拉法基回轉(zhuǎn)窯的土建設(shè)計
1、基礎(chǔ)資料
都江堰拉法基4000t/d水泥生產(chǎn)線距成都市約40km,距著名風(fēng)景區(qū)都江堰約30km,由成都建材工業(yè)設(shè)計研究院有限公司設(shè)計,跨國公司法國拉法基集團出資興建。水泥回轉(zhuǎn)窯為2檔支承窯,規(guī)格為4.8m×52m,回轉(zhuǎn)窯筒體縱向具有3.5%的斜度,由窯尾坡向窯頭。兩支擋間距離為31.6 m,左懸6.0 m,右懸14.4 m,兩個鋼筋混凝土窯墩設(shè)置于支擋處。傳動裝置設(shè)在靠近窯尾的1號窯墩上。如圖1所示。
兩個窯墩均沒有采用大塊式結(jié)構(gòu),1號窯墩為鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu),2號窯墩為鋼筋混凝土墻式結(jié)構(gòu)。這樣做的主要優(yōu)點是可以將稀油站、控制柜等設(shè)備藏身于空心的窯墩內(nèi)部。兩個窯墩頂部各懸出一個大牛腿,用以支承圓管形三次風(fēng)管鋼支架。
1號窯墩平面尺寸15.2m×10.5m,高12.8 m,中間為空心,稀油站、控制柜置于其內(nèi)。周邊為厚墻,兩側(cè)墻厚1.2m,前后墻厚0.8 m。中部設(shè)有一道厚度1. m的隔墻,將內(nèi)部分隔成兩個房間。地面以下腳板尺寸1 6.3 m×11.2m,腳板下為人工挖孔樁11根。1號窯墩工藝提資垂直荷載6 400 kN,水平荷載1 850 kN。
2號窯墩平面尺寸10.5 m×6.0 m,高11.7 m,正面看去為一門形墻式結(jié)構(gòu),5.2m標高處設(shè)有一樓層,一臺工藝風(fēng)機置于其上,兩側(cè)墻厚1.4 m,地面以下腳板尺寸11.9 m×9.4m,腳板下為人工挖孔樁8根。2號窯墩工藝提資垂直荷載5 1 0 0 k N,水平荷載1 500 kN。
此外,作用于窯墩上的荷載還有三次風(fēng)管荷載、電機和減速機荷載、工作走道荷載以及基礎(chǔ)自重和臺階上的回填土重等等。
2、設(shè)計計算
水泥回轉(zhuǎn)窯屬于滾筒式機器基礎(chǔ),其工作轉(zhuǎn)速一般很低,為5r/min以下。故物料在筒體內(nèi)不形成圓周運動,不產(chǎn)生簡諧的離心力。因此,機器在運轉(zhuǎn)時的動力影響非常小,在計算時除對齒輪的傳動力考慮2.0的動力系數(shù)外,其它均采用靜力法計算,不考慮動力因素。對于三檔或三檔以上的回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)可按下列三種工況進行計算。
(1)正常運轉(zhuǎn)工況。
(2)托輪脫空工況。由于窯內(nèi)煅燒溫度高,窯體會發(fā)生變形,有時將導(dǎo)致一個托輪脫空,使基礎(chǔ)墩受力不均勻。
(3)設(shè)有擋輪工況。由于回轉(zhuǎn)窯筒體具有3.5%的斜度,當窯體轉(zhuǎn)動時,會產(chǎn)生自重下滑,或由于一對托輪不平行,在運轉(zhuǎn)時使整個窯體上竄,為此,在個別窯墩上設(shè)有防止下滑或上竄的—對水平擋輪。
對于兩檔支承窯基礎(chǔ)的計算則有所不同,它不存在第二種工況,即不會發(fā)生托輪脫空的情況,而只需按正常運轉(zhuǎn)工況和設(shè)有擋輪工況進行計算即可。本例為2號窯墩設(shè)有檔輪。筆者編有詳細的計算表格,只需填入少量基礎(chǔ)數(shù)據(jù),便能自動計算出所需的結(jié)果。限于篇幅本文未將計算表格列入。讀者不難自行編制計算表格。感興趣的讀者也可筆者聯(lián)系。
3、投資對比
都江堰拉法基4000t/d水泥廠2002年建成投產(chǎn),正常運行已達5年,足以證明該廠兩檔支承回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)的設(shè)計是成功的。同為我院設(shè)計的也門AYCC4000t/d水泥廠因業(yè)主要求采用的是三檔支承回轉(zhuǎn)窯,由于后者多了一個窯墩,混凝土用量大約增加458m3。由此可見,僅從土建設(shè)計的角度來考量,兩檔支承回轉(zhuǎn)窯較之三檔支承回轉(zhuǎn)窯其節(jié)約資源之優(yōu)點就相當突出。
參考文獻
[1]江旭昌.再論新型超短窯的應(yīng)用及在我國的發(fā)展.新世紀水泥導(dǎo)報,2006,(3):5—11
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