2011年07月16日 随着中小氮肥厂造气炉膛的扩径,工艺管线不断加粗,阀门通径在不断加大,工艺阀门数量也在不断增加,另外,部分厂家正在兴建间歇富氧气化炉工程,过去有相当一部分单位存在油压系统配置较低、工艺阀门启闭速度较慢的问题,通过近几年我单位及行业同仁的共同努力,旧造气油压系统设备改造基本完成80%以上,基本上解决了工艺阀门动作速度过慢的问题,新建造气炉油压系统也在配置上力求做到一步到位。但是,部分厂家油压系统在实际运行过程中还存在一些问题,有待进一步完善;另外根据部分造气专家以及煤气化工艺节能技术要求,油压系统配置应该从进一步加快工艺阀门动作速度、完善安全措施,减少运行故障率入手,使油压系统配置及运行效果更趋于完善,达到节能降耗之目的。
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,有利于油压系统的稳定。但排量过大,一是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;二是增加了电耗。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。
目前大多造气油压泵站油泵均设计为上面板安装形式,油泵吸油时泵进口为微负压,原则上油泵尽量选择吸入口为正压,有利于油泵正常工作,尤其在油介质脏又处理不及时的情况下,极易造成因抽真空造成油泵损坏。个别厂家油泵更换频繁,从某些方面来讲与油泵安装位置有关。如果将油泵置于油箱以下(或侧面)安装,就能确保油泵抽油口始终处于微正压状态,有利于油泵的正常运行。
随着新建造气系统工艺阀门通径的加大,工艺阀门数量的增多,油箱的容积应随系统容量的增加而加大,否则,会造成停车后蓄能器及高位油回油箱后因容量不足而溢出;同时油箱加大后,使液压油有尽量充足的时间,让杂质充分沉淀。
以一台CB100泵站为例,目前大多油箱有效容积为600-700L左右,而油泵的排量为146L/min,液压油在油箱内的停留时间仅为4.1-4.8min,若将油箱有效容积增加到1500L,液压油则在油箱内的停留时间为10.3min,使液压油中的杂质充分沉淀。
在高温季节应确保油箱油温≤35℃,油温过高,液压油粘度降低,易产生积碳类杂质,会影响油介质的清洁度;在泵站回路总管串联外置冷却器,且保证溢流阀回油经过外置冷却器冷却后回油箱,能够有效降低油温,延长液压油及液压元件使用周期;为了使用维护方便应设置外置冷却器近路阀及溢流阀回油近路阀。
2、蓄能器
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Φ2.65m造气炉蓄能器容量应为≥60L,蓄能器容量越大,越有利于系统压力的稳定。蓄能器应每3-6个月进行一次检查校验,以确保最佳工作状态。
3、油压阀站
加快工艺阀门启闭速度,减少工艺阀门的‘待闭’‘待开’现象,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,关键是消除油压缸回路瓶颈,确保所有工艺阀门速度达到1.0-2.5S,争取达到0.8S之内。(根据使用方要求,设计整套合理配置)
① 阀站的阀位数量选择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;尤其对于日益成熟的机电一体化不停炉下灰控制装置,应留足安装阀位;
② 换向阀的型号选配因各单位要求的工艺阀门动作速度而定,在满足工艺阀门启闭速度要求的前提下做出合理配置;
③ 油压缸规格及控制回路的选择,根据工艺阀门的阻力及阀门动作速度确定;
④ 油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,也可与工艺阀门油压阀站合并于一体,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、出口处要装有截止阀,便于单台炉的检修而不影响其余炉的生产;
⑦ 每个阀站的进油截止阀后应安装泄压阀,方便检修换向阀。
4、油压缸
a、目前与Φ2650~Φ2800造气炉≥600的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。尤其是在加快工艺阀门动作后,上述工艺阀门的动作速度会大幅度提高,解决脱丝脱焊最有效的办法就是将法兰盘与缸筒连接牢固,可有效防止因油压缸体断裂造成的跑油、着火、停车等恶性事故的发生。
b、随着工艺阀门动作速度的进一步加快,必然会引起阀板、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,利用油压缸的缓冲作用,减缓阀板、阀座的冲击力。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,需要注意的是要保证缓冲部位不得影响工艺阀门的启闭速度。由于地域的差别,液压传导介质的粘度也随着季节温度的变化而变化,如果将缓冲部位间隙加工到某一固定值,就会出现春秋季节缓冲正常,夏季无缓冲,冬季进出缓冲区缓慢的问题。现将该部位设置外缓冲装置,根据气温及油液粘度的变化,调节通过油压缸外缓冲装置传导介质的流量,就杜绝了该问题的出现。
由于工艺阀门制造的偏差,再加上连接杆、弹簧座及十字头部位尺寸误差的影响,并不是所有同等规格型号的工艺阀门,都能保证有效行程的一致性,这样就会造成个别工艺阀门缓冲不到位或缓冲裕度过大的情况发生,采用可调节缓冲长度油压缸,通过调节装置,能使工艺阀门达到理想的缓冲效果。
c、油压缸密封材质的好坏,对油压缸使用周期及油压系统稳定性有着密切的关系。目前,虽然国内同行业部分厂家改用了格莱圈密封,由于油压缸体制造工艺及密封件质量的差异,一些厂家油压缸运行周期在6个月左右时就出现密封件磨损、串油现象,造成油压系统负荷加重,甚至出现压力提不起来,影响了造气炉的正常生产。
我公司改进后的油压缸密封采用格莱圈+Y型圈结构形式,既弥补格莱圈泄漏量的缺陷,又发挥Y型圈密封性能的优势,大大延长油压缸密封连续运行时间,对 稳定造气生产起到了很大的作用。
d、油压缸回路加装在线检测开关,能够在不停炉状态下,对油压缸密封件的密封性能进行检测,为快速诊断油压系统故障部位所位找到了一条捷径。
5、胶管总成
钢丝编织胶管应采用国内名优厂家产品,接头的材质、尺寸应符合相关技术标准,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四层钢丝缠绕胶管总成,以提高系统运行的可靠性。
6、对于造气炉上开式烟囱阀、炉顶煤气出口阀及电关式上行煤气阀,如果电网突然停电后油压系统又不保压,就会造成系统停车后上述工艺阀门不能保持在安全开启状态,由此可能导致造气炉安全事故发生。现将上述工艺阀门油压缸回路加装安全自锁装置,就会避免上述不安全因素的发生。
7、提高油压控制系统运行的稳定性
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,许多都是由于油液污染或进水引起的,因此防止油液污染十分重要,有条件的厂家可采用真空滤油机对液压油进行定期循环过滤,将介质中的水份、胶质、灰尘、杂质基本滤除,使液压油清洁达标。油压系统所使用的油泵、控制阀等液压元件之间都有良好的配合间隙,或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,使泄漏量增加或出现卡阻现象,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。油液进水后除会引起上述故障发生外,还会导致压力突然变化,加快油泵、溢流阀、换向阀损坏速度。
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这两个基本条件。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、高效的运行状态,为企业节能增效创造有利条件。