0 前言
随着小氮肥厂造气炉膛由φ2.26m扩到φ2.4m，又由φ2.4m扩到φ2.65m或φ2.8m，中氮肥厂造气炉由φ2.75m扩到φ3.0m，再扩到φ3.3m。工艺管线不断加粗，工艺阀门数量在不断增加，阀门通径也在不断加大，有相当一部分厂家油压系统配置还沿用初期设计，其主要问题是工艺阀门启闭速度慢，有效制气时间短和原料气的损失，已成为影响造气炉发气量的因素之一。因此，油压控制系统必须不断完善，才能满足在造气炉新工艺条件下运行的要求。
经过多年改进，我公司的油压系统设计主要考虑到以下几方面优化运行条件：
1 油压泵站
随着造气炉炉膛、工艺阀门通径的加大及工艺阀门数量的增加，油压系统需要的供油量也相应增大。适当增加油泵的排量，可以弥补液压元件因长周期运行磨损导致的内泄漏，有利于油压系统工作的稳定。但排量过大，使油箱内溢流量增加，油温居高不下，从而导致油液粘度下降，系统无法正常工作。因此选择合理排量的油泵较为重要。
油泵的选型应采用机械效率较高、噪音小、性能稳定的产品：系统回油阻力应尽量小；为了加强对油介质的过滤，系统回路应设置回油过滤器。油压泵站应设有压力继电器、油位继电器及测温元件，满足泵站自动运行条件的要求。
为了确保高温季节油箱油温≤35℃，应在泵站回路总管串联外置冷却器，溢流阀回油经过外置冷却器冷却后回油箱：同时应设置外置冷却器近路阀及溢流阀回油近路阀。
五种油压泵站主要技术参数(见表1)。
2 采用泵站智能控制柜，可达到泵站自动运行无人值守的目的，控制柜应具有下列功能
(1)手动／自动控制方式的切换。
(2)自动检测并显示油泵的工作状况，上传至DCS。
(3)具有报警功能，当液位低时发出报警信号后延时停泵，液位高时发出报警信号。压力低于设定值1.5s后自动启用备用泵，压力达到正常设定压力10s后或达到高限值时停止备用泵。
(4)油泵因故障跳闸， 自动启动备用油泵，在原油泵故障排除之前不能自动切换到原油泵，并且始终显示故障报警。复位后，蜂鸣器停响，灯闪烁，当故障排除，按复位按钮5s后，消除报警，可启用该泵。
(5)先启动的泵为主泵，PLC自动记忆。
(6)两台油泵轮流工作，间隔24h后自动转换至另一泵工作。
(7)具有回油过滤器超压报警功能。
3 蓄能器配置
蓄能器的安装应满足能量释放快、阻力小，且在各阀站之间均匀分布的条件。
蓄能器作为油压系统的辅助动力源，其配置直接影响着油压系统工作压力的稳定。据计算，每台中2.65m造气炉蓄能器容量应为560L，蓄能器容量越大，越有利于系统压力的稳定。
4 油压阀站
要提高工艺阀门启闭速度，除了保证油压泵站流量及蓄能器容量合理配置外，换向阀、管路、阀门及接头配置也至关重要，关键是必须消除油压缸回路瓶颈，使之达到加快工艺阀门速度的目的。
(1)阀站的阀位数量原则上应比所控制的工艺阀门的数量富余出1～2个阀位，满足系统的可扩展性。
(2)换向阀的配置因油压缸而定，满足工艺阀门启闭速度42.5s；
(3)油压缸控制回路可选择差动和直动接法两种形式，根据计算工艺阀门的阻力及油压缸的推力对比后确定；
(4)压缸回路应设置相关工艺阀门安全联锁装置，联锁形式及数量因工艺流程而定；
(5)下灰阀站可独立设置，也可与油压工艺阀站合并于一体，下灰油压缸回路应设置安全自锁装置，防止因油压波动造成灰门松动；
(6)每个阀站油路的进、出口处装有截止阀，便于单台炉的检修而不影响其余炉的生产。
五种换向阀的应用及配置情况配置参照见表2。
油压系统管路配置见表3。
5 油压缸
(1)目前与φ2650～φ2800造气炉工艺阀门配置大多采用D80或D90油压缸，其推力和拉力较D63油压缸增加很多。个别生产厂家仍采用普通丝扣结构形式，以致频繁出现油压缸法兰盘脱丝现象，造成全系统停车事故。因此，解决法兰盘脱丝现象最有效的办法就是将法兰盘与缸筒焊接于一体，防止上述事故发生。
(2)加快工艺阀门的动作速度，对增加有效制气时间、提高造气炉的效率起到了至关重要的作用。但阀门动作速度的加快，必然会引起油压缸对阀板、阀座冲击力的加大，导致工艺阀门的使用寿命缩短，甚至会出现座板阀阀板被撞坏的可能。所以，既要保证工艺阀门启闭速度快捷，又要保护工艺阀门不受冲击，最有效的方法就是采用缓冲结构油压缸，通过油压缸的缓冲作用，使其对工艺阀门的冲击力减小，既加快了工艺阀门的启闭速度，又延长了工艺阀门的使用寿命，还要保证缓冲部位，不得影响有效油压缸有效行程区间的开关速度。
(3)油压缸密封材质的好坏，与油压缸正常使用周期及油压系统稳定性有着密切的关系。目前，国内同行业油压缸生产厂家普遍采用了丁腈橡胶或聚氨脂作为油压缸密封材料。由于油压缸体制造工艺及密封件质量的差异，导致了一些厂家油压缸运行至3～6个月时就出现密封件破碎、掉屑现象，尤其到了夏季，油温的升高加快了密封件的老化及破损，从而引发工艺阀门不启闭现象的出现，影响了造气炉的正常生产。
(4)油压缸回油应加装在线检测开关，能够在不停炉状态下，对油压缸活塞密封件的性能进行检测。
我公司油压缸密封件采用高耐磨聚四氟乙烯复合材料双密封形式，具有抗老化、不破碎、使用寿命长等特点，在正常使用条件下，三年内不拆检油压缸，不因密封件的损坏影响工艺阀门的启闭。经中冀正元、河北金源、深州化肥、景县化肥、冀衡化肥、东光化工、永年化肥、金石化肥、辛集化工、邯钢化肥、沧州大地、河间瀛州化工、兖矿鲁南、兖矿峄山、鲁西东阿、鲁西平阴、明水、宁津永兴、日照富民、济南化肥、天脊晋城化工、五台山化工、寿阳、文水、永济中农、原平化学、大川、榆社、安阳化学、三门峡金茂、罗山金鼎、鹤壁宝马、商都、延化化工、辉县二化、新乡燃化、心连心、世纪金源、卫辉豫北化工、淇县、漯河宏丰、尉氏化工、安徽三星、贵州化肥、陕西陕化、宜化楚星、湖化三宁、张掖农友、宁夏贺兰山、湖北潜江、云南文山、兵器工业部甘肃银达化工等厂家使用后，效果十分理想，延长了油压缸的使用寿命，减轻了造气维修工人的劳动强度，对稳定造气生产起到了很大的作用。
比如：石家庄中冀正元化工有限公司自2004年6月份将当时的5台造气炉油压缸密封全部改造采用高耐磨聚四氟乙稀密封材料，一直运行至2007年10月份才陆续更换，其间没有发生过一次因油压缸密封件损坏影响过工艺阀门启闭事故发生。此前油压缸密封件的使用寿命在三个月左右，最长不超过六个月，改造后对稳定造气生产起到很大作用，目前已在正元集团另外两个公司造气推广使用该技术。
6 胶管总成
钢丝编织胶管应采用国内名优厂家产品，连接头钢材材质应按照相关标准加工，另外，鉴于造气炉的灰门及炉口部位具有温度高、易出现喷火等现象，建议采用耐高温、防火型胶管总成。对于有条件的厂家全系统可采用钢丝缠绕胶管总成，以提高系统运行的可靠性。
7 提高油压控制系统运行的稳定性
如使油压系统长周期、无故障稳定运行，一是要求系统配置合理；二是液压元件质量必须有所保障，这两点是先决条件。另外，日常维护及维修也极其重要。
在油压系统常见故障中，很大比例是由油液污染引起的，因此防止油液污染十分重要，油压系统所使用的油泵、控制阀等液压元件，在运行过程中，零件之间都有良好的配合表面并带有阻尼孔和缝隙式控制阀口，如果油液混入固体杂质就会堵塞阻尼孔和缝隙，使元件不能正常工作，如果进入元件的配合表面，其精度和粗糙度就会遭到破坏，使泄漏量增加并出现卡阻现象，大大缩短液压元件的使用寿命，严重时会影响油压系统的正常运行。
良好的维护和认真管理则是防止油液污染的有效方法，可采取以下措施：
(1)油液贮存环境保持清洁，油液用具要保持干净；
(2)油箱周围环境保持清洁，油箱应加盖密封，并为油箱呼吸装设空气滤清器；
(3)油液要严格过滤，滤油器应及时检查清洗；
(4)维护油压系统时，严格执行清洁操作规程，防止杂物带入系统。
引起油压系统压力波动大的因素可归纳为以下几个方面：
(1)电磁阀内泄量超标；
(2)油压缸密封件损坏造成油压缸串油；
(3)蓄能器内件损坏或充气压力不合适；
(4)溢流阀调节性能变差；
(5)油泵实际排量比额定流量变小；
(6)系统油温过高或过低；
(7)油介质的粘度。
判断引起压力波动的原因，首先是日常维修经验的积累；其次是靠检测手段检测(比如采用电磁阀检测校验装置对电磁阀性能进行检测及筛选，采用油压缸在线检测装置在不停炉状态下对油压缸密封件情况进行检测)。对于系统存在的故障因素，要按先后顺序逐项检查，逐一排除，直到找到问题所在。
检查顺序应为：蓄能器→溢流阀→换向阀→油泵→油压缸。
8 影响工艺阀门启闭速度的因素
影响工艺阀门启闭速度的因素归纳为以下几点：
(1)换向阀流量；
(2)油压缸回路通径；
(3)油压系统工作压力；
(4)油压系统回路备压；
(5)油介质的粘度及温度；
(6)油压缸油路的连接形式；
(7)换向阀工作电压。
只要完善以上系统配置，消除油压缸回路瓶颈，使之达到匹配合理，满足工作条件，就一定能够把工艺阀门的启闭速度控制在理想的范围之内。
综上所述，造气油压控制系统在造气生产中占有重要地位，要保证造气生产的正常运行，首先应满足油压系统运行稳定及工艺阀门启闭速度快捷的两个基本条件。油压系统运行不理想的厂家一定要下定决心，尽快改进，尽早完善，以确保油压系统早日达到稳定、可靠、理想的运行状态，为企业节能增效创造有利条件。
