石 光,趙劍波,王振中,魏 娜
TRM
TRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)的應(yīng)用
石 光,趙劍波,王振中,魏 娜
Application of TRM Vertical Roller Mill Hydraulic System
立式輥磨液壓系統(tǒng)是輥磨設(shè)備的核心部件之一,其安裝質(zhì)量的好壞將決定液壓系統(tǒng)使用壽命的長(zhǎng)短,最終決定著磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率。本文根據(jù)TRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)工作原理,詳細(xì)介紹了該液壓系統(tǒng)安裝、管路沖洗和日常維護(hù)等方面的實(shí)際應(yīng)用情況,供大家參考。
立式輥磨;液壓系統(tǒng);運(yùn)轉(zhuǎn)率
Applic
TRM型立式輥磨的粉磨部件由磨盤和磨輥組成。磨盤上有環(huán)形研磨軌道,在傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),磨輥被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。磨輥通過磨輥軸固定在搖臂上,搖臂另一端與液氣彈性系統(tǒng)連接構(gòu)成一個(gè)杠桿系統(tǒng),將一定大小的粉磨力施加到喂入磨盤上的物料上。磨輥依自重和液氣彈性系統(tǒng)施加的粉磨力作用于料床實(shí)現(xiàn)物料的粉磨。磨輥液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)很巧妙,不僅可以調(diào)節(jié)粉磨力的大小,而且可根據(jù)料床厚度的變化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)磨機(jī)啟、停過程中磨輥的抬、落,具有一定的自適應(yīng)能力;一方面可保持所需的粉磨力,另一方面可吸收磨機(jī)運(yùn)行振動(dòng)的大部分能量,從而保證粉磨過程的連續(xù)穩(wěn)定。
2.1 磨輥液氣彈性系統(tǒng)組成
磨輥粉磨系統(tǒng)由磨輥、磨輥軸、搖臂和液壓系統(tǒng)等組成。液氣彈性系統(tǒng)由液壓站(HTRM)、油缸、氣囊式蓄能器、管路和閥門、油位、油壓、油溫等監(jiān)測(cè)和控制元件組成。2個(gè)磨輥共用1個(gè)液壓站。管路采用串聯(lián)方式。相應(yīng)的電磁閥、安全閥、手動(dòng)閥、過濾器、傳感器和手動(dòng)控制按鈕等集成在液壓站內(nèi)。磨輥液壓管路的進(jìn)、回油口分別與液壓站的出、回油口連接。借助于液壓站內(nèi)的閥門系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主磨輥的抬、落和位置保持,完成系統(tǒng)操作壓力、背壓的設(shè)定和調(diào)節(jié)。磨輥低位設(shè)有軟保護(hù)和硬件保護(hù)。軟保護(hù)由限位開關(guān)和程序通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),硬件保護(hù)由安裝于磨機(jī)本體的具有一定彈性的緩沖機(jī)械限位裝置實(shí)現(xiàn)。位置保護(hù)是指為防止因磨輥位置過低而導(dǎo)致磨輥和磨盤間金屬接觸造成損壞或磨損而設(shè)置的限位措施,如圖1所示。
圖1 磨輥粉磨系統(tǒng)示意圖
2.2 磨輥液氣彈性系統(tǒng)工作原理
2.2.1 磨機(jī)的啟動(dòng)
磨機(jī)啟動(dòng)前磨輥被液壓系統(tǒng)鎖定于高位,即便是磨盤上積存了一定厚度的物料,也可以保證磨機(jī)的空載啟動(dòng),降低啟動(dòng)力矩。磨機(jī)啟動(dòng)一定時(shí)間后,喂料系統(tǒng)順序啟動(dòng),待磨盤上積存一定厚度的物料時(shí),手動(dòng)控制液壓系統(tǒng)落下磨輥并加壓使其進(jìn)入粉磨工作狀態(tài)。
2.2.2 液氣彈性系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)
在粉磨過程中,磨輥被液氣彈性系統(tǒng)借助搖臂杠桿壓到待粉磨的料床上,隨磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng),磨輥被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。磨盤上料床厚度變厚,磨輥被物料抬起,搖臂產(chǎn)生輕微的偏擺,油缸的活塞向外伸出一定距離,有桿腔有一定量的油流出,此時(shí)所有閥門均未改變狀態(tài),流出的油經(jīng)管路流入氣囊式蓄能器內(nèi),氣囊上部的氮?dú)獗贿M(jìn)一步壓縮,壓力升高。與此相對(duì),油缸無桿腔油壓相對(duì)減小,原有的平衡失去,必須有油流入。氣囊式蓄能器內(nèi)原有的平衡被打破,氣囊上部的氮?dú)馀蛎?,將下部的油壓入油缸的無桿腔,壓力降低。當(dāng)磨盤上料床厚度變薄時(shí)則情況正好相反。如此,油缸的有桿腔和無桿腔油壓均有變化,但始終保持在一定范圍內(nèi)。磨輥液壓系統(tǒng)工作原理如圖2所示。
在以上過程中,盡管液壓系統(tǒng)的油泵未曾啟動(dòng),所有的閥門均無動(dòng)作,但是系統(tǒng)能夠使磨輥適應(yīng)料床厚度的變化而自動(dòng)抬落,同時(shí)保證施加所需的粉磨力,這就是液氣彈性系統(tǒng)。由于氣體與液體相比有良好的可壓縮性,彈性系統(tǒng)蓄能器內(nèi)預(yù)壓縮的氮?dú)獗粔嚎s和相對(duì)地被釋放來吸收或補(bǔ)充油缸活塞兩側(cè)油量的變化,就像彈簧的壓縮和釋放一樣,能有效地起到隔振作用,保持粉磨力的持續(xù)和相對(duì)的穩(wěn)定,保證輥磨連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。兩個(gè)磨輥的油缸及各自的蓄能器串聯(lián)到液壓管線上,所以每個(gè)磨輥在同一時(shí)間能分別適應(yīng)隨機(jī)變化的不同料床厚度,并保證所施加的粉磨力基本不變。不但降低了振動(dòng)、吸收了振動(dòng)能量,而且將磨盤上兩個(gè)磨輥粉磨力的偏載限制在一定范圍內(nèi),確保了磨機(jī)主減速機(jī)止推軸承受力的基本對(duì)稱和設(shè)備的安全運(yùn)行。
2.2.3 液氣彈性系統(tǒng)基本動(dòng)作、油液走向
(1)抬輥
1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.2單向閥-27.2壓力變送器-22.3壓力表-33.6節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔
油缸上腔-33.2節(jié)流閥-33.5節(jié)流閥-22.4壓力表-27.1壓力變送器-16.1換向閥-18.1截止閥-14.1節(jié)流閥-油箱
(2)落輥
1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.1單向閥-27.1壓力變送器-22.2壓力表-33.5節(jié)流閥-33.2節(jié)流閥-油缸上腔
油缸下腔-33.1節(jié)流閥-33.6節(jié)流閥-22.3壓力表-27.2壓力變送器-16.2換向閥-18.2截止閥-14.1節(jié)流閥-油箱
(3)快速抬輥
1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.2單向閥-27.2壓力變送器-22.3壓力表-33.6節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔
圖2 磨輥液壓系統(tǒng)工作原理
油缸上腔-33.2節(jié)流閥-28.1插裝閥-33.7節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔
2.2.4 液氣彈性系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)
液壓系統(tǒng)除具備以上彈性功能外,還可方便地通過DCS操作或修改參數(shù)實(shí)現(xiàn)以下功能的調(diào)節(jié),如表1所示。通過改變電磁閥閥芯的位置可改變油路實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)不同的功能。因不易看清液壓柜內(nèi)閥門的功能及油路,表1可以結(jié)合圖2幫助用戶了解該液壓系統(tǒng)的構(gòu)成和原理,有助于用戶對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)。
說明:按表1設(shè)置的接通狀態(tài)可以完成相應(yīng)的操作。磨機(jī)啟動(dòng)、停車時(shí),液壓系統(tǒng)按照程序執(zhí)行抬、落輥;修改參數(shù)時(shí),只需中控操作給定參數(shù),然后由程序自動(dòng)控制泵、閥完成調(diào)節(jié);磨機(jī)維護(hù)檢修時(shí),將控制由Remote(遠(yuǎn)程即中控)切換為L(zhǎng)ocal(現(xiàn)場(chǎng)),即可使用液壓柜按鈕開關(guān)完成所需的動(dòng)作。
3.1 磨輥液壓系統(tǒng)安裝
先安裝液壓站和液壓缸及蓄能器,將兩端固定,中間配液壓管道。液壓站的安裝相對(duì)簡(jiǎn)單,只要將液壓站擺放到位,保證其水平垂直,使用地腳螺栓固定即可。
3.1.1 液壓缸安裝
液壓缸安裝需非常注意,有扭矩要求的螺栓尤其是轉(zhuǎn)軸的固定螺栓,一定要使用扭矩扳手操作,使其達(dá)到扭矩要求。
3.1.2 蓄能器安裝
蓄能器安裝時(shí)一定要注意保證其垂直度,可用水平儀進(jìn)行檢測(cè)。因此安裝時(shí)應(yīng)先將蓄能器的固定座點(diǎn)焊好,調(diào)整好位置后再滿焊,如果在找正前就先滿焊了固定座,之后再作調(diào)整就比較困難了。對(duì)于氣囊式蓄能器,需同時(shí)保證其固定的橡膠圈與蓄能器貼合緊密、受力均勻。氣囊式蓄能器在工作時(shí)會(huì)承受較高的工作壓力,其材質(zhì)性能和抗壓能力均需經(jīng)過檢測(cè),安裝過程中要注意避免任何可能改變其材質(zhì)性能的操作。安裝期間,會(huì)有很多的焊機(jī)電線裸露在現(xiàn)場(chǎng),極容易和蓄能器碰撞而產(chǎn)生火花,從而可能導(dǎo)致蓄能器因材質(zhì)性能變化而報(bào)廢,需注意。
3.1.3 液壓缸和蓄能器連接
連接蓄能器和液壓缸的過程中,注意不要同時(shí)打開所有連接口的保護(hù)蓋,應(yīng)連接一個(gè)后再打開另一個(gè),以防止粉塵進(jìn)入,因?yàn)橐簤焊缀托钅芷魇遣恍枰M(jìn)行沖洗作業(yè)的。
3.1.4 液壓管路安裝
液壓管路使用的鋼管一般由液壓站配套廠家提供,鋼管已經(jīng)酸洗,兩端用堵頭密封,使用時(shí)方可打開堵頭。根據(jù)液壓管路連接圖,從蓄能器開始,向液壓站連接。具體的管道布置及走向要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量每一段管子的長(zhǎng)度,再進(jìn)行裁截。裁截只能使用冷加工的方法,推薦使用手鋸裁截,切忌使用會(huì)產(chǎn)生大量熱量的加工方法,以免管子材質(zhì)性能發(fā)生變化,產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。鋸截管子時(shí)要使用安裝公司提供的專用夾具,以保證所鋸截面與管子夾角垂直。需要彎管時(shí),一定要使用彎管器,一方面能保證彎曲角度精確,另一方面可以減小管子直徑方向的變形。管箍安裝時(shí),要注意使用專用的管件,將專用管件水平焊接在開闊的位置進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊后能看到管箍在管子上移動(dòng)留下了約1.5mm的痕跡,這樣管箍才能承受住系統(tǒng)的壓力,保證良好的密封效果。管路固定采用管卡的方式,先將槽鋼固定在基礎(chǔ)上,然后將管卡座固定在槽鋼上,固定槽鋼的間距定為1.5~2m,太近會(huì)浪費(fèi)管卡,太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致管路在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)。在布置方式上,管路之間可以上下布置(如布置在基礎(chǔ)側(cè)墻上的管路),也可以水平布置(如布置在基礎(chǔ)上的管路),但一定要注意合理布置管路接頭。安裝時(shí)可先將管子一根根排列,先裝中間的,后裝外面的。但在維護(hù)的時(shí)候可能只需拆中間的而不拆外面的,所以,安裝時(shí)需考慮到以后的檢修問題,使接頭能容易地打開。在管道安裝過程中,如果管內(nèi)進(jìn)入塵土或其他雜物,盡可能使用壓縮空氣或干凈的棉布清理。禁止使用各種化學(xué)清洗劑清洗管道,以免清洗油與化學(xué)清洗劑發(fā)生反應(yīng),造成串油不徹底,引起工作用油失效或其他問題。
表1 電器接通情況*
液壓管路第一次連接成回路,表明預(yù)裝工作已完成,接下來的是管路清洗,清洗完成后,要把管路重新接成工作回路,進(jìn)行加壓試驗(yàn),檢查管路是否泄漏。一般先將壓力加到1MPa,檢查全部管路,然后加到5MPa,再次檢查全部管路,最后將壓力增加到最大工作壓力,保持一段時(shí)間后再次檢查是否有泄漏。如果有泄漏,要泄壓進(jìn)行緊固。如果緊固后仍有輕微滲油,可使用錘子敲打管件兩側(cè),再加以緊固。直至檢查全部管路都沒有滲漏,液壓管路安裝工作才算完成(見圖3)。
3.2 磨輥液壓系統(tǒng)管路沖洗
3.2.1 沖洗設(shè)備要求
實(shí)際操作時(shí)對(duì)油箱容量的要求以管道內(nèi)充滿沖洗油,泵不吸入空氣,沖洗油能夠循環(huán)為準(zhǔn),也可以選擇容積較大的油箱,加油時(shí)控制加油量即可。對(duì)于油泵能力,要求其在指定的流量下能夠產(chǎn)生5MPa的壓力。但在實(shí)際操作中,很難找到在指定流量下能產(chǎn)生這么大壓力的沖洗泵,因此實(shí)際的沖洗壓力在2MPa左右也可以接受。
3.2.2 連接管路
沖洗前需要使用軟管將液壓管路系統(tǒng)串成幾個(gè)獨(dú)立的回路(液壓缸不接入沖洗回路),每次沖洗一個(gè)回路。沖洗的連接管路中使用的連接件由輥磨公司提供,一般來講,這些連接件都有富余,如果有缺少,也可在當(dāng)?shù)刭徶猛?guī)格的零件。
3.2.3 檢查回路
在開始沖洗之前,要特別注意檢查管路串油機(jī)配帶的油箱,確保在向油箱中注入沖洗用油前油箱是干凈的,沒有任何其他的液體。因?yàn)橛拖浣?jīng)常放在室外,所以有時(shí)會(huì)混入雨水或者漏入其他液體,有時(shí)會(huì)留有上次沖洗剩下的油,這些液體都會(huì)導(dǎo)致加入到油箱中的油作廢,沖洗結(jié)果不合格。
另一個(gè)檢查重點(diǎn)是,回路中閥門是否打開,管路中的排油口閥門是否已關(guān)閉。一定要確?;芈飞系拈y門都已打開,否則,一旦開啟沖洗油泵,產(chǎn)生的壓力不僅會(huì)損壞過濾器,也會(huì)給操作人員帶來危險(xiǎn)。
圖3 輥磨液壓管路布置示意圖
3.2.4 選擇沖洗油
沖洗時(shí)可以使用操作用油或?qū)S玫臎_洗油,使用操作用油可以避免沖洗完成后油品種改變,無論選用何種油,必須使用細(xì)過濾器向沖洗單元的油箱中注油。使用專用的沖洗油沖洗完后,必須將油箱內(nèi)的沖洗油完全放空。
3.2.5 沖洗操作
檢查完成后,點(diǎn)動(dòng)油泵,向回路中慢慢注入沖洗油,一旦回路中充滿了油,就可以增加泵的流量。在沖洗一個(gè)回路約4h后,第一次取樣測(cè)試,如果測(cè)試結(jié)果與要求差別較大,則再過4h取樣檢測(cè);如果測(cè)試結(jié)果接近要求,則將取樣時(shí)間逐步縮短,直到測(cè)試結(jié)果達(dá)到要求;如果發(fā)現(xiàn)沖洗結(jié)果變化很小,則說明需要更換濾芯。沖洗一個(gè)回路所需的時(shí)間由管路的干凈程度和長(zhǎng)度決定,一般幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí)不等。輥磨液壓系統(tǒng)管路沖洗結(jié)果一般都達(dá)到了NAS 7級(jí),沖洗完成后,需要求沖洗公司將沖洗結(jié)果進(jìn)行記錄,并由各參與方簽字后留存,以備查詢。在完成了一個(gè)回路的沖洗之后,連接下一個(gè)回路,重復(fù)上面的沖洗過程,直到完成所有的回路沖洗。
3.2.6 恢復(fù)管路工作回路
在沖洗完后,管路需一節(jié)節(jié)地接回工作回路,隨時(shí)保護(hù)好打開的管口。所有回路連接完成后,將蓄能器的壓力調(diào)整到工作壓力值,通過濾油車向液壓站油箱注入操作用油。點(diǎn)動(dòng)液壓站油泵,向整個(gè)液壓管路中注入操作用油,隨后緩慢升高系統(tǒng)壓力至5MPa,檢查管件及法蘭是否有泄漏現(xiàn)象,如沒有,則繼續(xù)緩慢升高系統(tǒng)壓力至14MPa,再次檢查管件及法蘭是否有泄漏現(xiàn)象,如還是沒有泄漏現(xiàn)象,說明設(shè)備的液壓系統(tǒng)已可正常工作,整個(gè)沖洗操作完成。在升壓過程中,若發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象需立即停止升壓,泄壓后緊固管件,重復(fù)升壓及檢查過程,直至沒有泄漏現(xiàn)象發(fā)生。
沖洗過程完成后,要及時(shí)清理機(jī)架周圍地面上的清洗油,以免油滲入到混凝土基礎(chǔ)里面,對(duì)輥磨基礎(chǔ)造成損害。
3.3 磨輥液壓系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定
在實(shí)際運(yùn)行中,首先應(yīng)根據(jù)粉磨物料的性質(zhì)確定蓄能器的充氮壓力,一般取0.3~0.5倍系統(tǒng)工作壓力。在液壓系統(tǒng)完全卸壓時(shí),將氣囊式蓄能器充入氮?dú)獾礁髯源_定的壓力,輥磨運(yùn)行前設(shè)定主壓和背壓值。磨機(jī)啟動(dòng)后液壓系統(tǒng)自動(dòng)將操作壓力和背壓升高到設(shè)定值,運(yùn)行中當(dāng)實(shí)際值超出設(shè)定值后,系統(tǒng)自動(dòng)按相應(yīng)功能改變油泵和電磁閥的狀態(tài)進(jìn)行壓力修正,使壓力重新恢復(fù)到設(shè)定值。
粉磨礦渣時(shí),礦渣易磨性差,需施以較大的粉磨力,粉磨過程中容易產(chǎn)生振動(dòng),因此將主壓設(shè)定為11~12MPa,背壓設(shè)定為2.5~3MPa。
粉磨熟料時(shí),熟料易磨性相對(duì)較差,含水分低,相對(duì)不易建立穩(wěn)定料床。磨機(jī)運(yùn)行時(shí),需采取磨內(nèi)噴水措施,選取相對(duì)較低的粉磨壓力。因此將主壓設(shè)定為10~11MPa,背壓設(shè)定為2.5~3MPa。
粉磨生料時(shí),生料易磨性較好,可選取較低的粉磨壓力。因此將主壓設(shè)定為6.5~7.5MPa,沒有背壓參數(shù)。
原料情況不是一成不變的,如到廠的礦渣水分、熟料的強(qiáng)度和粒徑,每個(gè)廠的情況等都不一樣。因此,生產(chǎn)操作人員需根據(jù)實(shí)際情況和供貨商所提供的參數(shù),總結(jié)出適合各自生產(chǎn)情況的參數(shù),而非一成不變地按調(diào)試工程師的設(shè)定值生產(chǎn)。
輥磨液壓系統(tǒng)對(duì)于磨機(jī)的開、停及運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,為保證磨機(jī)正常、安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查、維護(hù)。除常規(guī)檢查和維護(hù)外,還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):
(1)定期檢查蓄能器氮?dú)鈮毫Γ绕浔狈降貐^(qū),應(yīng)在進(jìn)入夏、冬兩季時(shí)實(shí)測(cè)每個(gè)蓄能器氮?dú)鈮毫?,壓力不足設(shè)定值時(shí)需進(jìn)行充氮。
(2)磨機(jī)運(yùn)行過程中若無其他原因振動(dòng)加劇,應(yīng)檢查氮?dú)鈮毫Α?/p>
(3)蓄能器必須充入氮?dú)猓瑖?yán)禁用空氣或其他氣體替代。
(4)充氮?dú)馇耙笠簤合到y(tǒng)卸壓,即所有的油回流到液壓柜油箱內(nèi)。
(5)如有液壓油泄露,需經(jīng)常檢查油箱液位,不足時(shí)添補(bǔ)。
(6)必須添加與原液壓油相同牌號(hào)的油品。
(7)油品的質(zhì)量、清潔度和工作粘度對(duì)液壓系統(tǒng)操作的安全性、經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備壽命起決定作用。
(8)排氣和充氮?dú)獗仨毎匆簤合到y(tǒng)操作說明和步驟執(zhí)行,并使用隨機(jī)所配的專用工具和儀表。
(9)在磨機(jī)運(yùn)行和系統(tǒng)維護(hù)過程中,嚴(yán)禁任何人接觸電磁閥、手動(dòng)閘閥和進(jìn)行電磁閥線路的檢測(cè)、維修。
(10)液壓系統(tǒng)維護(hù)過程中,禁止任何人或人身體某部位滯留在磨盤和磨輥之間,以防意外。若是不得已如此,需將磨輥用支架支撐。
在立式輥磨液壓系統(tǒng)中,絕大多數(shù)輥磨磨輥加壓系統(tǒng)采用液氣彈性系統(tǒng)。輥磨液壓系統(tǒng)是輥磨設(shè)備的核心部件之一,其安裝質(zhì)量的好壞將決定液壓系統(tǒng)使用壽命的長(zhǎng)短,最終決定著磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率。立式輥磨工作環(huán)境屬于高粉塵環(huán)境,液壓元件對(duì)工作環(huán)境和油液的清潔度要求較高,因此液壓系統(tǒng)在日常維護(hù)保養(yǎng)中不可忽視,以保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命。
[1]北京中冶邁克液壓有限公司.立式輥磨液壓工作站使用說明書[Z],2010.
[2]申占民,吳杰,王振中,鄭倩.立式輥磨液壓系統(tǒng)污染的防治[J].水泥技術(shù),2010,(1).
[3]張松平.水泥生產(chǎn)線液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試[J].四川水泥,2008,(3).?
TQ172.632.5
A
1001-6171(2017)02-0039-06
中材裝備集團(tuán)有限公司,天津300400;
2016-07-01;編輯:孫娟