用于煤气清洗设备的液压控制系统

　　引 言

　　近年来，中国的钢铁产业发展速度和产量一直处于世界领先的水平。随着钢铁产量的不断提高，国家在对环保和节能方面对钢铁企业提出了更高的要求。对高炉炼铁的附属产品——高炉煤气后期处理利用方面，在中、大型高炉中纷纷配置了煤气清洗系统。

　　煤气清洗系统由煤气清洗水系统和炉顶煤气压力控制系统构成。煤气清洗水系统的功能在于降低煤气中含尘量;炉顶煤气压力控制系统的功能在于稳定煤气压力。在煤气清洗系统中利用液压系统的特点方便地自动调节煤气清洗设备中水位位置和煤气压力及控制程度。

　　1 在煤气清洗水系统中的应用

　　煤气清洗水系统主要包括煤气预洗涤段和环缝洗涤段两部分。其中预洗涤段又分为上段和下段。由水处理厂提供的新水供给预洗涤段下段和环缝洗涤段使用。环缝洗涤段的水，通过锥体收集到管道中送入脱水器，再通过管道和就地循环水泵抽到预洗涤段上段用于洗涤从高炉炉顶送入的高含尘量的煤气。这种设计在获得最好煤气清洗效果的同时能最大限度的减少水的消耗量。

　　为了避免煤气进入水管或水进入煤气管道造成生产事故，设置了两个旁通水罐分别代表在塔体内预洗涤段和脱水器内的水位。在旁通水罐上安装了水位传感器向控制系统输出即时水位信息。这两个水罐的水位控制分别由3个液压驱动的阀门来完成。每个水位控制系统均由1个水位调节阀和2个液压蝶阀组成，如图1所示。

　　图2为在液压蝶阀执行机构上安装了两个行程开关，分别代表蝶阀全开和全关位置。液压蝶阀的液压控制回路有1个二位四通电磁换向阀和1个双单向节流阀及其他必要元件组成。在电磁铁失电的状态下：压力油从P口进入A腔，保证蝶阀常闭;在需要打开时电磁铁得电，压力油从P口进入B腔，蝶阀打开到最大开度。只要电磁铁处于得电位置，蝶阀均应处于全开状态。通过调节双单向节流阀的开口度可手动调节蝶阀开关的速度。

　　水位调节阀的液压控制回路通常由1个二位四通换向阀、1个伺服比例阀、2个液控单向阀组成。在需要水位调节阀动作的时候，必须先让二位四通换向阀得电，让压力油到达伺服比例阀的P口并打开2个液控单向阀。这样的话，只需要向伺服比例阀输入4~20 mA 电源信号，水位调节阀的执行机构就会开始驱动调节阀阀板旋转。

　　阀板旋转形成不同的通流面积，在一定的压差下通过该阀的水流量不同。通过调节预洗涤段上段的进水调节阀开口度来调节进入预洗涤段上段的就地循环水流量，而此水量实际上是由就地循环泵从脱水器底部抽出加压后再输出，这样可以控制脱水器内的水位。通过调节预洗涤段排水管上的水位调节阀开口度可以调节从预洗涤段下部排出的水流量，从而控制预洗涤段的水位高低。为了及时和精确地控制这两部分的水位，采用了闭环控制系统，如图3所示。图3由于水位调节阀的控制实际上是个位置控制系统，因此伺服比例阀通常搭配位置控制器和位移传感器构成液压小闭环。考虑到在高炉工况下常有干扰源影响电压输入信号，所以通常选择4~20 mA电源信号为水位调节液压小闭环的控制信号。