中速磨煤機液壓加載系統原理及故障分析

林邦春，胡旦明，郭為

（神華（福州）羅源灣港電有限公司，福建 福州 350512）

大型電站鍋爐制粉系統常規采用中速磨冷一次風機正壓直吹設計，中速磨煤機的穩定性決定了整個制粉系統的穩定性。而液壓加載系統故障是液壓加載中速磨煤機的主要故障點，做好液壓加載系統的故障分析和處理是減少制粉系統故障率的關鍵。本文主要通過對意大利Atos/Scoda 公司的液壓加載系統的常見故障進行分析，總結液壓加載系統故障分析的原則及預防措施。

1 ATOS 液壓加載系統組成及原理

1.1 液壓加載系統組成

中速磨煤機液壓加載系統是磨煤機的重要組成部分，主要由高壓油泵、控制閥組、油管路、加載油缸、蓄能器等部件組成。其主要功能是為中速磨煤機磨輥提供隨負荷而變化的碾磨壓力，其壓力的大小由控制閥組中的比例溢流閥根據負荷變化的指令信號來控制液壓系統的壓力來實現。

1.2 液壓加載系統工作原理

液壓加載系統的工作原理如圖1，其共有四種運行狀態，分別為自循環狀態、變加載狀態、定加載狀態、抬放磨輥狀態。

1.2.1 自循環狀態

手動換向閥手柄置于右位。油泵從油箱中吸油，油液經濾油器、手動換向閥、回到油箱。液壓加載系統處于備用狀態時，采用此狀態運行。

圖1 原理圖

1.2.2 變加載狀態

系統發出變加載指令信號時，手動換向閥手柄置于左位，抬放磨輥電磁換向閥在右位，液動閥控制電磁閥在右位，定變切換電磁閥在右位。油泵從油箱中吸油，油液經濾油器、手動換向閥、電磁換向閥、主油路進入加載油缸。旁路經過定變切換電磁閥、比例溢流閥、回到油箱。加載油缸無桿腔油經液動閥，回油至油箱。加載壓力與指令信號成正比例關系，即加載壓力隨給煤量的變化而改變，此狀態為磨煤機正常工作狀態。

1.2.3 定加載狀態

系統發出定加載運行指令信號時，手動換向閥手柄置于左位，抬放磨輥電磁換向閥在右位，液動閥控制電磁閥在右位，定變切換電磁閥在左位。油泵從油箱中吸油，油液經濾油器、手動換向閥、電磁換向閥、主油路進入加載油缸。旁路經過定變切換電磁閥、溢流閥，回到油箱。加載油缸無桿腔油經液動閥，回油至油箱。磨煤機定加載狀態是比例溢流閥發生故障，無法使用的情況下的一種備用工作狀態。

1.2.4 抬放磨輥狀態

在正常啟停或檢修磨煤機過程中，需對磨煤機磨輥進行抬放操作。磨煤機的抬放磨輥有兩個狀態，一是抬磨輥狀態，二是放磨輥狀態，二者均屬于磨煤機的非運行狀態。抬磨輥時，手動換向閥手柄置于左位，液動閥控制閥在左位，液動閥在右位關閉狀態，抬放磨輥電磁換向閥在左位。油泵從油箱中吸油，油液經濾油器、手動換向閥、抬放磨輥電磁換向閥、調速閥，進入加載油缸無桿腔。另一路通過液動閥控制電磁閥進入液動閥的控制活塞，關閉液動閥，切斷無桿腔回油。加載油缸有桿腔的油液經抬放磨輥電磁換向閥，最后回到油箱。放磨輥時，手動換向閥手柄置于左位，液動閥控制閥在左位，液動閥在右位關閉狀態，抬放磨輥電磁換向閥在右位。油泵從油箱中吸油，油液經濾油器、手動換向閥、抬放磨輥電磁換向閥，進入加載油缸有桿腔。加載油缸無桿腔的油液經調速閥、抬放磨輥電磁換向閥，最后回到油箱。磨輥下降到位后，液動閥控制閥在右位，切斷進入液動閥的控制油路，液動閥在彈簧的作用下打開，處于左位。加載油缸無桿腔與油箱聯通。

2 液壓加載系統的壓力調整

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統復雜，存在自循環、定加載、變加載、抬放磨輥等多種狀態，不同狀態所需的液壓油壓力不同，但各壓力之間又存在相互影響，所以調整液壓油系統的步驟及各壓力的整定值對磨煤機的正常運行是至關重要。

2.1 液壓加載系統壓力調整步驟

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統主要有5 個壓力，分別為系統壓力、定加載壓力、變加載壓力、液動控制閥壓力、抬磨輥壓力。整個系統采用旁路泄壓控制的方式來控制各個壓力，所有壓力都是在系統壓力的基礎上進行控制。

第一步：系統壓力調整。調整液壓加載系統為定加載狀態（即手動換向閥手柄置于左位，液動閥控制電磁閥位于右位，抬放磨輥電池閥位于右位，定變切換電磁閥位于左位），鎖緊溢流閥6，全松溢流閥3，然后啟動油泵，切換手動換向閥手柄至右位，系統自循環，排除系統管路空氣。切換手動換向閥手柄至左位，緩慢鎖緊溢流閥3，觀察壓力表M2，此時壓力表M2 顯示的即為系統壓力，調整系統壓力至16 ～17MPa，鎖定溢流閥3，系統壓力調整完畢。

第二步：變加載壓力調整。變加載壓力是在系統壓力的基礎上進行調整，利用比例溢流閥的開度，實現壓力的實時在線調整，所以變加載壓力的調整就是對比例溢流閥的整定。用計算機通過專業接線連接比例溢流閥，打開ATOS 比例溢流閥整定軟件，在軟件上調整比例溢流閥開度，觀察壓力表M4，當壓力達到變加載最低壓力時，設定開度為0%，輸入電流為4mA，繼續調整比例溢流閥開度，壓力達到變加載壓力最大值時，設定開度為100%，輸入電流為20mA。

第三步：定加載壓力調整。在第一步的基礎上，緩慢松開溢流閥6，觀察壓力表M5，此時壓力表M5 顯示的壓力為定加載壓力，定加載壓力達到需要的值時，鎖定溢流閥6，定加載壓力調整完畢。定加載壓力是在系統壓力的基礎上進行壓力下降調整，所以定加載壓力不可能大于系統壓力。

第四步：液動閥控制油壓力調整。在第三步的基礎上，全松溢流閥11，切換液動閥控制閥10 至左位，緩慢鎖緊溢流閥11，觀察壓力表M1，此時壓力表M1 顯示的壓力為液動閥控制油壓力，壓力到達所需要調整的壓力后，鎖定溢流閥11，液動閥控制油壓力調整完畢，切換液動閥控制閥10至右位。

第五步：抬磨輥壓力調整。在第四步的基礎上，全松溢流閥8，然后切換抬放磨輥電磁閥至左位，緩慢鎖緊溢流閥8，觀察壓力表M3，此時壓力表M3 顯示的壓力為抬磨輥壓力，壓力達到所需調整的壓力后，鎖定溢流閥8，抬放磨輥電磁閥7 至右位，抬磨輥壓力調整完畢。

在調整抬磨輥壓力后，可以同步開始調整磨輥升降的速率，操作抬放磨輥電磁閥7 至左位，這個時候觀察三個磨輥的上升速度，調整溢流閥14，反復升降磨輥，直到三個輥的同步上升，且速率達到所需的速率。調整溢流閥15，反復升降磨輥，直到三個輥的同步下降，且速率達到所需的速率。

2.2 液壓加載系統壓力整定值

液壓加載系統各壓力的值之間存在著一定的聯系，壓力值的大小關系著磨煤機是否正常運行，所以壓力定值的設定是至關重要的。

系統壓力是所有壓力的基礎，要高于變加載最大壓力，設定為16 ～17MPa；變加載壓力過低影響磨煤機碾磨能力，過高會導致磨煤機振動，最低壓力要比蓄能器壓力高1MPa左右，根據廠家推薦，設定區間為5 ～15MPa；定加載為比例溢流閥故障時的備用加載狀態，其設定考慮一定的安全性，設定值為10 ～12MPa。抬磨輥壓力需要考慮克服三個磨輥的自重，一般設定為7 ～9MPa，磨輥較小時可選擇低值，磨輥大時選擇高值。液動閥控制油壓力的選擇需與抬磨輥壓力相匹配，壓力基本與抬磨輥壓力一致或者略高。

3 液壓加載系統的常見故障及處理措施

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統的常見故障主要有液壓油系統無壓力、液壓油壓力波動、液壓油溫度高等故障表現，下面對造成這幾種故障的原因進行分析。

3.1 液壓加載系統無壓力

油泵啟動后，系統壓力M2 壓力為零，切換定加載狀態、變加載狀態均無壓力。

（1）油泵聯軸器損壞，油泵未實際轉動。手動盤電機，如盤動較重，可排除此原因；如盤動很輕，拆開電機與油箱連接法蘭，檢查聯軸器確認。

（2）油泵軸端密封泄漏，油泵無出力。拆開電機，檢查聯軸器罩殼，罩殼內有大量積油，則油泵軸端密封泄漏，更換油泵。

（3）油箱油位低，油泵吸入管口未能進油。打開油箱觀察孔，查看油泵吸入管是否浸沒在油里，如未浸沒，需要進行加油。

（4）油系統中有空氣，油泵空轉。旋松油泵出口管路上的接頭（不可以全部松脫），手動盤油泵，直到接頭處有油滲出，鎖緊接頭，啟動油泵。

（5）手動換向閥未切換至加載狀態或未切到位。確認手動換向閥手柄是否切換至左位。

3.2 液壓加載系統壓力油波動

液壓油壓力波動，是磨煤機液壓加載系統的主要故障，大部分液壓油缺陷都是體現在壓力波動上，液壓油波動的原因多種多樣，主要的有以下幾個原因。

3.2.1 液壓油壓力波動的主要原因

（1）液壓缸磨損或密封損壞，導致泄漏。

（2）調節壓力的溢流閥損壞，液壓油從溢流閥泄壓。

（3）比例溢流閥故障，變加載調節失效。

（4）油泵故障，油封漏油或油泵損壞導致出力不夠。

（5）控制回路跳閘失電，導致比例溢流閥失電。

（6）定變切換閥故障，導致定變切換卡死。

（7）操作不當，變加載調節幅度過大或切換頻率過快。

3.2.2 液壓油壓力波動故障處理步驟

（1）就地切換至定加載狀態，觀察壓力變化。必須就地切換，排除由于控制系統因素導致定變切換失效。如果定加載壓力正常，則控制系統及定加載系統正常，檢查比例溢流閥。

（2）遠方切換至變加載，觀察就地壓力表，如果定加壓力表和變加壓力表均有壓力，則檢查清洗定變切換溢流閥。

（3）全松系統壓力溢流閥，鎖緊定加載溢流閥，手動切換至定加載，逐漸鎖緊系統壓力溢流閥，觀察壓力變化，若壓力無變化，更換系統壓力溢流閥。

（4）全松定加載壓力的溢流閥，鎖緊系統壓力溢流閥，逐漸鎖緊定加載溢流閥，觀察壓力變化，若壓力無變化，更換定加載溢流閥。

（5）檢查油泵是否漏油，如果是剛啟動的油泵，則先進行管路排空氣。

（6）重新啟動油泵，觀察壓力，調整系統壓力，如果系統壓力可以調整至17MPa 并保持，則（9）。

（7）檢查三個液壓缸是否外漏，更換外漏厲害的液壓缸。

（8）檢查三個液壓缸的表面溫度及回油管溫度，更換溫度較高的液壓缸。

（9）重新啟動油泵，調整系統壓力及定加載壓力，熱工重新調整比例溢流閥。

3.3 液壓油溫度高

液壓油溫度高，也是液壓加載系統的常見故障，液壓油溫度高并不會直接導致液壓系統的故障，但是溫度過高會導致液壓系統內密封的失效，從而引起液壓系統故障，所以液壓油溫度高需要引起重視。其主要的原因有以下幾種。

（1）冷油器冷卻不足，主要有冷油管結垢、冷卻水不足等原因。

（2）油箱油位過高，油泵整體浸入油中，導致油泵散熱被油吸收，油溫上升。

（3）油泵出口泄漏，大量油未經過冷油器直接回到油箱，導致溫度上升。

（4）液壓缸密封不嚴，導致液壓油節流，油溫上升，直接回到油箱。

（5）磨煤機磨盤漏風大，熱風加熱液壓缸，導致回油溫度上升。

4 液壓加載系統故障預防措施

液壓加載系統的主要故障為液壓油壓力的異常，其主要因素為油泵泄漏、電磁閥卡澀、液壓缸密封損壞、比例溢流閥故障等原因，根據上述故障原因的分析，結合實際工作經驗，總結出以下預防措施。

4.1 定期濾油，保證液壓油潔凈度

定期取樣化驗油質及油液清潔度，根據情況，每月應取樣檢驗顆粒度和水分一次，顆粒度必須達到NAS1638 標準八級，含水量必須≤2‰；每半年應取樣檢驗運動粘度、鐵譜、酸值一次。補充液壓油時，需采用濾油機過濾加油。

4.2 采取防塵措施，減少煤粉污染

磨煤機區域為高粉塵區域，煤粉污染是油質污染的主要來源，同時煤粉顆粒會加劇液壓缸的磨損，所以做好防塵措施是非常有必要的。液壓系統的主要污染點有液壓油站及加載油缸動靜結合面，對液壓油站封閉及對加載油缸加載防塵罩。

4.3 清潔液壓油站內部，防止閥組卡澀

每日用棉布清潔液壓油站內部及液壓缸防護罩內衛生，保證液壓系統運行環境，清潔需專業人員進行，避免設備誤動。

4.4 記錄液壓油油溫，降低密封件老化

液壓系統內部大量使用橡膠等密封件，溫度過高加劇密封件老化，每日記錄液壓油工作溫度，液壓油工作溫度應保持在10 ～60℃，高于60℃時需盡快查找原因。

4.5 記錄液壓缸溫度，結合大修更換密封件

每日記錄液壓缸無桿腔溫度，根據溫度判斷液壓缸密封件損壞情況，結合大修更換液壓缸密封件。

5 結語

Atos/Scoda 公司的液壓加載系統的常見故障主要有液壓油系統無壓力、液壓油壓力波動、液壓油溫度高等，主要由油泵泄漏、電磁閥卡澀、液壓缸密封損壞、比例溢流閥故障等原因造成。本文根據液壓系統原理及工作中故障處理的過程，總結了液壓加載系統的故障判斷方法及預防措施，供國內同類型電廠相關人員參考及借鑒。