回转窑筒体安装施工工法

回转窑筒体安装施工工法工法编号：RJGF(闽)052008完成单位：福建省工业设备安装有限公司主要完成人：陈助冬 林丁未 郑光忠 张志强 黄尚敏1 前言回转窑是水泥厂用于水泥熟料煅烧的主要设备，它在水泥生产中具有强烈的热工负荷和连续生产的工作制度，对安装质量要求十分严格，其安装质量的优劣，直接关系到全厂生产线能否正常运行。为此福建省工业设备安装有限公司在回转窑安装中进行技术攻关，采用了砂浆垫铁找平找正，无道木吊装，激光找正筒体，气体保护药芯焊丝Bug-o自动焊接筒体等施工方法和检测手段，形成了回转窑安装的施工工法。应用该工法施工的河南省新乡平原同力水泥有限责任公司5000t/d水泥生产线机电安装工程获2006年福建省优质工程奖（闽江杯），4.8*72m回转窑安装技术获中国安装协会2006年度“中国安装之星”奖。同时，该施工工法，在后续的洛阳黄河同力、义马煤业、焦作千业等水泥厂回转窑的安装中进行应用，取得了良好的社会效益和经济效益。2 工法特点2.0.1 设备安装基础找平找正采用砂浆垫铁技术，能够节省大量的钢材，又能提高设备安装精度。2.0.2 回转窑安装采用边就位边找正的无道木施工，吊装找正一次完成，高效简便，显著提高了安装的进度。2.0.3 回转窑筒体找正采用激光经纬仪，确保窑体对接找正的质量，显著降低成本并提高安装质量。2.0.4 应用新工艺进行窑体焊接，将Bug-o自动焊接小车配合气体保护药芯焊丝焊接技术用于水泥回转窑的焊接，提高了焊接质量与焊接速度。 3 适用范围本工法适用于水泥厂熟料锻烧的回转窑安装施工。4 工艺原理回转窑是水泥生产工艺线上的主要设备，它形大体重，筒体较长且节数效多，一般采用多档支承，给设备安装工作带来了很大的难度。回转窑安装涉及起重运输、安装钳工、铆工、焊接工艺，管道和砌筑工程等。我们根据其安装的多工序多工种的特点，采用砂浆垫铁技术，即预先在窑体基础上制作砂浆墩的方法，使基座标高和水平度基本达到设备安装要求，然后再用一组斜垫铁和一块平垫铁在设备就位时进行调整。合理安排各工序的顺序与衔接，采用无道木施工技术，对可先组对的筒节在吊装前组对好，在吊装过程中，安排好筒体各节的吊装就位次序，配合测量仪器，一次吊装就位成功。用激光经纬仪找正技术，在筒体接口处的梅花架上，安装测光闸板，使激光束通视各道闸板来进行筒体最后的对中找正。在整个安装过程广泛使用高精度的量具、仪器和检测工具，确保各项技术的成功应用。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程回转窑筒体安装工艺流程见图5.1图5.1 回转窑施工工艺流程5.2 操作要点5.2.1 基础部分施工按设备安装要求进行施工准备和基础验收后，在基础上划出回转窑的纵横中心线，并将其引到标板上作为设备定位与找正参考点。将厂区标高基准点引到回转窑基础上，根据设备安装高度进行砂浆墩布置和制作以及砂浆墩垫铁布置。基础部分施工工艺流程见图5.2.1。施工中主要要求如下：图5.2.1 基础部分施工工艺流程图1 纵向中心线偏差应控制小于等于5mm，在划横向中心线时，应根据回转窑各段筒体实测的长度及筒体接口间隙（2mm）计算出各档横向中心距，并控制在小于1.5mm的偏差内。2 标板埋设在基础纵向和横向中心线的等长位置上，利用经纬仪将基础上的纵向中心线移到纵向中心标板上，使用划规划出各档的横向中心线，并在纵横交叉点上用直径小于0.5mm样冲冲眼。3 砂浆墩制作时要在基础上要打毛，清洁。偏差控制：水平度不大于0.2mm/m，标高偏差不大于0.5mm。5.2.2 支承部分施工安装前对托轮组件、底座等零部件，对照图纸进行核对与编号，对零部件做好质量检查尺寸校核工作。支承部分施工工艺流程见图5.2.2。施工中主要检查项目与操作要点见表5.2.2-1托轮底座安装检查项目与操作要点，表5.2.2-2轴瓦刮研检查项目与操作要点，表5.2.2-3托轮安装检查项目与操作要点。图5.2.2 支承部分施工工艺流程表5.2.2-1 托轮底座安装检查项目与操作要点工作内容检查项目技术要求操 作 要 点托轮底座划线纵横中心线垂直度0.1mm/m校核底座加工时的纵横中心线，必要时划出更准确地纵横中心线，并打上样冲眼，样冲眼直径小于0.5mm。传动侧底座定位0.5mm以中心标板确定的纵横中心线定位，然后以此为基准找正其他底座。横向中心偏差0.1mm/m最大横向中心偏差0.5mm支承底座安装找正0.5mmLa -L理论Lb-L理论0.1mmLx-L理论LY-L理论2mmL1-L21mmH-H理论H= h基准+b-a0.5mmh-h理论0.5mmh首尾-h理论1mm0.05mm/m精确找正底座找正以上项目达到要求后，请业主和监理工程师会检并签字记录。二次灌浆以前将成组的垫铁点焊联为一体。表5.2.2-2 轴瓦刮研检查项目与操作要点工作内容检查项目技术要求操 作 要 点托瓦水压试验在0.6MPa的水压下，检查轴瓦是否渗漏，保持15分钟不泄压为合格铜瓦刮研及安装接触包角3060接触点数量12个/cm2不合格的几种情况 注意：在托轮安装之后进行0.001D0.0015DD是轴径用塞尺检测侧隙，应该进行插入长度底部最小间隙和瓦口最大间隙的测量，并注意包角是否圆滑过渡球面瓦背刮研接触点数量1-2点/25X25cm2表5.2.2-3 托轮安装检查项目与操作要点工作内容检查项目技术要求操 作 要 点托轮组定位横向中心偏差0.1mm/m首先定位传动侧的托轮组，然后以此为基准找正其他托轮组。传动侧托轮组的横向定位参照2.2和4.6条进行。纵向定位见5.2条。最大横向中心偏差0.5 mm托轮安装找正A1-A3A2-A40.5 mmA1-A理论A2-A理论0.5 mmA1-A2B1-B21 mmA1-A理论B1-B理论1 mmC1-C2D1-D21.5 mmh-h理论0.5 mm0.05mm/m测量位置：托轮上缘母线中心0.1mm5.2.3 回转窑部分施工由于预先进行了砂浆墩和垫铁布置，加上优化了筒节安装和吊装顺序，及使用自制龙门吊后，使得筒节在就位过程中不再使用道木做临时支撑，实现了无道木施工。安装前对所有零部件，特别是各筒节，对照图纸进行核对与编号，对零部件做好质量检查尺寸校核工作，根据现场条件确定要在地面组对的筒节和吊装顺序。回转窑部分施工工艺流程见图5.2.3-1。施工中主要要求如下：图5.2.3-1 回转窑部分施工工艺流程图1 对各筒节和轮带进行检查，保证筒节两端面、轮带部位的垫板和轮带不应有毛刺、铁锈及其污物用专用工具检查筒节椭圆度，其不圆度应小于0.002D(D为窑体直径)，轮带下及大齿圈下筒节不得大于0.0015D，相连两节筒节端面的周长相差应小于0.002D。对筒节两端口进行16等分并依次标写1、2、3、16的标号，将筒节两端口对应标号用白线相连，地面组对筒节时，利用四个带轮支架，使其支起筒节，两筒节以白线为准对齐，并注意白线方向是否正确。两节固定连接起来后，利用极坐标法测量两筒体组对后中心线是否成一条直线，见图5.2.3-2窑筒节对接轴线找正示意图。筒体找正其中心允许偏差为：支点处4mm，大齿轮处4mm，其余部位12mm ,窑头及窑尾处5mm。筒体筒体调整螺栓中心标板激光经纬仪白侧线图5.2.3-2 窑筒节对接轴线找正示意图2 校核底座加工时的纵横中心线，必要时划出更准确地纵横中心线，并打上样冲眼，样冲眼直径小于0.5mm。3 轴瓦刮研时，要进行水压试验，在0.6MPa的水压下，检查轴瓦是否渗漏，保持15分钟不泄压为合格。4 托轮安装时，首先定位传动侧的托轮组，然后以此为基准找正其他托轮组。5 按照安排好的吊装顺序，进行各节吊装组对。具体做法为，在筒节接口处的梅花架上，安装测光闸板，使激光束通视各道闸板，选择从窑尾开始测量，进行找正。如图5.2.3-3、图5.2.3-4所示。D6窑尾框架3支墩2支墩D3D1D2D4D5D71支墩D9D8图5.2.3-3 筒体整体找正检测点示意图中心测光闸板筒体图5.2.3-4 筒体各测点中心闸板示意图测量时筒体中心的径向圆跳动不得大于筒体中心允许偏差值。6 筒体焊接施工（Bug-o自动焊）112233441) 定位点焊：在筒体对接找正无误后，首先进行定位点焊。沿园周分8等分，点焊顺序由两名焊工在坡立焊位置按180对称进行，见图5.2.3-5定位点焊示意图。点焊是逐个将设定坡口间隙的垫片去除后点焊，点焊长度为6080mm，间距500mm，经转动检查筒体直线度没问题后加长至150200mm，厚度56mm。定位点焊完毕后，取掉不在点焊部位的其它垫片。图5.2.3-5 定位点焊示意图2) 筒体焊接：筒体外侧采用气体保护药芯焊丝Bug-o自动焊，焊接程序按点焊的8等分，由两台Bug-o焊机在坡立焊位置按180对称进行，焊接方向见图5.2.3-6外侧施焊示意图，分别在各道焊口上施焊。施工主要要求如下：11223344图5.2.3-6 外侧施焊示意图施焊工作应先焊接紧靠传动大齿圈的焊缝，以减少焊接变形对传动精度的影响。筒体外侧采用Bug-o自动焊时，每一层焊接高度、宽度应均匀一致。焊接完毕后，应重新测定以上各处径向跳动，并与焊前作一比较，并相应调整焊接程序控制焊接变形。筒体外侧焊后，清理内侧支撑，然后进行背面碳弧气刨清根，内侧坡口采用焊条电弧焊焊接。5.2.4 传动部分施工传动部分施工工艺流程见图5.2.4。施工中主要检查项目与操作要点见表5.2.4传动部分安装检查项目与操作要点。图5.2.4 传动部分施工工艺流程图表5.2.4 传动部分安装检查项目与操作要点工作内容检查项目技术要求操 作 要 点齿圈预组装和套装间隙0.04mm间隙深度150mm间隙范围周长/5大齿圈找正径向跳动1.5mm轴向跳动1mm齿圈焊接或铆接采用焊接形式联结时，可在筒体焊接前完成焊接总工作量的三分一，其他三分二在筒体焊接完成以后完成。小齿轮安装侧间隙根据设计要求两端顶间隙偏差0.1mm两端顶间隙偏差0.1mm大、小齿轮接触面积齿宽方向70%齿高方向50%电机减速机安装径向跳动偏差0.1mm执行联轴器安装找正端面跳动偏差0.1mm地脚孔灌浆执行地脚孔灌浆电机减速机安装精找径向跳动偏差0.1mm执行联轴器安装找正端面跳动偏差0.1mm5.2.5 其他部分施工其他部分施工工艺流程见图5.2.5。该部分无特殊要求按图安装。图5.2.5 其他部分施工工艺流程图5.2.6 回转窑试运转回转窑试运转时应检查窑头密封、窑尾密封、轮带及托轮、传动装置等转动部件、相对运动部位是否有杂物、是否有相互干涉，螺栓联结部位是否紧固，根据加油清单加入定量的润滑及液压油。确认辅助电机的运转方向正确后带动回转窖运转2小时；主电机空转调试8小时后，带动减速机试运转4小时，然后带动回转窖运转8小时。当砌筑以后或筒体长时间放置的时，每隔15天使筒体转动90。6 材料与设备本工法无需特别说明的材料，采用的主要机具设备见表6。表6 主要机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途备注1龙门吊160t以上台1吊窑视窑的规格而定2吊车16-70t台1-2吊窑视窑的规格而定3拖车8-60t台1-24卷扬机5t台2盘窑6倒链2-10t台10个7千斤顶100-300t台5视窑的规格而定8滑轮组20-30t套29单滑轮5t个410水平仪0.02-0.04mm/m台2长2500mm11水准仪台112激光经纬仪2”台113斜度规块2视窑的斜度而定14交流焊机30KVA台215直流焊机28KVA台516Bug-o焊接小车台2焊窑17Mill CO2焊机台218钢丝绳若干7 质量控制7.1 工程质量控制标准7.1.1 回转窑的安装施工质量按如下标准执行。水泥机械设备安装工程施工及验收规范JCJ03-90水泥工业用回转窑JC333-917.1.2 具体的检查项目及要求详见表7.1.217表7.1.2 回转窑安装质量检查项目施工过程控制项目检 查 内 容序号名 称检验类型检验类别控制类型文件类型文件名称1图纸自审/会审图纸自审/会审记录2施工交底施工交底记录3设备验收2PN开箱检查记录4基础验收DIM2R保存土建施工的检验报告5垫铁布置DIM1PN垫铁布置记录表6砂墩制作MT1BR强度试验报告7支承底座安装初找DIM1BN支承底座安装验收记录8地脚孔灌浆SC2ER砼配比报告+隐蔽工程检验纪录9支承底座安装精找DIM2EN支承底座安装精找记录10托瓦水压试验SC2BN托瓦水压试验记录11铜瓦刮研及安装VC+ DIM2BN铜瓦刮研及安装记录12托轮安装找正DIM2EN托轮安装找正记录13筒体检查DIM1PN筒体检查记录14筒体组对安装DIM1BN筒体组对安装记录15筒体同轴度找正DIM2EN筒体同轴度找正记录16筒体焊接MT+US2ER试块机械性能试验报告+超声波探伤报告17齿圈预组装DIM2EN齿圈预组装记录18齿圈找正DIM2EN齿圈找正记录19小齿轮安装DIM+VC2EN小齿轮安装记录20传动装置安装粗找DIM1BN传动设备安装记录21地脚孔灌浆SC2ER砼配比报告+隐蔽工程检验报告22传动装置安装精找DIM2EN传动设备安装记录23检查加油SC1BN检查加油记录24试运转RT1PN单机试运转记录检验类型 DIM-尺寸检查 DP着色渗透实验 MP磁粉检查 MT样品机械实验 RDX射线检查 RT运转实验SC特殊检查US超声波检查 VC表面检查文件类型 N检查记录 R送检报告 控制类型E保证项目 B基本项目 P允许偏差项目 检查类别 1自检 2会检7.2 质量保证措施7.2.1 基础沉降观测点必须标注在明显的部位，各窑墩上都要设置，并经常进行观测记录。7.2.2 托轮顶面的横向跨距尺寸必须是实测筒体轮带处的横向距离加热膨胀量。7.2.3 测量筒体长度，基础及托轮横向跨距时，必须采用同一钢盘尺，且张力相同。7.2.4 找正和复查工作，最好在同一气温下进行，否测对仪器的精度有影响。7.2.5 设备组对、吊装应采用机械进行。7.2.6 筒体同心度采用激光经纬仪找正。7.2.7 测量跨距采用对角线法，以消除误差。7.2.8 水平及斜度找正，采用斜度规和方水平尺进行。7.2.9 大小齿轮啮合情况，采用着色法、压铅法和专用工具测量来保证，啮合质量，采用百分表找正。7.2.10 筒体焊接采用Bug-o自动焊，以保证焊接质量，并用超声波探伤仪检查，一次成像。8 安全措施8.0.1 认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.0.2 建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化，规范化。8.0.3 所有进入施工现场人员必须遵守安全生产规程，对工人进行三级安全教育，在技术交底的同时进行安全交底。8.0.4 施工现场临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规定执行。8.0.5 编制的筒体和钢架吊装方案应经审核批准后严格执行，吊装前必须组织召开安全交底会，在吊装时设专人指挥。 8.0.6 在窑筒体内焊接作业，应保持通风，照明应用低压电源（36V以下）。电动工具严格按规定接零接地保护，并装上可靠的漏电保护装置。 8.0.7 焊接时，焊接地线应直接与工件相连，不得将地线搭接在设备上，使设备构成焊接回路；不得将地线搭接在承压设备的临时附体上（包括钢筋、脚手架、临时支撑）。9 环保措施9.0.l 成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。9.0.2 将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.0.3 对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。9.0.4 设立专用集油池，对清洗设备废油、污油进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。9.0.5 制定清运工程材料运输过程中的防散落及沿途防污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处置。9.0.6 优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪声到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。9.0.7 对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。9.0.8 整个施工过程的环境管理按公司环境管理体系要求运行。10 效益分析10.0.1 本工法与同类的工程的工法相比，由于基础找平找正采用砂浆垫铁技术，能够节省大量的钢材，又能提高设备安装精度，同时加快了安装进度。在回转窑安装中配合激光经纬仪，采用边就位边找正的无道木施工，吊装找正一次完成，确保了窑体对接找正的质量，显著降低劳动成本。窑体焊接采用的Bug-o自动焊接小车配合气体保护药芯焊丝焊接，该技术在国内水泥行业施工中为领先水平。因此用该工法施工工程进度快，钢材及木材省，质量优良，为企业创造了良好的经济效益。10.0.2 本工法对场地要求不高，有利于文明施工，各种资源能较好的利用，施工噪音、粉尘等公害明显低于其他方法施工。社会效益明显，对环境保护良好。11 应用实例河南新乡平原同力水泥有限责任公司5000t/d水泥生产线4.8*72m回转窑安装11.0.1 工程概况本工程选用4.8*72m配5000t/d窑外分解炉的回转窑，具体参数如下：窑的规格：内径4.8m，全长72m；窑的斜度（sin）：3.5%；转速：主传动0.3963.96r/m，辅助传动11.45r/h；支承数（托