱中安裝有鼠籠式帶油輪,帶油輪依靠小齒輪撥動被動運行來完成大小齒輪潤滑。投運初期,帶油輪故障頻繁,回轉窯在高溫熱態下停機檢修,維護時間長,窯筒體彎曲變形的現象時有發生,存在著重大設備事故隱患。將帶油輪拆除,改為直接浸油潤滑,潤滑油液面保持淹沒小齒根部為宜,運行時,大量潤滑油被大小齒輪帶起,大部分潤滑油滴落于小齒輪及軸上回到齒輪箱,少量潤滑油則越過擋油環從低端順軸溢出。
(3)安裝在小齒輪兩側的擋油環,結構不合理,在油量較大時,擋油作用不明顯,功能存在缺陷,軸端漏油僅靠石墨盤根密封,效果不好(圖1)。
圖1 改造前示意圖
(4)大齒圈滲油的主要原因是:在運行時,潤滑油從小齒輪傳遞到大齒輪上,由于潤滑油量較大,粘度偏高,部分潤滑油滯留時間長,隨窯體運行被大齒輪帶起,滴落于大齒輪罩殼體內,自然流回到油箱,少量潤滑油從密封罩與齒輪密封間隙滲出,造成漏油。
02 解決方案
(1)以5000t/d熟料生產線回轉窯大小齒輪密封為改造對象,研究對策,解決運行過程中出現的大小齒輪潤滑油滲漏,重點關注小齒輪低端潤滑油順軸溢出的情況,改進密封形式加以解決。
(2)積極與設備制造商溝通,主動識別軸端漏油是否為普遍現象,是否有解決該問題Z有效的方法。
(3)借助網絡、媒體收集技術文獻,整理相關資料,借鑒該部位改造效果Z佳案列,優化設計。
(4)5000t/d熟料生產線回轉窯大小齒輪密封裝置改造效果驗證后,再對3000t/d回轉窯進行改造。
03 改進措施
根據以上解決方案,經技術論證,Z終決定將軸端密封改為迷宮式擋油圈+石棉盤根壓緊密封形式,改變原擋油圈尺寸和形狀,使其與齒輪罩形成曲路迷宮結構,有效防止滲漏(如圖2所示)。同時使用適宜粘度的潤滑油,加強維護,杜絕大齒圈與密封罩滲油。
圖2 改造后示意圖
04 改進效果
2017年1月,對5000t/d水泥窯小齒輪軸密封按照以上方案進行了改造,對大齒輪密封進行了維護,并將潤滑油更換為福斯GT10潤滑油,增大了潤滑油的流動度。實踐證明,改進后的5000t/d水泥窯齒輪軸密封裝置,徹底解決了軸端密封效果差、漏油嚴重的問題,潤滑油消耗從年使用量1800kg下降到630kg,潤滑成本大幅降低。同時有效避免了因潤滑油滲漏不能及時補充,齒輪缺油造成的齒面損傷的問題,保證了齒輪可靠潤滑。根據5000t/d水泥窯齒輪軸端密封改造效果,隨后又對3000t/d齒輪密封進行了改造,投產以來齒輪密封不佳的問題得以徹底解決,極大改善了現場環境,提高了回轉窯的運行可靠率。
來源:《水泥技術》2019年第6期