蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝方式的概述

吳小云，孟慶華

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

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蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝方式的概述

吳小云，孟慶華

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

主要針對(duì)蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝方式進(jìn)行研究分析，結(jié)合實(shí)際工作中存在的問題，對(duì)比各種墊鐵安裝方式的特點(diǎn)，以便在煅燒爐的制作和檢修中不斷的加以改進(jìn)，更好滿足設(shè)備的運(yùn)行。

蒸汽煅燒爐；滾圈；墊鐵；安裝

在純堿行業(yè)中，煅燒爐是工藝系統(tǒng)中非常重要的核心設(shè)備之一，目前國內(nèi)外使用的多為回轉(zhuǎn)類臥式蒸汽煅燒爐，而滾圈是這種類型煅燒爐以及類似的大型回轉(zhuǎn)類設(shè)備的非常重要的零部件，其結(jié)構(gòu)主要有實(shí)心矩形滾圈和空心箱式滾圈。空心箱式滾圈負(fù)荷低，耐沖擊性差，使用壽命短，在目前國內(nèi)煅燒爐的制作中很少采用，它的主要聯(lián)接為鉚固式的固定方式。后期的煅燒爐滾圈多采用實(shí)心矩形滾圈，耐沖擊性強(qiáng)，價(jià)格昂貴，使用壽命一般在20年以上。傳統(tǒng)檢修中滾圈更換不多，近10年左右，國內(nèi)前期建設(shè)投用的煅燒爐大多進(jìn)行了滾圈的更換，后新增的煅燒爐在滾圈的安裝上進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新。常見的實(shí)心矩形滾圈的安裝主要采用的是松套式的安裝方式，就是在滾圈和爐體之間直接加裝支座和墊板，通過各種緊固措施，使得滾圈和爐體能夠形成一體，以滿足滾圈和煅燒爐在一定的載荷下安全工作；所以研究滾圈的安裝方式，主要就是研究分析墊鐵的安裝方式。本文主要針對(duì)普遍使用的實(shí)心矩形滾圈所采用的松套式的各種安裝方式進(jìn)行研究，并將存在的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)進(jìn)行整理，希望能夠?qū)褵隣t的制作和維修起到一定的幫助。

實(shí)心矩形滾圈在安裝后與煅燒爐爐體之間存在微小的間隙，生產(chǎn)時(shí)，爐體受熱膨脹，爐體通過墊鐵與滾圈密切接觸，形成了一個(gè)沿圓周受均布載荷的胎環(huán)，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。下面對(duì)各種墊鐵的安裝方式及存在的特點(diǎn)進(jìn)行分別論述。

1 雙楔鐵安裝方式

1.1 雙楔鐵安裝結(jié)構(gòu)的分析

我廠1986年建設(shè)投用的三臺(tái)輕灰蒸汽煅燒爐滾圈墊鐵安裝就是采用的這種方式，滾圈截面為標(biāo)準(zhǔn)的矩形，內(nèi)外徑尺寸相同，主要由大墊鐵、小墊鐵、定位塊以及擋鐵組成。大小墊鐵的配合方式前期進(jìn)行了簡單的調(diào)整，但是總體結(jié)構(gòu)方式?jīng)]有變化。

圖1 墊板安裝位置示意圖

圖2 定位墊板與楔形墊板安裝位置示意圖

安裝過程：將爐體均分劃線，先鋪設(shè)定位擋塊和大墊板，采用焊接的方式固定在爐體上，將滾圈吊裝至標(biāo)準(zhǔn)位置，此時(shí)將小墊鐵塞入大墊板與爐體之間的間隙內(nèi)，并不斷向內(nèi)部打緊。在打入一定的程度后，將煅燒爐的爐體從托板上放下至托輪上，通過慢盤，繼續(xù)對(duì)小墊鐵進(jìn)行緊固敲擊，此時(shí)需要同時(shí)進(jìn)行打表找正，保證爐體和滾圈在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中徑向跳動(dòng)量和軸向跳動(dòng)量均控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，使得爐體和滾圈同軸心并最接近于標(biāo)準(zhǔn)圓，這樣在生產(chǎn)運(yùn)行中，爐體才會(huì)穩(wěn)定，減少跳動(dòng)。小墊鐵應(yīng)盡可能打緊，小墊鐵外口焊接處理。打緊后立即在滾圈的兩側(cè)進(jìn)行焊接擋鐵，實(shí)際運(yùn)行中，擋鐵并不能真正意義上將滾圈擋住，更多的是起到信號(hào)的作用，便于觀察滾圈是否位移。

1.2 雙楔鐵安裝方式的特點(diǎn)

通過30年的運(yùn)行，這種安裝方式存在以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡單，定位明確，安裝方便，便于日常巡檢維護(hù)。

2)小楔形墊鐵安裝時(shí)由于外力敲擊，很難保證楔形墊鐵(后文簡稱為“楔鐵”)的楔入量均等，導(dǎo)致爐體與滾圈不同心，如果不同心量偏差太大會(huì)造成運(yùn)行時(shí)煅燒爐產(chǎn)生異常的跳動(dòng)。

3)滾圈兩側(cè)僅用擋鐵固定，前面已經(jīng)說明，這種擋鐵僅能起到信號(hào)的作用，并不能起到真正意義上的擋鐵的作用，所以滾圈在煅燒爐軸心方向沒有多少固定和約束，長時(shí)間運(yùn)行和開停爐的影響，加上煅燒爐上下竄動(dòng)，而且爐體的安裝時(shí)必須存在一定的斜度，多種因素下，滾圈受到軸向力比較大，此時(shí)很容易發(fā)生滾圈與楔形墊鐵軸向相對(duì)位移。

4)雙層楔形墊鐵的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行中會(huì)在楔鐵之間容易產(chǎn)生相對(duì)位移。

5)煅燒爐運(yùn)行時(shí)滾圈與托輪接觸產(chǎn)生沖擊載荷，滾圈和爐體也在不斷的發(fā)生變形，總體是呈扁圓狀，在這種情況下，滾圈和墊鐵有一定量的間隙，這種間隙對(duì)滾圈和墊鐵都會(huì)造成很大的影響。滾圈與托輪直接依靠接觸面的摩擦進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在上述問題的影響下，滾圈與爐體轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，產(chǎn)生周向的相對(duì)位移，導(dǎo)致滾圈與楔形墊鐵摩擦嚴(yán)重，出現(xiàn)周向相對(duì)位移時(shí)需要及時(shí)將楔鐵進(jìn)行打緊，避免問題的擴(kuò)大化。這個(gè)現(xiàn)象是該種安裝方式出現(xiàn)的最為常見的故障。

6)滾圈截面為矩形，內(nèi)徑尺寸相同，加工簡單。

圖3 周向相對(duì)位移摩擦導(dǎo)致楔形墊鐵損壞

2 雙楔鐵螺栓緊固的安裝方式

2.1 雙楔鐵螺栓緊固的安裝結(jié)構(gòu)分析

圖4 雙楔鐵螺栓緊固的安裝結(jié)構(gòu)

這種安裝方式與第一種安裝方式基本相同，主要的區(qū)別就是增加了緊固調(diào)整螺栓。上一種安裝方式小墊鐵在裝配到位后采用焊接固定，這種方式有所改進(jìn)，小墊鐵沒有焊接固定，而是在爐體上先焊接一個(gè)楔形墊鐵底座，上面鋪設(shè)焊接楔形墊鐵一，楔形墊鐵二鋪設(shè)在它的上面，墊鐵的兩側(cè)要焊接擋塊，防止楔鐵發(fā)生較大的周向位移。

2.2 雙楔鐵螺栓緊固安裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1)這種安裝方式適合應(yīng)用到筒體直徑較小的回轉(zhuǎn)類設(shè)備上。

2)結(jié)構(gòu)簡單，便于日常巡檢觀察，調(diào)整方便。

3)與上一種安裝方式一樣，沿著軸心方向的位移不好控制。

4)單個(gè)楔形墊鐵更換沒有上一種方便，需將滾圈移位。

5)滾圈內(nèi)徑一定，無變徑，加工簡單。

3 單楔鐵對(duì)穿螺栓緊固安裝方式

3.1 單楔鐵對(duì)穿螺栓緊固的安裝結(jié)構(gòu)分析

圖5 單楔鐵對(duì)穿螺栓緊固的安裝結(jié)構(gòu)

圖6 定位墊板與楔形墊板安裝位置示意圖

相對(duì)于雙楔鐵的安裝方式，單楔鐵的安裝方式有著很大的進(jìn)步，通常情況下，這種安裝方式楔鐵不是和爐體直接接觸，而是安裝在固定的滾圈支座上。我廠前期φ3200×20000重灰蒸汽煅燒爐滾圈采用的就是這種安裝方式，在2015年進(jìn)行重灰爐更新過程中，特別對(duì)這種安裝方式進(jìn)行了觀察，經(jīng)過了30年的運(yùn)行，楔形墊鐵與滾圈接觸較好，楔鐵與滾圈之間相對(duì)位移量較??；這種安裝方式還消除了滾圈沿著煅燒爐爐體軸心方向的移動(dòng)問題。

安裝過程：在滾圈支座上劃線，先焊接定位擋鐵，滾圈移動(dòng)到相對(duì)應(yīng)的位置，滾圈兩側(cè)插入楔鐵，同時(shí)將對(duì)穿調(diào)整緊固螺栓裝配到位，然后調(diào)整緊固螺栓，楔形墊鐵相對(duì)位移，隨著楔入量的增加，滾圈和楔鐵之間的配合逐漸緊密，同時(shí)進(jìn)行打表找正，當(dāng)以上工作達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，安裝定位螺栓，每塊楔形墊鐵上有兩個(gè)定位螺栓，采用配鉆的方式，在滾圈支座上鉆孔，然后將定位螺栓安裝緊固。

3.2 單楔鐵對(duì)穿螺栓安裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1)能夠保證楔形墊鐵和滾圈的緊密接觸，形成最大的摩擦力，接觸效果比雙楔鐵的安裝方式好。

2)單楔鐵的弧形面可以加工的比雙楔鐵弧形面更寬，這樣楔鐵的弧面與滾圈的內(nèi)圓接觸面積更大，這樣有利于增加兩者之間的摩擦。

3)對(duì)穿調(diào)整緊固螺栓的設(shè)計(jì)有利于楔形墊鐵的調(diào)整。

4)定位螺栓安裝復(fù)雜，每次調(diào)整后都需要進(jìn)行定位螺栓位置的重新配鉆處理，設(shè)計(jì)不合理。

5)滾圈的內(nèi)圓需加工成兩側(cè)變徑的結(jié)構(gòu)，加工精度和斜度要求較高。

6)對(duì)穿螺栓安裝比較困難。

4 單楔鐵單側(cè)螺栓緊固安裝方式

4.1 單楔鐵單側(cè)螺栓緊固的安裝結(jié)構(gòu)分析

圖7 單楔鐵單側(cè)螺栓緊固的安裝結(jié)構(gòu)

單楔鐵單側(cè)螺栓緊固的安裝方式是在單楔鐵對(duì)穿螺栓緊固的安裝方式上的改進(jìn)，這種安裝方式在大連化機(jī)廠后期研發(fā)制作的各類蒸汽煅燒爐中普遍使用，效果良好，解決了前面幾種安裝方式中存在的各種問題，應(yīng)該值得推廣使用。

它和單楔鐵對(duì)穿緊固螺栓安裝結(jié)構(gòu)方式的不同點(diǎn)有：①每一塊楔鐵對(duì)應(yīng)一根螺栓，緊固一個(gè)螺栓時(shí)可以分別調(diào)整對(duì)應(yīng)楔鐵的位置；②緊固調(diào)整螺栓定位處增加了一個(gè)圓環(huán)，圓環(huán)的一側(cè)安裝在滾圈支座的溝槽內(nèi)；這樣有效的解決了先調(diào)整后定位的問題，通過圓環(huán)來支撐緊固螺栓，將上一種安裝方式中的緊固螺栓和定位螺栓合并為一根螺栓，這點(diǎn)是整個(gè)滾圈墊鐵安裝方式最為突出的改進(jìn)。我廠煅燒爐使用該種滾圈墊鐵的安裝方式最早為1997年，經(jīng)過近20年的運(yùn)行，滾圈和楔形墊鐵配合非常好，幾乎沒出現(xiàn)過松動(dòng)的現(xiàn)象，是各種滾圈墊鐵安裝方式中最為穩(wěn)定的一種。

4.2 單楔鐵單側(cè)螺栓緊固安裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1)楔形墊鐵與滾圈內(nèi)圓接觸緊密，調(diào)節(jié)方便；加工時(shí)應(yīng)注意楔鐵的圓弧面與滾圈內(nèi)圓面的弧度一致。

2)結(jié)構(gòu)簡單，方便單塊楔鐵的更換。

3)滾圈內(nèi)圓和墊板楔形的結(jié)構(gòu)配合，解決了滾圈沿著爐體軸心方向移動(dòng)的問題。

4)滾圈與墊鐵接觸面充分，保證了足夠的摩擦，適合于各種直徑，特別大尺寸回轉(zhuǎn)體設(shè)備的滾圈支撐。

5)單塊楔形墊鐵過重，人工安裝時(shí)裝卸困難，應(yīng)控制好單塊楔鐵的重量。

在以上的論述中，不論哪種結(jié)構(gòu)的墊鐵其上下兩面都應(yīng)加工成圓弧面，并且與滾圈的內(nèi)圓和爐體(或支座)的外圓相一致，這樣裝配時(shí)才能保證上下兩面配合緊密，充分接觸。國內(nèi)外對(duì)于類似設(shè)備結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)非常透徹，結(jié)構(gòu)方式各有不同，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及新材料的出現(xiàn)，大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的各關(guān)鍵部件會(huì)有很大的改進(jìn)空間，對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行和壽命的延長有著非常重要的意義。

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TQ114.15

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1005-8370(2016)02-09-04

2016-02-01

吳小云(1972—)，大學(xué)本科，連云港堿廠機(jī)動(dòng)處副處長。