液壓站節(jié)能改造及降耗研究

張 利，王常青

（石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東 泰安 271000）

摘 要：目前山東石橫特鋼集團(tuán)公司，基本所有液壓站均通過油泵自身或油箱的溢流閥進(jìn)行油壓的調(diào)整，始終有部分油流過溢流閥。這種工作方式使油泵的部分電能轉(zhuǎn)換為油的熱能，造成油溫的升高和電能的浪費(fèi)；同時(shí)由于油溫的變化，使機(jī)械密封件的壽命降低，造成油站滲油或漏油。應(yīng)用漯河潤中節(jié)能科技有限公司生產(chǎn)的RZYYJN-2000型節(jié)能系統(tǒng)，液壓泵運(yùn)行無噪音、不需要冷卻水冷卻、油溫降低后液壓密封件壽命相對延長、節(jié)水、環(huán)保、改善油站滲油、節(jié)省電耗、降低油站冷卻系統(tǒng)的投資。RZYYJN-2000型節(jié)能系統(tǒng)在原有液壓站基礎(chǔ)上添加節(jié)能液壓泵、電機(jī)恒流啟動(dòng)裝置、PLC自動(dòng)控制裝置、相應(yīng)管路即可完成改造，原液壓泵一備一用，在備用電機(jī)上進(jìn)行節(jié)能改造，風(fēng)險(xiǎn)性小。

關(guān)鍵詞：液壓站；節(jié)能改造；降耗

1 前言

隨著石橫特鋼集團(tuán)公司的不斷發(fā)展壯大，形成了以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新為依托，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。通過近幾年的不斷摸索和實(shí)踐，為尋求科學(xué)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)液壓站的節(jié)能、降耗控制要求，車間研究和應(yīng)用了RZYYJN-2000型節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目標(biāo)。礦槽液壓站是車間生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，用于保證槽下上料稱量斗閘門正常動(dòng)作，以保證車間正常生產(chǎn)的要求。

2 礦槽液壓系統(tǒng)組成、功能及主要技術(shù)參數(shù)

2.1 礦槽液壓系統(tǒng)組成

（1）礦槽液壓系統(tǒng)包括四大部分：系統(tǒng)動(dòng)力源、蓄能器站、系統(tǒng)控制閥組和電氣控制系統(tǒng)。它由油箱、電機(jī)、液壓泵、各種閥件、蓄能器等元件按一定的工作原理組成，該部分有兩套，用一備一。泵站配有機(jī)旁操作電控柜。

（2）液壓缸：稱量漏斗閘門油缸共15只。

2.2 礦槽液壓站的功能及主要參數(shù)

礦槽液壓站的功能主要是用于實(shí)現(xiàn)各稱量漏斗閘門的開閉，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 液壓系統(tǒng)主要技術(shù)性能參數(shù)

序號 項(xiàng)目 參數(shù) 序號 項(xiàng)目 參數(shù)1 工作壓力 7～10MPa 8 油箱有效容積 1.2m32 公稱流量 65L/min 9 油液清潔度 NAS8、9級3 油泵額定壓力 28MPa 10 油液過濾精度 10μm 4 工作介質(zhì) L-HM46抗磨液壓油 11 蓄能器充氣壓力 20MPa 5 工作溫度 20～50℃ 12 換熱器 2LQFW-1.46 6油泵（恒壓變量柱塞泵）A10V45DFR/31RPPA12N00，排量45ml/r，2臺(tái)，用一備一13 電加熱器 3×3kW(220v) 7 電機(jī)Y160L-4，5kW，B35，1460rpm，380V，50Hz

3 礦槽液壓系統(tǒng)的各元件功能

3.1 電機(jī)泵組功能

電機(jī)泵組屬于動(dòng)力元件，用于向系統(tǒng)提供壓力油。電機(jī)泵組共有兩組，一用一備（互為備用）。設(shè)有選擇開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)切換功能。蓄能器功能：蓄能器作為輔助液壓源，蓄能器充氣（氮?dú)猓毫?MPa。

3.2 油箱及其附件功能

油箱為方形焊接油箱，體積為1200L。油箱附件包括液位計(jì)、液位控制繼電器、空氣濾清器、電子溫控儀、電接點(diǎn)壓力表、回油過濾器等。油箱各附件可以實(shí)現(xiàn)以下控制功能：

（1）壓力控制功能。由恒壓變量泵來實(shí)現(xiàn)，通過壓力傳感器檢測到的壓力信號，壓力報(bào)警信號同時(shí)送往控制室，主要包括以下功能：①低壓（4MPa）聲光報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵；②備用泵啟動(dòng)后，如壓力恢復(fù)正常，關(guān)閉工作泵，備用泵繼續(xù)工作；③備用泵啟動(dòng)后，如壓力不能恢復(fù)正常，同時(shí)關(guān)閉工作泵和備用泵；檢查并排除系統(tǒng)故障后，重新啟動(dòng)工作泵；④超高壓（15MPa）信號，聲光報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉工作泵；檢查并排除系統(tǒng)故障后，重新啟動(dòng)工作泵。

（2）液位監(jiān)控功能。油箱設(shè)有和液位控制繼電器。液位計(jì)用于目視液位。液位控制繼電器實(shí)現(xiàn)如下功能：①當(dāng)液壓超低時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停泵并報(bào)警，同時(shí)將信號送往控制室。檢查排除故障，并補(bǔ)充新油；②當(dāng)液位低時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并將信號送往控制室，提示加油；③當(dāng)液位高時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并將信號送往控制室；檢查排除故障。

（3）油過濾功能。由雙筒回油過濾器實(shí)現(xiàn)，一用一備。雙筒回油過濾器有兩套堵塞發(fā)訊裝置，當(dāng)正在使用的過濾器堵塞時(shí)報(bào)警，此時(shí)應(yīng)使用備用側(cè)濾芯，可以使用過濾器上方的切換開關(guān)切換；同時(shí)清洗或更換堵塞的濾芯。循環(huán)系統(tǒng)過濾器堵塞時(shí)報(bào)警，應(yīng)停止循環(huán)泵，清洗或更換濾芯。

（4）系統(tǒng)油溫自動(dòng)控制。由冷卻器、電加熱器、電磁水閥和電子溫控儀實(shí)現(xiàn)。設(shè)油溫低低20℃，油溫低30℃，油溫高45℃，油溫超高60℃四個(gè)控制點(diǎn)，系統(tǒng)油溫工作在20～50℃：①當(dāng)油溫低于20℃時(shí)聲光報(bào)警，人工停泵。加熱器開始工作，油溫至30℃時(shí)加熱器停止工作。油溫高于20℃后，重新開啟油泵；②當(dāng)油溫高于45℃時(shí)，冷卻器電磁水閥自動(dòng)開啟，至30℃時(shí)電磁水閥自動(dòng)關(guān)閉，冷卻器停止工作；③當(dāng)溫度高于60℃時(shí)聲光報(bào)警，關(guān)閉工作油泵；檢查并排除故障后重新啟動(dòng)工作油泵；④溫度高于60℃或者低于20℃時(shí)停泵報(bào)警并將信號送往控制室。

（5）空氣過濾功能。由空氣濾清器實(shí)現(xiàn)，防止空氣中的灰塵進(jìn)入油箱，同時(shí)保持油箱內(nèi)壓力為大氣壓?？諝鉃V清器口還用來向油箱添加油液。

（6）閥臺(tái)功能。用于實(shí)現(xiàn)各閘門油缸的控制，有電磁換向閥、雙液控單向閥和雙單向節(jié)流閥組成。電磁換向閥實(shí)現(xiàn)油缸的雙向動(dòng)作，雙液控單向閥用于油缸不動(dòng)作時(shí)鎖緊油缸，雙單向節(jié)流閥用于油缸動(dòng)作時(shí)的速度調(diào)整。

石橫特鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司車間使用的為傳統(tǒng)液壓站。傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要考慮系統(tǒng)的工作能力、可靠性及成本，不太注意系統(tǒng)的效率。系統(tǒng)的效率大多在50%左右，造成能量損耗過大，因此其節(jié)能的潛力很大。

4 液壓站節(jié)能改造的優(yōu)點(diǎn)、工作原理及實(shí)施方案

目前石橫特鋼煉鐵廠范圍內(nèi)，基本所有液壓站均通過油泵自身或油箱的溢流閥進(jìn)行油壓的調(diào)整，始終有部分油流過溢流閥。這種工作方式使油泵的部分電能轉(zhuǎn)換為油的熱能，造成油溫的升高和電能的浪費(fèi)；同時(shí)由于油溫的變化，使機(jī)械密封件的壽命降低，造成油站滲油或漏油。山東石橫特鋼煉鐵廠對三煉鐵1080m3高爐槽下液壓站系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能改造。改造項(xiàng)目應(yīng)用漯河潤中節(jié)能科技有限公司生產(chǎn)的RZYYJN-2000型節(jié)能系統(tǒng)，改造后的槽下液壓站節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用效果明顯，液壓泵運(yùn)行無噪音、不需要冷卻水冷卻（原來夏季時(shí)用冷卻泵水冷卻）、油溫降低后液壓密封件壽命相對延長、節(jié)水、環(huán)保、改善油站滲油、節(jié)省電耗、降低油站冷卻系統(tǒng)的投資。RZYYJN-2000型節(jié)能系統(tǒng)在原有液壓站基礎(chǔ)上添加節(jié)能液壓泵、電機(jī)恒流啟動(dòng)裝置、PLC自動(dòng)控制裝置、相應(yīng)管路即可完成改造，原液壓泵一備一用，在備用電機(jī)上進(jìn)行節(jié)能改造，風(fēng)險(xiǎn)性小。

工作原理：將持續(xù)工作的電機(jī)改成間歇工作，系統(tǒng)壓力降低時(shí)液壓泵啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)恒流啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)電流對電機(jī)的損傷及瞬時(shí)能耗，溢流閥基本不動(dòng)作，油溫降低。

實(shí)施方案：①電氣部分：將接入主電機(jī)電源拆下，接入節(jié)能控制柜，再接入主電機(jī)；②管路部分：在主系統(tǒng)更換節(jié)能泵，從蓄能器主管增加壓力傳感器，引出支管接入節(jié)能泵，增加閥體；③液壓泵都是用一備一，只對其中一個(gè)進(jìn)行改造，不會(huì)造成負(fù)面影響。

5 液壓站節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益

5.1 間接效益

液壓泵運(yùn)行噪音降低、不需要冷卻水降溫、機(jī)械密封件壽命延長、油站無滲油漏油現(xiàn)象。

5.2 直接效益

根據(jù)石橫特鋼煉鐵廠槽下液壓站的使用情況，節(jié)電率大約在60%左右。

以3#高爐槽下液壓站為例，液壓站油泵用一備一，一臺(tái)24小時(shí)不間斷運(yùn)行，功率15kW，現(xiàn)在24小時(shí)電耗為133kWh。節(jié)電率按60%算，測算節(jié)電量為79kWh/天，年經(jīng)濟(jì)效益為79kWh/天×360天×0.55元/kWh=15642元。

6 結(jié)束語

通過對車間液壓站系統(tǒng)的改造，為公司創(chuàng)造了可觀的效益，自身技能也得到了提高和鍛煉。順應(yīng)了公司以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新為依托，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，也符合當(dāng)下國家節(jié)能減排的政策號召。

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中圖分類號：V233.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-2789（2017）02-0211-02