回轉窯潤滑單元的儀表配置和邏輯控制

董彩霞 高星 楊勇偉 王琳琳

1 中材建設有限公司（100176）2 河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

回轉窯潤滑單元的儀表配置和邏輯控制

董彩霞1高星1楊勇偉2王琳琳2

1 中材建設有限公司（100176）2 河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

在水泥生產線中，回轉窯作為“心臟”設備，其運轉好壞直接影響到生產產量和運轉效率，所以保證窯運轉正常是水泥生產的重中之重。

回轉窯；潤滑單元；儀表；邏輯控制

回轉窯主要由窯胴體、輪帶、大齒圈、擋動、托輪和傳動機構等組成，如圖1所示。

窯胴體是回轉窯的軀干，由鋼板卷制并焊接完成。

輪帶套在窯胴體上，承受窯胴體、窯襯、物料等所有回轉部分的重量，并將其重量轉移到窯托輪上；托輪承受窯胴體、輪帶等全部重量，并對窯胴體起定位作用，使其能安全平衡地運轉；擋輪起到讓窯胴體按一定速度和行程沿窯中心線方向在托輪上往復移動；傳動機構主要由主傳電動機、輔傳電動機和減速機等構成,其作用是保證和調節窯旋轉。

在生產過程中,如何保證上面設備正常運轉，良好的潤滑是保證其正常工作的關鍵。潤滑可以延長設備使用壽命，減少維護修理費，所以潤滑單元必須作為“重要”設備予以重視。本文旨在從儀表配置和邏輯控制方面講述回轉窯的潤滑單元。

回轉窯潤滑單元主要包括減速機潤滑單元、液壓擋輪潤滑單元、大齒圈潤滑單元、托輪及輪帶潤滑單元。

1 窯減速機潤滑單元

1.1 系統配置

主要包括兩臺油泵、油箱、過濾器、加熱器、冷卻閥等。

1.2 儀表配置

主要儀表包括油箱低液位開關、低低液位開關、過濾器壓差開關、油路出口流量監測、油箱油溫監測、油路出口壓力監測、油路出口溫度監測，如圖2所示。

1.3 邏輯控制

1）油泵控制邏輯

工作時兩臺油泵一臺使用一臺備用，哪臺油泵工作由操作員從上位機進行選擇；運行過程中主泵故障，備用泵自動投入運行，如果備用油泵沒有運行，聯鎖跳停窯主電機；兩臺油泵同時故障，連鎖跳停窯主電機。

2）油箱液位開關控制邏輯

低液位開關報警時，禁止啟動油泵；油泵正在運行，低液位開關動作，系統報警；當油泵正在運行，低低液位開關動作，連鎖跳停加熱器、油泵及窯主電機。

圖1 回轉窯組成

圖2 減速機潤滑單元

3）過濾器壓差開關控制邏輯

過濾器壓差開關動作，系統報警。

4）油箱油溫監測控制邏輯

油箱溫度低于30℃，啟動油箱加熱器；油箱溫度大于35℃，停止油箱加熱器。

5）油路出口溫度控制邏輯

油路出口溫度低于45℃，關閉冷卻水閥；油路出口溫度大于50℃，打開冷卻水閥；油路出口溫度大于55℃，系統報警；油路出口溫度大于65℃，連鎖跳停油泵及窯主電機。

6）油路出口流量監測控制邏輯

油泵啟動30 s后,出口流量低于25 l/min,起動備用泵，如果備用泵正常運行后,出口流量低于25 l/min，停止油泵；油泵正常運行中，出口流量低于25 l/min，系統報警；油泵正常運行中，出口流量低于15 l/min，連鎖跳停油泵和窯主電機。

7）油路出口壓力控制邏輯

油泵啟動1min后,出口壓力低于0.8 bar，啟動備用泵,如果備用泵啟動后,出口壓力仍低于0.8 bar,停止油泵；油泵運行中，出口壓力低于0.8 bar，系統報警；油泵運行中，出口壓力低于0.6 bar，連鎖跳停油泵和窯主電機。

2 液壓擋輪潤滑單元

2.1 系統配置

主要包括兩臺油泵、油箱、過濾器、加熱器、電磁閥等。

2.2 儀表配置

主要包括油箱低液位開關、過濾器壓差開關、窯胴體上下移動限位開關和極限開關、油箱油溫監測、油路出口壓力監測，如圖3所示。

2.3 邏輯控制

圖3 液壓擋輪潤滑單元

1）油泵控制邏輯

油泵工作時一臺使用一臺備用，哪臺油泵工作由操作員從上位機進行選擇;運行過程中主泵故障，備用泵自動投入運行;如果備用油泵沒有運行，擋輪碰到上限位開關時，連鎖跳停窯主電機。

2）油箱液位開關控制邏輯

低液位開關報警時，禁止啟動油泵；當油泵正在運行，低液位開關動作，系統報警，停止加熱器和油泵。

3）過濾器壓差開關控制邏輯

過濾器壓差開關動作，系統報警。

4）油箱油溫監測控制邏輯

油箱溫度低于10℃，啟動油箱加熱器；油箱溫度大于35℃，停止油箱加熱器。

5）窯胴體上下移動限位開關控制邏輯

窯胴體移動碰到上限位開關時,油泵停止，電磁閥打開；窯胴體移動碰到下限位開關時，油泵啟動，電磁閥關閉；窯胴體移動碰到上、下極限限位開關時，連鎖跳停窯主電機。

6）油路出口壓力控制邏輯

油泵啟動10 s后,出口壓力低于1.7mPa,啟動備用泵,如果備用泵啟動后,出口壓力仍低于1.7mPa,停止油泵;油泵運行中,出口壓力低于1.7mPa，系統報警；油泵運行中，出口壓力高于4mPa，系統報警。

3 大齒圈潤滑單元

3.1 系統配置

主要包括兩臺油泵、油箱、過濾器、加熱器等。

3.2 儀表配置

主要包括油箱低液位開關、過濾器壓差開關、油路出口流量開關、油箱油溫監測、油路出口壓力監測，如圖4所示。

圖4 大齒圈潤滑單元

3.3 邏輯控制

1）油泵控制邏輯

油泵工作時一臺使用一臺備用，哪臺油泵工作由操作員從上位機進行選擇;運行過程中主泵故障，備用泵自動投入運行；如果備用油泵沒有運行,禁止油泵再次啟動。

2）油箱液位開關控制邏輯

低液位開關報警，禁止啟動油泵；當油泵正在運行，低液位開關動作，系統報警，停止加熱器。

3）過濾器壓差開關控制邏輯

過濾器壓差開關動作，系統報警。

4）油箱油溫監測邏輯控制

油箱溫度低于20℃，啟動油箱加熱器；油箱溫度大于25℃，停止油箱加熱器。

5）流量開關邏輯控制

油泵啟動30 s后，流量開關沒有動作，起動備用泵，如果備用泵正常運行后，仍沒有流量信號，停止油泵；油泵正常運行中，流量開關沒有信號，延時5 s后停止油泵。

6）油路出口壓力邏輯控制

油泵啟動1min后，出口壓力低于0.8 bar，啟動備用泵，如果備用泵啟動后，出口壓力仍低于0.8 bar，停止油泵；油泵運行中，出口壓力低于1.2 bar，系統報警；油泵運行中，出口壓力低于0.8 bar，停止油泵。

4 托輪及輪帶潤滑單元

4.1 系統配置

主要包括油泵、油箱、加熱器、過濾器等。

4.2 儀表配置

圖5 托輪及輪帶潤滑單元

主要包括油箱低液位開關、過濾器壓差開關、油路出口流量開關、油箱油溫監測，如圖5所示。

4.3 邏輯控制

1）油箱液位開關控制邏輯

低液位開關報警時，禁止啟動油泵；當油泵正在運行，低液位開關動作，系統報警，停止油箱加熱器。

2）流量開關邏輯控制

油泵啟動30 s后，流量開關沒有動作，停止油泵；油泵正常運行中，流量開關沒有信號，延時5 s后停止油泵。

3）油箱油溫監測邏輯控制

油箱溫度低于10℃，啟動油箱加熱器；油箱溫度大于35℃，停止停油箱加熱器。

4）過濾器壓差開關控制邏輯

過濾器壓差開關動作，系統報警。

上述四套潤滑單元，減速機和擋輪潤滑單元在生產過程中極其重要，無論是電氣故障還是機械故障都會直接導致窯主電機停止運轉；大齒圈和托輪潤滑單元在生產過程中可以根據設備的實際潤滑要求，采用間斷式工作方式，比如每24 h工作8 h。潤滑單元的油泵通過MCC控制中心控制，儀表都通過總線或硬接線的方式傳輸到中控PLC控制系統，開關量輸出信號為無源干接點，模擬量輸出信號為4～20mA。所有儀表量程和報警、故障設定值因設備選型及工藝布置不同會有些區別。比如，潤滑油的品質不同，油溫的設定值要根據油質情況進行調整；比如潤滑單元的油路管線比較長，流量開關動作過濾時間就需要根據設備運行的實際情況進行修改。