軸流鼓風(fēng)機(jī)液壓伺服系統(tǒng)的清潔度控制
1．污染引起的故障
某煉鐵廠全靜葉可調(diào)Av40-12軸流鼓風(fēng)機(jī)是7號(hào)高爐的主供風(fēng)機(jī)，機(jī)組先后發(fā)生兩起風(fēng)機(jī)靜葉失控、故障停機(jī)事故，造成高爐休風(fēng)停產(chǎn)，嚴(yán)重制約高爐正常生產(chǎn)。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，軸流鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)力油站液壓油污染嚴(yán)重，清潔度降低，從而引起電液伺服閥故障是造成風(fēng)靜葉失控的主要原因。
動(dòng)力油站的主要技術(shù)參數(shù)見下表。
技術(shù)參數(shù)
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油箱容積/m3 |
0.45 |
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介質(zhì) |
L-HM32抗磨液壓油 |
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工作流量/(L/min) |
37 |
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過濾精度/μm |
5 |
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工作壓力/MPa |
12.5 |
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伺服閥型號(hào) |
Parker-BD15 |
動(dòng)力油站的液壓系統(tǒng)原理如圖12所示。
2．故障原因分析
電液伺服閥是液壓伺服系統(tǒng)中的重要元件之一，這類閥非常精密，因此它比其他液壓元件對(duì)污染更為敏感。油液中的顆粒污染對(duì)伺服閥的危害主要有以下幾個(gè)方面。
(1)淤積和堵塞引起閥心卡緊。
(2)磨損閥的關(guān)鍵表面和油孔。
(3)堵塞閥的控制孔。
污染卡緊是伺服閥的主要失效形式之一。伺服閥的油閥間隙一般為1～5μm，因而對(duì)微小顆粒非常敏感。
由于顆粒污染物在間隙內(nèi)淤積，引起摩擦力增大，因而導(dǎo)致響應(yīng)緩慢和工作不穩(wěn)定。當(dāng)主閥因淤積產(chǎn)生的摩擦力大于先導(dǎo)級(jí)的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，則伺服閥就不能動(dòng)作而失去控制。另外，伺服閥的控制口也容易被顆粒污染物堵塞，從而產(chǎn)生故障，盡管噴嘴孔的直徑一般為500μm。
噴嘴和擋板之間的間隙為50～100μn，但20μm以上的顆粒仍可能積聚成團(tuán)堵塞噴嘴孔。
顆粒污染的產(chǎn)生主要有以下幾方面。
(1)安裝時(shí)管路、液壓缸、液壓泵以及油箱的殘余顆粒污染物沒有清洗干凈，設(shè)備系統(tǒng)的初始清潔度沒有達(dá)到。
(2)來自初次注油或補(bǔ)油時(shí)的顆粒染物。
(3)經(jīng)油箱通氣孔侵入的灰塵顆粒。
(4)使用過程中由于液壓元件的磨損而產(chǎn)生的金屬顆粒。
(5)檢修時(shí)更換液壓元件，因液壓元件不清潔而帶入的污染顆粒。
3．處理措施
為了消除動(dòng)力油站顆粒污染物，提高油液清潔度，對(duì)該系統(tǒng)的改進(jìn)措施如下。
(1)制定合理的油液清潔度標(biāo)值，考慮到電液伺服閥對(duì)油液的清潔度要求較高和改造成本、效益的統(tǒng)一，確定動(dòng)力油站油液清潔度的目標(biāo)值定為NAS8級(jí)。
(2)采用高精度過濾技術(shù)，增設(shè)油箱旁路循環(huán)過濾系統(tǒng)（圖中虛線內(nèi)所示），提高系統(tǒng)油液的清潔度等級(jí)。旁路循環(huán)過濾的流量定為21L/min，壓力定為0.5MPa。濾芯材質(zhì)選用吸附性纖維素組織，屬于深層過濾，納污容量大，過濾精度高。
(3)采用全面清潔度控制(TCC)技術(shù)，加強(qiáng)操作、維修人員的培訓(xùn)，充分認(rèn)識(shí)液壓油清潔度控制的重要性；重新修訂設(shè)備的點(diǎn)檢維修作業(yè)制度，滿足設(shè)備和元件的清潔度要求，嚴(yán)禁檢修時(shí)帶人顆粒污染；檢修后對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)沖洗，直至油液達(dá)到規(guī)定的清潔度等級(jí)要求；實(shí)行主動(dòng)預(yù)防維護(hù)體系，定期更換系統(tǒng)濾芯，對(duì)關(guān)鍵部件電液伺服閥實(shí)行定期清洗和檢測，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
(4)對(duì)油箱人孔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，提高其密封性能。
經(jīng)過以上改進(jìn)，液壓伺服系統(tǒng)油液的清潔度大幅提高，改進(jìn)半月后油液的清潔度就穩(wěn)定在NAS7級(jí)，電液伺服閥的故障率顯著降低，并且大大延長軸向軸塞泵、伺服液壓缸、電液伺服閥的使用壽命。自改進(jìn)以來，未發(fā)生因電液伺服閥故障導(dǎo)致風(fēng)機(jī)突然停機(jī)而造成高爐風(fēng)口灌渣事故的發(fā)生。