造氣爐油壓系統運行條件的優化

隨著小氮肥廠造氣爐膛由Φ2.26m擴到Φ2.4m，又由Φ2.4m擴到Φ2.65m或Φ2.8m,中氮肥廠造氣爐由Φ2.75m擴到Φ3.0m，再擴到Φ3.3m。工藝管線不斷加粗，工藝閥門數量在不斷增加，閥門通徑也在不斷加大，有相當一部分廠家油壓系統配置還延用初期設計，其主要問題是工藝閥門啟閉速度慢，有效制氣時間短和原料氣的損失，已成為影響造氣爐發氣量的因素之一。因此，油壓控制系統必須不斷完善，才能滿足在造氣爐新工藝條件下運行的要求。
   經過多年改進，我廠的油壓系統設計主要考慮到以下幾方面優化運行條件：
1、油壓泵站：
   隨著造氣爐爐膛、工藝閥門通徑的加大及工藝閥門數量的增加，油壓系統需要的供油量也相應增大。適當增加油泵的排量，可以彌補液壓元件因長周期運行磨損導致的內泄漏，有利于油壓系統工作的穩定。但排量過大，使油箱內溢流量增加，油溫居高不下，從而導致油液粘度下降，系統無法正常工作。因此選擇合理排量的油泵較為重要。
   油泵的選型應采用機械效率較高、噪音小、性能穩定的產品；系統回油阻力應盡量小；為了加強對油介質的過濾，系統回路應設置回油過濾器。油壓泵站應設有壓力繼電器、油位繼電器及測溫元件，滿足自動化控制條件的要求。
   為了確保高溫季節油箱油溫≤35℃，應在泵站回路總管串聯外置冷卻器，溢流閥回油經過外置冷卻器冷卻后回油箱；同時應設置外置冷卻器近路閥及溢流閥回油近路閥。

五種換向閥的應用及配置情況配置參照表

油壓系統管路配置

4、油壓缸：
   a、目前與Φ2650～Φ2800造氣爐工藝閥門配置大多采用D80或D90油壓缸，其推力和拉力較D63油壓缸增加很多。個別生產廠家仍采用普通絲扣結構形式，以致頻繁出現油壓缸法蘭盤脫絲現象，造成全系統停車事故。因此，解決法蘭盤脫絲現象最有效的辦法就是將法蘭盤與缸筒焊接于一體，防止上述事故發生。
   b、加快工藝閥門的動作速度,對增加有效制氣時間、提高造氣爐的效率起到了至關重要的作用。但閥門動作速度的加快,必然會引起油壓缸對閥板、閥座沖擊力的加大,導致工藝閥門的使用壽命縮短，甚至會出現座板閥閥板被撞壞的可能。所以，既要保證工藝閥門啟閉速度快捷，又要保護工藝閥門不受沖擊，最有效的方法就是采用緩沖結構油壓缸，通過油壓缸的緩沖作用，使其對工藝閥門的沖擊力減小，既加快了工藝閥門的啟閉速度，又延長了工藝閥門的使用壽命。
   c、油壓缸密封材質的好壞，與油壓缸正常使用周期及油壓系統穩定性有著密切的關系。目前，國內同行業油壓缸生產廠家普遍采用了丁腈橡膠或聚胺脂作為油壓缸密封材料。由于油壓缸體制造工藝及密封件質量的差異，導致了一些廠家油壓缸運行至3-6個月時就出現密封件破碎、掉屑現象，尤其到了夏季，油溫的升高加快了密封件的老化及破損，從而引發工藝閥門不啟閉現象的出現，影響了造氣爐的正常生產。
   我公司油壓缸密封件采用高耐磨聚四氟乙烯復合材料雙密封形式，具有抗老化、不破碎、使用壽命長等特點，在正常使用條件下，三年內不拆檢油壓缸，不因密封件的損壞影響工藝閥門的啟閉。經中冀正元、河北金源、深州化肥、景縣化肥、冀衡化肥、東光化工、永年化肥、金石化肥、辛集化工、邯鋼化肥、滄州大地、河間瀛州化工、兗礦魯南、兗礦嶧山、魯西東阿、魯西平陰、明水、寧津永興、日照富民、濟南化肥、天脊晉城化工、五臺山化工、壽陽、文水、永濟中農、原平化學、大川、榆社、安陽化學、三門峽金茂、羅山金鼎、鶴壁寶馬、商都、延化化工、輝縣二化、新鄉燃化、心連心、世紀金源、衛輝豫北化工、淇縣、漯河宏豐、尉氏化工、安徽三星、貴州化肥、陜西陜化、宜化楚星、湖化三寧、張掖農友、寧夏賀蘭山、湖北潛江、云南文山、兵器工業部甘肅銀達化工等廠家使用后，效果十分理想，延長了油壓缸的使用壽命，減輕了造氣維修工人的勞動強度，對穩定造氣生產起到了很大的作用。
   比如：石家莊中冀正元化工有限公司自2004年6月份將當時的5臺造氣爐油壓缸密封全部改造采用高耐磨聚四氟乙稀密封材料，一直運行至2007年10月份才陸續更換，其間沒有發生過一次因油壓缸密封件損壞影響過工藝閥門啟閉事故發生。此前油壓缸密封件的使用壽命在三個月左右，最長不超過六個月，改造后對穩定造氣生產起到很大作用，目前已在正元集團另外兩個公司造氣推廣使用該技術。
5、膠管總成：
   鋼絲編織膠管應采用國內名優廠家產品，連接頭鋼材材質應按照標準加工，另外，鑒于造氣爐的灰門及爐口部位具有溫度高、易出現噴火等現象，建議采用耐高溫、防火型膠管總成。對于有條件的廠家全系統可采用鋼絲纏繞膠管總成，以提高系統運行的可靠性。
6、提高油壓控制系統運行的穩定性：
   如使油壓系統長周期、無故障穩定運行，一是要求系統配置合理；二是液壓元件質量必須有所保障，這兩點是先決條件。另外，日常維護及維修也極其重要。
在油壓系統常見故障中,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，油壓系統所使用的油泵、控制閥等液壓元件，在運行過程中，零件之間都有良好的配合表面并帶有阻尼孔和縫隙式控制閥口，如果油液混入固體雜質就會堵塞阻尼孔和縫隙，使元件不能正常工作，如果進入元件的配合表面，其精度和粗糙度就會遭到破壞，使泄漏量增加并出現卡阻現象，大大縮短液壓元件的使用壽命，嚴重影響油壓系統的正常運行。
   良好的維護和認真管理則是防止油液污染的有效方法,可采取以下措施：
   ①油液貯存環境保持清潔,油液用具要保持干凈；
   ②油箱周圍環境保持清潔，油箱應加蓋密封，并為油箱呼吸裝設空氣濾清器；
   ③油液要嚴格過濾，濾油器應及時檢查清洗；
   ④維護油壓系統時，嚴格執行清潔操作規程，防止雜物帶入系統。
   引起油壓系統壓力波動大的因素可歸納為以下幾個方面：
   a、電磁閥內泄量超標；
   b、油壓缸密封件損壞造成油壓缸串油；
   c、蓄能器內件損壞或充氣壓力不合適；
   d、溢流閥調節性能變差；
   e、油泵實際排量比額定流量變小；
   f、系統油溫過高或過低；
   g、油介質的粘度。
   判斷引起壓力波動的原因，首先是日常維修經驗的積累；其次是靠檢測手段檢測（比如采用電磁閥檢測校驗裝置對電磁閥進行檢測及篩選）。對于系統存在的故障因素，要按先后順序逐項檢查，逐一排除，直到找到問題所在。
檢查順序應為：蓄能器--溢流閥--換向閥--油泵--油壓缸。
7、影響工藝閥門啟閉速度的因素
   影響工藝閥門啟閉速度的因素歸納為以下幾點：
   a、換向閥流量；
   b、油壓缸回路通徑；
   c、油壓系統工作壓力；
   d、油壓系統回路備壓；
   e、油介質的粘度及溫度；
   f、油壓缸油路的連接形式；
   g、換向閥工作電壓。
   只要完善以上系統配置，消除油壓缸回路瓶頸，使之達到匹配合理，滿足工作條件，就一定能夠把工藝閥門的啟閉速度控制在理想的范圍之內。
   綜上所述，造氣油壓控制系統在造氣生產中占有重要地位，要保證造氣生產的正常運行，首先應滿足油壓系統運行穩定及工藝閥門啟閉速度快捷的兩個基本條件。油壓系統運行不理想的廠家一定要下定決心，盡快改進，盡早完善，以確保油壓系統早日達到穩定、可靠、理想的運行狀態，為企業節能增效創造有利條件

河北長佳液壓機電有限公司