回转窑基础变形控制

　　回转窑基础的水平位移和竖向沉降差的多少，直接影响回转窑的正常使用。如果基础顶部水平位移偏大，回转窑在运转时就会有很明显地晃动；如果基础与窑头或窑尾之间沉降偏大，回转窑在运转时就会与固定密封圈的结构摩擦，甚至撬坏结构物，还会造成托轮轴断裂等。本文就回转窑的水平位移和沉降差参数的确定与控制进行总结和探讨。 

　　1、水平位移控制参数的确定与控制方法 

　　1.1水平位移控制参数的确定     

　　回转窑是水泥厂熟料烧成的主要设备，以筒体的内径及长度来表示其规格，筒体长30～1 80 m，直径1.8～6m，浮放在2～6对托轮上，托轮的组数视窑的直径及长度而定，窑体荷载通过托轮底座传递给基础。根据生产工艺的不同，一般湿法窑有6个基础，而预分解窑仅需要2-3个基础，其结构形式一般为大块式混凝土基础和钢筋混凝土墙式基础。为了保证回转窑正常有效运转，必须要有安全可靠的基础来支承。回转窑是由电机通过减速机和大小齿轮来驱动的，转速很低，一般在3r/rain左右。回转窑体具有3％～5％的斜度，物料从高端的窑尾进入，燃料由低端的窑头喷入，形成物料与高温烟气对流。由于窑内煅烧带温度高，窑体会变形，有时会导致某一个托轮脱空，使基础受力不均匀。  

　　为了保证回转窑能够安全正常运转，不但要对地基和基础的承载力进行控制，还要对整个基础的变形进行控制。然而对变形控制的参数却是一个空白，不论是设计规范还是设计手册，甚至设备制造公司，都没有一个明确要求，特别是基础本身的刚度，设计者一般先参考常规的工程实例，假定一个截面，再进行强度验算，而对变形往往没有验算，这样如果设计的基础与工程实例条件相近，一般不会有什么问题，但是如果设计的基础与工程实例差异很大，设计者就必须全部重新计算，这时就需要一个很明确的控制参数，然而目前却没有。对于大块式基础，刚度已经很大，位移一般很小，变形不是主要问题；而对于墙式基础，设计者一般按钢筋混凝土封闭式框架计算，变形控制参数只有参考框架结构的要求，即基础顶面水平位移不超过基础高度的1/550。例如：基础高度为5000～7000 mm时，基础顶面水平位移应不超过9～13 mm，当基础高度为17500mm时，基础顶面水平位移应不超过32mm，这对于一般钢筋混凝土框架结构的建筑物来说，都没有什么问题，然而对于长期受水平力作用的回转窑基础来说，却是一个不可忽视的问题。  

　　回转窑的筒体是浮放在托轮上的，而托轮是固定在基础上的，驱动回转窑的减速机也是固定在基础上的，减速机与回转窑筒体之间是靠齿轮传动的。当回转窑刚启动时，减速机作用于回转窑筒体的瞬时水平力很大，迫使浮放在托轮上的回转窑筒体沿水平力方向移动，随着移动量逐渐增大，减速机作用于回转窑的水平力又逐渐减小，回转窑筒体又基本回位，这时减速机作用于回转窑的水平力又增大。如此反复，就在基础顶面产生了大小不断变化的水平力，也就出现大小变化的位移，从而引起回转窑基础的晃动。当基础刚度较大时，水平位移很小，基本感觉不到晃动，反之，这种晃动使人感觉很不舒服，有时还会影响设备的正常运行。所以如何根据回转窑的运行特点，确定一个合理可行的水平位移控制参数，显得十分重要。特别是近几年，有些工程的回转窑基础高度达16～18m，就更加迫切需要这个参数。然而要确定这个参数，并非一件容易的事，确定小了，必然增加投资，而且技术上也根本不可行；确定大了，必会影响窑的安全运转。几年前，我们对建成的几十个工程进行设计回访，结果发现，凡是基础顶部水平计算位移不超过3mm的工程，设备运转正常，基础也未出现明显晃动，我们将3mm作为回转窑基础水平位移控制参数，目前我们已经按此参数设计了几十条生产线，阿联酋uCClO 5000t/d熟料生产线也按此参数控制，现在运行一切正常。 

　　1.2水平位移的控制方法   

　　为了控制基础顶部位移不超过3mm，我们必须保证基础具有一定的刚度。具体办法有：采用大块式基础；对于墙式基础，可以加大墙厚，还可以直接增加横向剪力墙，这些都是很有效的办法。 

　　2、回转窑沉降差控制参数的确定 

　　回转窑沉降差是指回转窑基础与窑头及窑尾之间的沉降差，此参数直接影响回转窑的正常运行，曾经发生过一起因回转窑基础与窑尾之间沉降差过大，而导致密封圈以及烟室损坏的安全事故。此参数的确定，一是以我们对一些水泥生产厂家的回访调查为参考，二是以与国际大型水泥设备制造公司的交流为借鉴。当前，我们在设计中把回转窑沉降差控制在5mm以内。实践证明，这种设计完全可以满足设备运行的要求。