中速磨煤機(jī)液壓加載系統(tǒng)原理及故障分析

林邦春，胡旦明，郭為

（神華（福州）羅源灣港電有限公司，福建 福州 350512）

大型電站鍋爐制粉系統(tǒng)常規(guī)采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹設(shè)計(jì)，中速磨煤機(jī)的穩(wěn)定性決定了整個(gè)制粉系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而液壓加載系統(tǒng)故障是液壓加載中速磨煤機(jī)的主要故障點(diǎn)，做好液壓加載系統(tǒng)的故障分析和處理是減少制粉系統(tǒng)故障率的關(guān)鍵。本文主要通過對(duì)意大利Atos/Scoda 公司的液壓加載系統(tǒng)的常見故障進(jìn)行分析，總結(jié)液壓加載系統(tǒng)故障分析的原則及預(yù)防措施。

1 ATOS 液壓加載系統(tǒng)組成及原理

1.1 液壓加載系統(tǒng)組成

中速磨煤機(jī)液壓加載系統(tǒng)是磨煤機(jī)的重要組成部分，主要由高壓油泵、控制閥組、油管路、加載油缸、蓄能器等部件組成。其主要功能是為中速磨煤機(jī)磨輥提供隨負(fù)荷而變化的碾磨壓力，其壓力的大小由控制閥組中的比例溢流閥根據(jù)負(fù)荷變化的指令信號(hào)來控制液壓系統(tǒng)的壓力來實(shí)現(xiàn)。

1.2 液壓加載系統(tǒng)工作原理

液壓加載系統(tǒng)的工作原理如圖1，其共有四種運(yùn)行狀態(tài)，分別為自循環(huán)狀態(tài)、變加載狀態(tài)、定加載狀態(tài)、抬放磨輥狀態(tài)。

1.2.1 自循環(huán)狀態(tài)

手動(dòng)換向閥手柄置于右位。油泵從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器、手動(dòng)換向閥、回到油箱。液壓加載系統(tǒng)處于備用狀態(tài)時(shí)，采用此狀態(tài)運(yùn)行。

圖1 原理圖

1.2.2 變加載狀態(tài)

系統(tǒng)發(fā)出變加載指令信號(hào)時(shí)，手動(dòng)換向閥手柄置于左位，抬放磨輥電磁換向閥在右位，液動(dòng)閥控制電磁閥在右位，定變切換電磁閥在右位。油泵從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器、手動(dòng)換向閥、電磁換向閥、主油路進(jìn)入加載油缸。旁路經(jīng)過定變切換電磁閥、比例溢流閥、回到油箱。加載油缸無桿腔油經(jīng)液動(dòng)閥，回油至油箱。加載壓力與指令信號(hào)成正比例關(guān)系，即加載壓力隨給煤量的變化而改變，此狀態(tài)為磨煤機(jī)正常工作狀態(tài)。

1.2.3 定加載狀態(tài)

系統(tǒng)發(fā)出定加載運(yùn)行指令信號(hào)時(shí)，手動(dòng)換向閥手柄置于左位，抬放磨輥電磁換向閥在右位，液動(dòng)閥控制電磁閥在右位，定變切換電磁閥在左位。油泵從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器、手動(dòng)換向閥、電磁換向閥、主油路進(jìn)入加載油缸。旁路經(jīng)過定變切換電磁閥、溢流閥，回到油箱。加載油缸無桿腔油經(jīng)液動(dòng)閥，回油至油箱。磨煤機(jī)定加載狀態(tài)是比例溢流閥發(fā)生故障，無法使用的情況下的一種備用工作狀態(tài)。

1.2.4 抬放磨輥狀態(tài)

在正常啟?；驒z修磨煤機(jī)過程中，需對(duì)磨煤機(jī)磨輥進(jìn)行抬放操作。磨煤機(jī)的抬放磨輥有兩個(gè)狀態(tài)，一是抬磨輥狀態(tài)，二是放磨輥狀態(tài)，二者均屬于磨煤機(jī)的非運(yùn)行狀態(tài)。抬磨輥時(shí)，手動(dòng)換向閥手柄置于左位，液動(dòng)閥控制閥在左位，液動(dòng)閥在右位關(guān)閉狀態(tài)，抬放磨輥電磁換向閥在左位。油泵從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器、手動(dòng)換向閥、抬放磨輥電磁換向閥、調(diào)速閥，進(jìn)入加載油缸無桿腔。另一路通過液動(dòng)閥控制電磁閥進(jìn)入液動(dòng)閥的控制活塞，關(guān)閉液動(dòng)閥，切斷無桿腔回油。加載油缸有桿腔的油液經(jīng)抬放磨輥電磁換向閥，最后回到油箱。放磨輥時(shí)，手動(dòng)換向閥手柄置于左位，液動(dòng)閥控制閥在左位，液動(dòng)閥在右位關(guān)閉狀態(tài)，抬放磨輥電磁換向閥在右位。油泵從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器、手動(dòng)換向閥、抬放磨輥電磁換向閥，進(jìn)入加載油缸有桿腔。加載油缸無桿腔的油液經(jīng)調(diào)速閥、抬放磨輥電磁換向閥，最后回到油箱。磨輥下降到位后，液動(dòng)閥控制閥在右位，切斷進(jìn)入液動(dòng)閥的控制油路，液動(dòng)閥在彈簧的作用下打開，處于左位。加載油缸無桿腔與油箱聯(lián)通。

2 液壓加載系統(tǒng)的壓力調(diào)整

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統(tǒng)復(fù)雜，存在自循環(huán)、定加載、變加載、抬放磨輥等多種狀態(tài)，不同狀態(tài)所需的液壓油壓力不同，但各壓力之間又存在相互影響，所以調(diào)整液壓油系統(tǒng)的步驟及各壓力的整定值對(duì)磨煤機(jī)的正常運(yùn)行是至關(guān)重要。

2.1 液壓加載系統(tǒng)壓力調(diào)整步驟

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統(tǒng)主要有5 個(gè)壓力，分別為系統(tǒng)壓力、定加載壓力、變加載壓力、液動(dòng)控制閥壓力、抬磨輥壓力。整個(gè)系統(tǒng)采用旁路泄壓控制的方式來控制各個(gè)壓力，所有壓力都是在系統(tǒng)壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制。

第一步：系統(tǒng)壓力調(diào)整。調(diào)整液壓加載系統(tǒng)為定加載狀態(tài)（即手動(dòng)換向閥手柄置于左位，液動(dòng)閥控制電磁閥位于右位，抬放磨輥電池閥位于右位，定變切換電磁閥位于左位），鎖緊溢流閥6，全松溢流閥3，然后啟動(dòng)油泵，切換手動(dòng)換向閥手柄至右位，系統(tǒng)自循環(huán)，排除系統(tǒng)管路空氣。切換手動(dòng)換向閥手柄至左位，緩慢鎖緊溢流閥3，觀察壓力表M2，此時(shí)壓力表M2 顯示的即為系統(tǒng)壓力，調(diào)整系統(tǒng)壓力至16 ～17MPa，鎖定溢流閥3，系統(tǒng)壓力調(diào)整完畢。

第二步：變加載壓力調(diào)整。變加載壓力是在系統(tǒng)壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，利用比例溢流閥的開度，實(shí)現(xiàn)壓力的實(shí)時(shí)在線調(diào)整，所以變加載壓力的調(diào)整就是對(duì)比例溢流閥的整定。用計(jì)算機(jī)通過專業(yè)接線連接比例溢流閥，打開ATOS 比例溢流閥整定軟件，在軟件上調(diào)整比例溢流閥開度，觀察壓力表M4，當(dāng)壓力達(dá)到變加載最低壓力時(shí)，設(shè)定開度為0%，輸入電流為4mA，繼續(xù)調(diào)整比例溢流閥開度，壓力達(dá)到變加載壓力最大值時(shí)，設(shè)定開度為100%，輸入電流為20mA。

第三步：定加載壓力調(diào)整。在第一步的基礎(chǔ)上，緩慢松開溢流閥6，觀察壓力表M5，此時(shí)壓力表M5 顯示的壓力為定加載壓力，定加載壓力達(dá)到需要的值時(shí)，鎖定溢流閥6，定加載壓力調(diào)整完畢。定加載壓力是在系統(tǒng)壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行壓力下降調(diào)整，所以定加載壓力不可能大于系統(tǒng)壓力。

第四步：液動(dòng)閥控制油壓力調(diào)整。在第三步的基礎(chǔ)上，全松溢流閥11，切換液動(dòng)閥控制閥10 至左位，緩慢鎖緊溢流閥11，觀察壓力表M1，此時(shí)壓力表M1 顯示的壓力為液動(dòng)閥控制油壓力，壓力到達(dá)所需要調(diào)整的壓力后，鎖定溢流閥11，液動(dòng)閥控制油壓力調(diào)整完畢，切換液動(dòng)閥控制閥10至右位。

第五步：抬磨輥壓力調(diào)整。在第四步的基礎(chǔ)上，全松溢流閥8，然后切換抬放磨輥電磁閥至左位，緩慢鎖緊溢流閥8，觀察壓力表M3，此時(shí)壓力表M3 顯示的壓力為抬磨輥壓力，壓力達(dá)到所需調(diào)整的壓力后，鎖定溢流閥8，抬放磨輥電磁閥7 至右位，抬磨輥壓力調(diào)整完畢。

在調(diào)整抬磨輥壓力后，可以同步開始調(diào)整磨輥升降的速率，操作抬放磨輥電磁閥7 至左位，這個(gè)時(shí)候觀察三個(gè)磨輥的上升速度，調(diào)整溢流閥14，反復(fù)升降磨輥，直到三個(gè)輥的同步上升，且速率達(dá)到所需的速率。調(diào)整溢流閥15，反復(fù)升降磨輥，直到三個(gè)輥的同步下降，且速率達(dá)到所需的速率。

2.2 液壓加載系統(tǒng)壓力整定值

液壓加載系統(tǒng)各壓力的值之間存在著一定的聯(lián)系，壓力值的大小關(guān)系著磨煤機(jī)是否正常運(yùn)行，所以壓力定值的設(shè)定是至關(guān)重要的。

系統(tǒng)壓力是所有壓力的基礎(chǔ)，要高于變加載最大壓力，設(shè)定為16 ～17MPa；變加載壓力過低影響磨煤機(jī)碾磨能力，過高會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)振動(dòng)，最低壓力要比蓄能器壓力高1MPa左右，根據(jù)廠家推薦，設(shè)定區(qū)間為5 ～15MPa；定加載為比例溢流閥故障時(shí)的備用加載狀態(tài)，其設(shè)定考慮一定的安全性，設(shè)定值為10 ～12MPa。抬磨輥壓力需要考慮克服三個(gè)磨輥的自重，一般設(shè)定為7 ～9MPa，磨輥較小時(shí)可選擇低值，磨輥大時(shí)選擇高值。液動(dòng)閥控制油壓力的選擇需與抬磨輥壓力相匹配，壓力基本與抬磨輥壓力一致或者略高。

3 液壓加載系統(tǒng)的常見故障及處理措施

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統(tǒng)的常見故障主要有液壓油系統(tǒng)無壓力、液壓油壓力波動(dòng)、液壓油溫度高等故障表現(xiàn)，下面對(duì)造成這幾種故障的原因進(jìn)行分析。

3.1 液壓加載系統(tǒng)無壓力

油泵啟動(dòng)后，系統(tǒng)壓力M2 壓力為零，切換定加載狀態(tài)、變加載狀態(tài)均無壓力。

（1）油泵聯(lián)軸器損壞，油泵未實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)。手動(dòng)盤電機(jī)，如盤動(dòng)較重，可排除此原因；如盤動(dòng)很輕，拆開電機(jī)與油箱連接法蘭，檢查聯(lián)軸器確認(rèn)。

（2）油泵軸端密封泄漏，油泵無出力。拆開電機(jī)，檢查聯(lián)軸器罩殼，罩殼內(nèi)有大量積油，則油泵軸端密封泄漏，更換油泵。

（3）油箱油位低，油泵吸入管口未能進(jìn)油。打開油箱觀察孔，查看油泵吸入管是否浸沒在油里，如未浸沒，需要進(jìn)行加油。

（4）油系統(tǒng)中有空氣，油泵空轉(zhuǎn)。旋松油泵出口管路上的接頭（不可以全部松脫），手動(dòng)盤油泵，直到接頭處有油滲出，鎖緊接頭，啟動(dòng)油泵。

（5）手動(dòng)換向閥未切換至加載狀態(tài)或未切到位。確認(rèn)手動(dòng)換向閥手柄是否切換至左位。

3.2 液壓加載系統(tǒng)壓力油波動(dòng)

液壓油壓力波動(dòng)，是磨煤機(jī)液壓加載系統(tǒng)的主要故障，大部分液壓油缺陷都是體現(xiàn)在壓力波動(dòng)上，液壓油波動(dòng)的原因多種多樣，主要的有以下幾個(gè)原因。

3.2.1 液壓油壓力波動(dòng)的主要原因

（1）液壓缸磨損或密封損壞，導(dǎo)致泄漏。

（2）調(diào)節(jié)壓力的溢流閥損壞，液壓油從溢流閥泄壓。

（3）比例溢流閥故障，變加載調(diào)節(jié)失效。

（4）油泵故障，油封漏油或油泵損壞導(dǎo)致出力不夠。

（5）控制回路跳閘失電，導(dǎo)致比例溢流閥失電。

（6）定變切換閥故障，導(dǎo)致定變切換卡死。

（7）操作不當(dāng)，變加載調(diào)節(jié)幅度過大或切換頻率過快。

3.2.2 液壓油壓力波動(dòng)故障處理步驟

（1）就地切換至定加載狀態(tài)，觀察壓力變化。必須就地切換，排除由于控制系統(tǒng)因素導(dǎo)致定變切換失效。如果定加載壓力正常，則控制系統(tǒng)及定加載系統(tǒng)正常，檢查比例溢流閥。

（2）遠(yuǎn)方切換至變加載，觀察就地壓力表，如果定加壓力表和變加壓力表均有壓力，則檢查清洗定變切換溢流閥。

（3）全松系統(tǒng)壓力溢流閥，鎖緊定加載溢流閥，手動(dòng)切換至定加載，逐漸鎖緊系統(tǒng)壓力溢流閥，觀察壓力變化，若壓力無變化，更換系統(tǒng)壓力溢流閥。

（4）全松定加載壓力的溢流閥，鎖緊系統(tǒng)壓力溢流閥，逐漸鎖緊定加載溢流閥，觀察壓力變化，若壓力無變化，更換定加載溢流閥。

（5）檢查油泵是否漏油，如果是剛啟動(dòng)的油泵，則先進(jìn)行管路排空氣。

（6）重新啟動(dòng)油泵，觀察壓力，調(diào)整系統(tǒng)壓力，如果系統(tǒng)壓力可以調(diào)整至17MPa 并保持，則（9）。

（7）檢查三個(gè)液壓缸是否外漏，更換外漏厲害的液壓缸。

（8）檢查三個(gè)液壓缸的表面溫度及回油管溫度，更換溫度較高的液壓缸。

（9）重新啟動(dòng)油泵，調(diào)整系統(tǒng)壓力及定加載壓力，熱工重新調(diào)整比例溢流閥。

3.3 液壓油溫度高

液壓油溫度高，也是液壓加載系統(tǒng)的常見故障，液壓油溫度高并不會(huì)直接導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的故障，但是溫度過高會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)內(nèi)密封的失效，從而引起液壓系統(tǒng)故障，所以液壓油溫度高需要引起重視。其主要的原因有以下幾種。

（1）冷油器冷卻不足，主要有冷油管結(jié)垢、冷卻水不足等原因。

（2）油箱油位過高，油泵整體浸入油中，導(dǎo)致油泵散熱被油吸收，油溫上升。

（3）油泵出口泄漏，大量油未經(jīng)過冷油器直接回到油箱，導(dǎo)致溫度上升。

（4）液壓缸密封不嚴(yán)，導(dǎo)致液壓油節(jié)流，油溫上升，直接回到油箱。

（5）磨煤機(jī)磨盤漏風(fēng)大，熱風(fēng)加熱液壓缸，導(dǎo)致回油溫度上升。

4 液壓加載系統(tǒng)故障預(yù)防措施

液壓加載系統(tǒng)的主要故障為液壓油壓力的異常，其主要因素為油泵泄漏、電磁閥卡澀、液壓缸密封損壞、比例溢流閥故障等原因，根據(jù)上述故障原因的分析，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下預(yù)防措施。

4.1 定期濾油，保證液壓油潔凈度

定期取樣化驗(yàn)油質(zhì)及油液清潔度，根據(jù)情況，每月應(yīng)取樣檢驗(yàn)顆粒度和水分一次，顆粒度必須達(dá)到NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)八級(jí)，含水量必須≤2‰；每半年應(yīng)取樣檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)粘度、鐵譜、酸值一次。補(bǔ)充液壓油時(shí)，需采用濾油機(jī)過濾加油。

4.2 采取防塵措施，減少煤粉污染

磨煤機(jī)區(qū)域?yàn)楦叻蹓m區(qū)域，煤粉污染是油質(zhì)污染的主要來源，同時(shí)煤粉顆粒會(huì)加劇液壓缸的磨損，所以做好防塵措施是非常有必要的。液壓系統(tǒng)的主要污染點(diǎn)有液壓油站及加載油缸動(dòng)靜結(jié)合面，對(duì)液壓油站封閉及對(duì)加載油缸加載防塵罩。

4.3 清潔液壓油站內(nèi)部，防止閥組卡澀

每日用棉布清潔液壓油站內(nèi)部及液壓缸防護(hù)罩內(nèi)衛(wèi)生，保證液壓系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，清潔需專業(yè)人員進(jìn)行，避免設(shè)備誤動(dòng)。

4.4 記錄液壓油油溫，降低密封件老化

液壓系統(tǒng)內(nèi)部大量使用橡膠等密封件，溫度過高加劇密封件老化，每日記錄液壓油工作溫度，液壓油工作溫度應(yīng)保持在10 ～60℃，高于60℃時(shí)需盡快查找原因。

4.5 記錄液壓缸溫度，結(jié)合大修更換密封件

每日記錄液壓缸無桿腔溫度，根據(jù)溫度判斷液壓缸密封件損壞情況，結(jié)合大修更換液壓缸密封件。

5 結(jié)語

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統(tǒng)的常見故障主要有液壓油系統(tǒng)無壓力、液壓油壓力波動(dòng)、液壓油溫度高等，主要由油泵泄漏、電磁閥卡澀、液壓缸密封損壞、比例溢流閥故障等原因造成。本文根據(jù)液壓系統(tǒng)原理及工作中故障處理的過程，總結(jié)了液壓加載系統(tǒng)的故障判斷方法及預(yù)防措施，供國內(nèi)同類型電廠相關(guān)人員參考及借鑒。