KC-0978篦冷機液壓系統(tǒng)的改造與故障判斷處理

我公司5?000t/d水泥熟料生產(chǎn)線于2005年初投產(chǎn)，其中熟料冷卻設備選用的是第三代KC—0978型篦冷機，整體設計為三段式篦床結(jié)構(gòu)，規(guī)格為：3.6m×35m，篦床有效冷卻面積為：123.2m2，冷卻熟料能力為：5?000~5?500t/d。篦冷機篦床選用了液壓式推動系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)設計工作壓力為18MPa，該系統(tǒng)為節(jié)能型的比例控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)選用了威格士低噪音工業(yè)用負載敏感變量柱塞泵，最大排量為131mL/r，最高工作壓力為25MPa，液壓系統(tǒng)的換向閥選用了派克比例換向閥，通油能力為190L/min，液壓系統(tǒng)其他控制元件均選用國內(nèi)外知名品牌的控制元件。

1、篦冷機正常工作狀態(tài)系統(tǒng)正常生產(chǎn)時，每段篦床分別通過各自的液壓泵、液壓控制元件、液壓執(zhí)行元件及液壓缸來實現(xiàn)每段篦床活動篦板的前推和回推的往復運動，最終達到推動并輸送物料的作用。充分考慮篦冷機在熟料煅燒中的重要作用，為確保生產(chǎn)能夠安全穩(wěn)定運行，液壓系統(tǒng)還配有一臺備用泵，用來防止因常用泵或電機出現(xiàn)故障造成的事故停機，備用泵系統(tǒng)無液壓控制元件單元，動力泵可借助常用泵系統(tǒng)液壓控制元件單元滿足一、二、三段任何一段篦床的動力供給能力。液壓系統(tǒng)工作原理見圖1。

2、存在的問題通過多年的生產(chǎn)實踐，我們將KC—0978型篦冷機液壓系統(tǒng)故障歸納為以下幾點：（1）動力單元柱塞泵、液壓系統(tǒng)的控制元件、執(zhí)行元件因長期工作磨損、老化造成的系統(tǒng)功能下降，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)壓力低、流量波動大、液壓元件本身或系統(tǒng)溫度高，嚴重時會造成設備停機等重大事故。圖1篦冷機液壓系統(tǒng)推動示意（改前）（2）因介質(zhì)液壓油長期使用黏度下降或雜質(zhì)較多造成的系統(tǒng)故障，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)壓力、流量不穩(wěn)定，液壓元件磨損快，更容易出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象，會經(jīng)常性地造成控制元件單元中的比例閥、溢流閥、單向閥等液壓閥件卡死或閥芯磨損，導致設備停機等重大事故。（3）因電控故障造成的系統(tǒng)停機，主要表現(xiàn)為壓力變送器輸出不準確或用以控制執(zhí)行元件液壓缸往復運動的接近開關(guān)感應不靈敏，造成的篦冷機掉篦速，往復運動的行程長度、篦床運動頻率不穩(wěn)定，嚴重時會造成壓死篦床，導致設備停機等重大事故。（4）因燒成工藝控制問題，煅燒過程中物料發(fā)黏，形成較多的大塊，壓死篦床，導致設備停機等重大事故。

3、改進措施為解決在生產(chǎn)過程中篦冷機因液壓系統(tǒng)故障造成的停機問題，我們對篦冷機液壓系統(tǒng)進行了改進，并總結(jié)了幾點措施用以解決在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的實際問題。3.1系統(tǒng)改進對篦冷機液壓系統(tǒng)備用泵組進行了改進，增加了液壓控制元件單元。在本液壓系統(tǒng)中，如圖2所示部分液壓控制元件呈現(xiàn)多且集中的特點，這也是液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的多發(fā)點，在實際生產(chǎn)運行中幾乎90%的液壓系統(tǒng)故障都源于此，且故障出現(xiàn)時都會造成主機設備篦冷機及回轉(zhuǎn)窯止料停機，故障點排查困難、排查時間長。結(jié)合圖1，發(fā)現(xiàn)此液壓系統(tǒng)設計之初，備用泵部分就沒有設計液壓系統(tǒng)控制元件單元，為提高備用泵系統(tǒng)的可靠性，增強備用泵的實用性，我們對備用泵系統(tǒng)增加了液壓元件控制單元，即備用泵系統(tǒng)投用切換的一系列控制閥。通過對備用泵系統(tǒng)的整體改造，實現(xiàn)了備用泵系統(tǒng)能夠完全獨立地滿足一、二、三段任何一段篦床的控制與推動功能，避免了90%的停機故障。篦冷機液壓系統(tǒng)改造后如圖3所示圖2篦冷機液壓系統(tǒng)控制元件單元示意3.2正常生產(chǎn)中液壓系統(tǒng)常見故障——壓力損失原因排查：液壓系統(tǒng)存在泄漏問題導致液壓油不足，解決方法為補充液壓油；由于長期的運行，液壓控制元件單元中的比例換向閥、先導式溢流閥、溢流閥、單向閥出現(xiàn)磨損或卡滯，這些問題需要在日常巡檢的數(shù)據(jù)積累中分析得出，如圖2所示，圖中A、P、B、C四個測壓點，檢測的壓力分別是：A篦床的前推壓力、P泵的出口壓力、B篦床的回推壓力、C前推或者回推經(jīng)梭閥的壓力（即負載敏感回路的壓力），這樣將數(shù)據(jù)匯總為表格（如表1所示）。經(jīng)長期統(tǒng)計對比，當其中一個測壓點出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時啟用備用系統(tǒng)，更換異常系統(tǒng)中的問題液壓元件；液壓系統(tǒng)動力元件柱塞泵發(fā)生磨損或損壞，通常表現(xiàn)為振動值、泵本身的運行聲音分貝值及溫度都會增大，解決方法為啟用備用系統(tǒng)更換柱塞泵。圖3篦冷機液壓系統(tǒng)推動示意（改后）表1篦冷機測壓點巡檢記錄

MPa3.3正常生產(chǎn)中液壓系統(tǒng)常見故障——閥塊卡停原因排查：在正常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)因閥塊卡停造成的事故停機，因液壓系統(tǒng)中的輔助元件O型密封圈、高壓球閥內(nèi)部尼龍密封圈老化以及高壓柱塞泵斜盤破碎，碎塊進入液壓系統(tǒng)管道，運行至閥塊位置導致的閥塊卡?；蛞簤河捅晃廴?；液壓油中的顆粒物造成的閥塊卡停，這種情況一般會在短時間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)。假設初次發(fā)生是因為篦冷機三段的比例換向閥卡停導致主機設備停機的問題，對閥塊清洗或更換后運行正常，短時間內(nèi)可能還會出現(xiàn)，這種情況需要現(xiàn)場處理人員準確判斷，并在常用泵系統(tǒng)與備用泵系統(tǒng)之間快速切換，并對事故閥塊進行清洗，判斷顆粒雜質(zhì)來源，并對產(chǎn)生顆粒雜質(zhì)的元器件及時更換，以確保設備產(chǎn)正常連續(xù)運行。3.4正常生產(chǎn)中液壓系統(tǒng)常見故障——執(zhí)行元件液壓缸內(nèi)泄原因排查：在正常生產(chǎn)中液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件液壓缸（圖4中47.1、47.2）會因活塞密封損壞，或互通球閥（圖4中45.3、45.6）閥芯磨損或內(nèi)部尼龍密封老化，造成系統(tǒng)內(nèi)泄，主要表現(xiàn)為液壓缸在運行過程中逐步升溫，與同一液壓系統(tǒng)中無內(nèi)泄的液壓缸有著20℃以上的溫差，液壓缸在往復運行中也會出現(xiàn)液壓油在有桿腔與無桿腔之間來回竄動發(fā)出的“嗤嗤”聲，這時更換液壓缸或互通閥，溫度很快就會降到正常值。當執(zhí)行元件液壓缸在設備運行初期出現(xiàn)抖動或爬行現(xiàn)象，有可能是在檢維修過程中系統(tǒng)內(nèi)有空氣進入，這種情況可打開相應液壓缸排氣螺栓進行排氣，排氣后抖動現(xiàn)象會自然消除。圖4液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件部分3.5正常生產(chǎn)中液壓系統(tǒng)常見故障——液壓缸不動作或掉篦速在正常生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)液壓缸不動作或掉篦速情況，應先用金屬片人為測試接近開關(guān)的靈敏度，如液壓缸仍不能正常動作，應及時更換接近開關(guān)，以解決問題。3.6正常生產(chǎn)中液壓系統(tǒng)常見故障——壓篦床在正常生產(chǎn)過程中，篦冷機液壓系統(tǒng)通常會因為自身掉篦速、壓力不足、流量損失或閥件卡滯造成主機設備停機，導致落入篦冷機的物料不能及時推出，形成壓死篦床的現(xiàn)象；并且也會因工藝操作不當，出現(xiàn)熟料過黏、大塊過多等情況，造成壓死篦床的現(xiàn)象?？紤]員工安全，煅燒系統(tǒng)溫度未降至安全溫度范圍以下，杜絕一切人員以任何方式進入篦冷機腔體內(nèi)進行清料，但等待系統(tǒng)降至常溫又會造成停窯時間過長，造成重大生產(chǎn)停窯事故。解決辦法為調(diào)整柱塞泵出口壓力及系統(tǒng)壓力，通過提高系統(tǒng)壓力的方法強行將篦床推動起來。如圖5所示，通過調(diào)整柱塞泵本體的負載調(diào)整螺栓，增大柱塞泵的出口壓力，以此達到提高壓力的目的，需要注意的是，調(diào)整時壓力值一定要小于柱塞泵的設計安全壓力。同時，通過調(diào)整圖2中先導式溢流閥及其他三個溢流閥的工作壓力，以提高篦床前推、后推的工作壓力。圖5威格士PVH131型柱塞泵示意通過以上兩個調(diào)整方法，增大了篦冷機液壓系統(tǒng)工作壓力，以達到推動被壓死篦床的目的。如果仍無法推動篦床或只能小幅度推動，可通過縮短篦床行程長度，并手動來回頂動比例換向閥左右閥芯，待篦床能夠順暢地前推和后推時，換成液壓系統(tǒng)自動往復運動，并逐步增大篦床行程長度，直至恢復到正常行程長度。系統(tǒng)工作壓力逐漸下降到正常值后，需把壓力調(diào)整至原值，以保護系統(tǒng)各液壓元件及附件的壽命，延長使用時間。3.7液壓系統(tǒng)中液壓油的過濾、閥件的更換由于長期運行，液壓系統(tǒng)中液壓油可能會進入一些顆粒物。停窯檢修過程中可以利用循環(huán)泵組的自循環(huán)過濾功能，在更換新的濾網(wǎng)后，實現(xiàn)液壓油的自循環(huán)過濾，從而使液壓系統(tǒng)能夠更平穩(wěn)地運行，也能降低閥件的磨損，延長其使用壽命。在檢修、更換備件后，經(jīng)試車系統(tǒng)無漏油現(xiàn)象，但是考慮液壓系統(tǒng)在高壓運行狀態(tài)下的往復運動可能產(chǎn)生一定的振動，在系統(tǒng)投入運行15~20d時一定要再次緊固所更換閥件的螺釘，以達到良好的密封效果。

4、總結(jié)通過對KC—0978型篦冷機液壓系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)