涟钢6号高炉热风炉液压系统设计缺陷分析与改进

　　 1 概述 

　　热风炉是炼铁工艺中重要的组成部分。它通过把冷风加热成1200℃～1300℃的热风并供应给高炉,达到促进炼铁原料焦炭和铁矿石充分氧化还原反应的作用。热风炉各种主要阀门由液压系统来控制。涟钢6号高炉热风炉液压系统在设计上的缺陷和不足,导致设备运行存在诸多事故隐患。因此,我们对生产中发现的问题和出现的故障进行了仔细分析,并对液压系统进行了合理化改造,降低了故障率,提高了系统的可靠性。 

　　2 热风炉阀门结构和液压系统原理 

　　2.1阀门结构 

　　液压系统控制的阀门结构主要分两大类。一类是立式闸板阀,闸板阀靠油缸驱动阀板上下移动,关闭时,阀板在楔形导槽内定位密封,阀板关闭到位后有定位销定位,靠一侧阀板的风压来密封。另一类是蝶阀,蝶阀通过油缸驱动阀板在短管中转动,关闭时通过液压力将阀板与密封面压紧以达到密封目的。 

　　2.2液压系统原理 热风炉液压控制回路原理(改造前)如图1所示: 控制回路由三位四通换向阀、双单向节流阀、液压锁、叠加式溢流阀组成。换向阀切换控制油路,使油缸往复运动。节流阀调节油缸运行的速度。液压锁用于锁紧油路,起系统保压作用。叠加式溢流阀用以调节油缸的压紧力,防止过载。

　　图1

　　3 液压控制回路的缺陷与改进方案 

　　1)叠加式溢流阀设计不合理 

　　叠加式溢流阀的设计初衷是防止闸板阀关闭时,阀板进入楔形槽内过位,使阀板卡死无法动作。但是,在阀门结构上,通过调节阀体下部的调节螺杆,可以限制阀门关闭的极限位置,从而避免阀板与楔形槽间卡死。而且,通过对日常运行情况的观察,发现溢流阀的泄漏量偏大,难以控制。严重时会导致泄压较快,不利于油路的保压。所以我们的分析结果是,溢流阀的设计完全多余,且带来了一定的隐患。改进方案是取消溢流阀。 

　　2)蝶阀采用的换向阀选型不当 

　　换向阀的中位机能为“Y”型。换向阀动作完毕后,靠液压锁来锁紧油路,防止油缸动作。但在设备运行监控中,发现许多蝶阀出现了泄压的情况,甚至有时出现蝶阀关闭一段时间后,阀板与密封面脱离,致使阀门漏气的事故发生。分析原因是热风炉阀门动作的频率较低,约1～2小时动作一次,而要求液压系统的保压时间较长。但是,由于液压系统的特性决定一定程度的泄漏量是不可避免的,所以会出现泄压的状况。同时,蝶阀阀板受风压的反作用力,当经过较长时间后,泄漏量积累达到一定程度,液压力小于风压时就会出现上述事故情况。而闸板阀不会出现这种情况,是因为闸阀在关闭后风压的作用力方向垂直于阀板,同时阀板受重力作用,不可能脱离关闭位置。因此,分析结果是三位四通换向阀只适用于闸阀,但不适用于蝶阀。改进方案是将控制蝶阀的换向阀改为二位四通带限位换向阀,此种阀可提供持续的液压压紧力,能补偿系统的泄漏压力损失,避免泄压事故的发生。