液压站节能改造及降耗研究

GXF360 2017-06-20

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液压站节能改造及降耗研究

张利，王常青

（石横特钢集团有限公司，山东泰安 271000）

摘要：目前山东石横特钢集团公司，基本所有液压站均通过油泵自身或油箱的溢流阀进行油压的调整，始终有部分油流过溢流阀。这种工作方式使油泵的部分电能转换为油的热能，造成油温的升高和电能的浪费；同时由于油温的变化，使机械密封件的寿命降低，造成油站渗油或漏油。应用漯河润中节能科技有限公司生产的RZYYJN-2000型节能系统，液压泵运行无噪音、不需要冷却水冷却、油温降低后液压密封件寿命相对延长、节水、环保、改善油站渗油、节省电耗、降低油站冷却系统的投资。RZYYJN-2000型节能系统在原有液压站基础上添加节能液压泵、电机恒流启动装置、PLC自动控制装置、相应管路即可完成改造，原液压泵一备一用，在备用电机上进行节能改造，风险性小。

关键词：液压站；节能改造；降耗

1 前言

随着石横特钢集团公司的不断发展壮大，形成了以经济效益为中心，以技术创新、管理创新为依托，大力发展循环经济，建设资源节约型企业的战略目标。通过近几年的不断摸索和实践，为寻求科学、稳定、经济的运行方式，实现液压站的节能、降耗控制要求，车间研究和应用了RZYYJN-2000型节能系统，实现了节能降耗的目标。矿槽液压站是车间生产的关键设备，用于保证槽下上料称量斗闸门正常动作，以保证车间正常生产的要求。

2 矿槽液压系统组成、功能及主要技术参数

2.1 矿槽液压系统组成

（1）矿槽液压系统包括四大部分：系统动力源、蓄能器站、系统控制阀组和电气控制系统。它由油箱、电机、液压泵、各种阀件、蓄能器等元件按一定的工作原理组成，该部分有两套，用一备一。泵站配有机旁操作电控柜。

（2）液压缸：称量漏斗闸门油缸共15只。

2.2 矿槽液压站的功能及主要参数

矿槽液压站的功能主要是用于实现各称量漏斗闸门的开闭，其主要技术参数如表1所示。

表1 液压系统主要技术性能参数

序号项目参数序号项目参数1 工作压力 7～10MPa 8 油箱有效容积 1.2m32 公称流量 65L/min 9 油液清洁度 NAS8、9级3 油泵额定压力 28MPa 10 油液过滤精度 10μm 4 工作介质 L-HM46抗磨液压油 11 蓄能器充气压力 20MPa 5 工作温度 20～50℃ 12 换热器 2LQFW-1.46 6油泵（恒压变量柱塞泵）A10V45DFR/31RPPA12N00，排量45ml/r，2台，用一备一13 电加热器 3×3kW(220v) 7 电机Y160L-4，5kW，B35，1460rpm，380V，50Hz

3 矿槽液压系统的各元件功能

3.1 电机泵组功能

电机泵组属于动力元件，用于向系统提供压力油。电机泵组共有两组，一用一备（互为备用）。设有选择开关，可实现手动/自动切换功能。蓄能器功能：蓄能器作为辅助液压源，蓄能器充气（氮气）压力为6MPa。

3.2 油箱及其附件功能

油箱为方形焊接油箱，体积为1200L。油箱附件包括液位计、液位控制继电器、空气滤清器、电子温控仪、电接点压力表、回油过滤器等。油箱各附件可以实现以下控制功能：

（1）压力控制功能。由恒压变量泵来实现，通过压力传感器检测到的压力信号，压力报警信号同时送往控制室，主要包括以下功能：①低压（4MPa）声光报警，同时自动启动备用泵；②备用泵启动后，如压力恢复正常，关闭工作泵，备用泵继续工作；③备用泵启动后，如压力不能恢复正常，同时关闭工作泵和备用泵；检查并排除系统故障后，重新启动工作泵；④超高压（15MPa）信号，声光报警，同时关闭工作泵；检查并排除系统故障后，重新启动工作泵。

（2）液位监控功能。油箱设有和液位控制继电器。液位计用于目视液位。液位控制继电器实现如下功能：①当液压超低时，系统自动停泵并报警，同时将信号送往控制室。检查排除故障，并补充新油；②当液位低时，系统报警并将信号送往控制室，提示加油；③当液位高时，系统报警并将信号送往控制室；检查排除故障。

（3）油过滤功能。由双筒回油过滤器实现，一用一备。双筒回油过滤器有两套堵塞发讯装置，当正在使用的过滤器堵塞时报警，此时应使用备用侧滤芯，可以使用过滤器上方的切换开关切换；同时清洗或更换堵塞的滤芯。循环系统过滤器堵塞时报警，应停止循环泵，清洗或更换滤芯。

（4）系统油温自动控制。由冷却器、电加热器、电磁水阀和电子温控仪实现。设油温低低20℃，油温低30℃，油温高45℃，油温超高60℃四个控制点，系统油温工作在20～50℃：①当油温低于20℃时声光报警，人工停泵。加热器开始工作，油温至30℃时加热器停止工作。油温高于20℃后，重新开启油泵；②当油温高于45℃时，冷却器电磁水阀自动开启，至30℃时电磁水阀自动关闭，冷却器停止工作；③当温度高于60℃时声光报警，关闭工作油泵；检查并排除故障后重新启动工作油泵；④温度高于60℃或者低于20℃时停泵报警并将信号送往控制室。

（5）空气过滤功能。由空气滤清器实现，防止空气中的灰尘进入油箱，同时保持油箱内压力为大气压。空气滤清器口还用来向油箱添加油液。

（6）阀台功能。用于实现各闸门油缸的控制，有电磁换向阀、双液控单向阀和双单向节流阀组成。电磁换向阀实现油缸的双向动作，双液控单向阀用于油缸不动作时锁紧油缸，双单向节流阀用于油缸动作时的速度调整。

石横特钢集团有限责任公司车间使用的为传统液压站。传统液压系统的设计主要考虑系统的工作能力、可靠性及成本，不太注意系统的效率。系统的效率大多在50%左右，造成能量损耗过大，因此其节能的潜力很大。

4 液压站节能改造的优点、工作原理及实施方案

目前石横特钢炼铁厂范围内，基本所有液压站均通过油泵自身或油箱的溢流阀进行油压的调整，始终有部分油流过溢流阀。这种工作方式使油泵的部分电能转换为油的热能，造成油温的升高和电能的浪费；同时由于油温的变化，使机械密封件的寿命降低，造成油站渗油或漏油。山东石横特钢炼铁厂对三炼铁1080m3高炉槽下液压站系统进行了节能改造。改造项目应用漯河润中节能科技有限公司生产的RZYYJN-2000型节能系统，改造后的槽下液压站节能系统应用效果明显，液压泵运行无噪音、不需要冷却水冷却（原来夏季时用冷却泵水冷却）、油温降低后液压密封件寿命相对延长、节水、环保、改善油站渗油、节省电耗、降低油站冷却系统的投资。RZYYJN-2000型节能系统在原有液压站基础上添加节能液压泵、电机恒流启动装置、PLC自动控制装置、相应管路即可完成改造，原液压泵一备一用，在备用电机上进行节能改造，风险性小。

工作原理：将持续工作的电机改成间歇工作，系统压力降低时液压泵启动，启动时电机恒流启动，避免了启动电流对电机的损伤及瞬时能耗，溢流阀基本不动作，油温降低。

实施方案：①电气部分：将接入主电机电源拆下，接入节能控制柜，再接入主电机；②管路部分：在主系统更换节能泵，从蓄能器主管增加压力传感器，引出支管接入节能泵，增加阀体；③液压泵都是用一备一，只对其中一个进行改造，不会造成负面影响。