回轉窯基礎變形控制

回轉窯基礎的水平位移和豎向沉降差的多少，直接影響回轉窯的正常使用。如果基礎頂部水平位移偏大，回轉窯在運轉時就會有很明顯地晃動；如果基礎與窯頭或窯尾之間沉降偏大，回轉窯在運轉時就會與固定密封圈的結構摩擦，甚至撬壞結構物，還會造成托輪軸斷裂等。本文就回轉窯的水平位移和沉降差參數(shù)的確定與控制進行總結和探討。
水平位移控制參數(shù)的確定與控制方法
水平位移控制參數(shù)的確定：回轉窯是水泥廠熟料燒成的主要設備，以筒體的內徑及長度來表示其規(guī)格，筒體長30～1 80 m，直徑1.8～6m，浮放在2～6對托輪上，托輪的組數(shù)視窯的直徑及長度而定，窯體荷載通過托輪底座傳遞給基礎。根據(jù)生產工藝的不同，一般濕法窯有6個基礎，而預分解窯僅需要2-3個基礎，其結構形式一般為大塊式混凝土基礎和鋼筋混凝土墻式基礎。為了保證回轉窯正常有效運轉，必須要有安全可靠的基礎來支承。回轉窯是由電機通過減速機和大小齒輪來驅動的，轉速很低，一般在3r/rain左右。回轉窯體具有3％～5％的斜度，物料從高端的窯尾進入，燃料由低端的窯頭噴入，形成物料與高溫煙氣對流。由于窯內煅燒帶溫度高，窯體會變形，有時會導致某一個托輪脫空，使基礎受力不均勻。
為了保證回轉窯能夠安全正常運轉，不但要對地基和基礎的承載力進行控制，還要對整個基礎的變形進行控制。然而對變形控制的參數(shù)卻是一個空白，不論是設計規(guī)范還是設計手冊，甚至設備制造公司，都沒有一個明確要求，特別是基礎本身的剛度，設計者一般先參考常規(guī)的工程實例，假定一個截面，再進行強度驗算，而對變形往往沒有驗算，這樣如果設計的基礎與工程實例條件相近，一般不會有什么問題，但是如果設計的基礎與工程實例差異很大，設計者就必須全部重新計算，這時就需要一個很明確的控制參數(shù)，然而目前卻沒有。對于大塊式基礎，剛度已經很大，位移一般很小，變形不是主要問題；而對于墻式基礎，設計者一般按鋼筋混凝土封閉式框架計算，變形控制參數(shù)只有參考框架結構的要求，即基礎頂面水平位移不超過基礎高度的1/550。例如：基礎高度為5000～7000 mm時，基礎頂面水平位移應不超過9～13 mm，當基礎高度為17500mm時，基礎頂面水平位移應不超過32mm，這對于一般鋼筋混凝土框架結構的建筑物來說，都沒有什么問題，然而對于長期受水平力作用的回轉窯基礎來說，卻是一個不可忽視的問題。
回轉窯的筒體是浮放在托輪上的，而托輪是固定在基礎上的，驅動回轉窯的減速機也是固定在基礎上的，減速機與回轉窯筒體之間是靠齒輪傳動的。當回轉窯剛啟動時，減速機作用于回轉窯筒體的瞬時水平力很大，迫使浮放在托輪上的回轉窯筒體沿水平力方向移動，隨著移動量逐漸增大，減速機作用于回轉窯的水平力又逐漸減小，回轉窯筒體又基本回位，這時減速機作用于回轉窯的水平力又增大。如此反復，就在基礎頂面產生了大小不斷變化的水平力，也就出現(xiàn)大小變化的位移，從而引起回轉窯基礎的晃動。當基礎剛度較大時，水平位移很小，基本感覺不到晃動，反之，這種晃動使人感覺很不舒服，有時還會影響設備的正常運行。所以如何根據(jù)回轉窯的運行特點，確定一個合理可行的水平位移控制參數(shù)，顯得十分重要。特別是近幾年，有些工程的回轉窯基礎高度達16～18m，就更加迫切需要這個參數(shù)。然而要確定這個參數(shù)，并非一件容易的事，確定小了，必然增加投資，而且技術上也根本不可行；確定大了，必會影響窯的安全運轉。幾年前，我們對建成的幾十個工程進行設計回訪，結果發(fā)現(xiàn)，凡是基礎頂部水平計算位移不超過3mm的工程，設備運轉正常，基礎也未出現(xiàn)明顯晃動，我們將3mm作為回轉窯基礎水平位移控制參數(shù)，目前我們已經按此參數(shù)設計了幾十條生產線，阿聯(lián)酋uCClO 5000t/d熟料生產線也按此參數(shù)控制，現(xiàn)在運行一切正常。
水平位移的控制方法：為了控制基礎頂部位移不超過3mm，我們必須保證基礎具有一定的剛度。具體辦法有：采用大塊式基礎；對于墻式基礎，可以加大墻厚，還可以直接增加橫向剪力墻，這些都是很有效的辦法。
回轉窯沉降差控制參數(shù)的確定
回轉窯沉降差是指回轉窯基礎與窯頭及窯尾之間的沉降差，此參數(shù)直接影響回轉窯的正常運行，曾經發(fā)生過一起因回轉窯基礎與窯尾之間沉降差過大，而導致密封圈以及煙室損壞的安全事故。此參數(shù)的確定，一是以我們對一些水泥生產廠家的回訪調查為參考，二是以與國際大型水泥設備制造公司的交流為借鑒。當前，我們在設計中把回轉窯沉降差控制在5mm以內。實踐證明，這種設計完全可以滿足設備運行的要求。

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