軸流鼓風(fēng)機液壓伺服系統(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)機是7號高爐的主供風(fēng)機，機組先后發(fā)生兩起風(fēng)機靜葉失控、故障停機事故，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)機動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。

動力油站的主要技術(shù)參數(shù)見下表。

技術(shù)參數(shù)

油箱容積/m3	0.45		介質(zhì)	L-HM32抗磨液壓油
工作流量/(L/min)	37		過濾精度/μm	5
工作壓力/MPa	12.5		伺服閥型號	Parker-BD15

動力油站的液壓系統(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污染更為敏感。油液中的顆粒污染對伺服閥的危害主要有以下幾個方面。

(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)級的驅(qū)動力時，則伺服閥就不能動作而失去控制。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到。

(2)來自初次注油或補油時的顆粒染物。

(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

為了消除動力油站顆粒污染物，提高油液清潔度，對該系統(tǒng)的改進措施如下。

(1)制定合理的油液清潔度標(biāo)值，考慮到電液伺服閥對油液的清潔度要求較高和改造成本、效益的統(tǒng)一，確定動力油站油液清潔度的目標(biāo)值定為NAS8級。

(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。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)，加強操作、維修人員的培訓(xùn)，充分認(rèn)識液壓油清潔度控制的重要性；重新修訂設(shè)備的點檢維修作業(yè)制度，滿足設(shè)備和元件的清潔度要求，嚴(yán)禁檢修時帶人顆粒污染；檢修后對液壓系統(tǒng)進行循環(huán)沖洗，直至油液達到規(guī)定的清潔度等級要求；實行主動預(yù)防維護體系，定期更換系統(tǒng)濾芯，對關(guān)鍵部件電液伺服閥實行定期清洗和檢測，提高系統(tǒng)運行的可靠性。

(4)對油箱人孔的結(jié)構(gòu)進行改造，提高其密封性能。

經(jīng)過以上改進，液壓伺服系統(tǒng)油液的清潔度大幅提高，改進半月后油液的清潔度就穩(wěn)定在NAS7級，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。自改進以來，未發(fā)生因電液伺服閥故障導(dǎo)致風(fēng)機突然停機而造成高爐風(fēng)口灌渣事故的發(fā)生。