KC-0978篦冷机液压系统的改造与故障判断处理

我公司5 000t/d水泥熟料生产线于2005年初投产，其中熟料冷却设备选用的是第三代KC—0978型篦冷机，整体设计为三段式篦床结构，规格为：3.6m×35m，篦床有效冷却面积为：123.2m2，冷却熟料能力为：5 000~5 500t/d。篦冷机篦床选用了液压式推动系统，液压系统设计工作压力为18MPa，该系统为节能型的比例控制系统，液压系统选用了威格士低噪音工业用负载敏感变量柱塞泵，最大排量为131mL/r，最高工作压力为25MPa，液压系统的换向阀选用了派克比例换向阀，通油能力为190L/min，液压系统其他控制元件均选用国内外知名品牌的控制元件。

1、篦冷机正常工作状态系统正常生产时，每段篦床分别通过各自的液压泵、液压控制元件、液压执行元件及液压缸来实现每段篦床活动篦板的前推和回推的往复运动，最终达到推动并输送物料的作用。充分考虑篦冷机在熟料煅烧中的重要作用，为确保生产能够安全稳定运行，液压系统还配有一台备用泵，用来防止因常用泵或电机出现故障造成的事故停机，备用泵系统无液压控制元件单元，动力泵可借助常用泵系统液压控制元件单元满足一、二、三段任何一段篦床的动力供给能力。液压系统工作原理见图1。

2、存在的问题通过多年的生产实践，我们将KC—0978型篦冷机液压系统故障归纳为以下几点：（1）动力单元柱塞泵、液压系统的控制元件、执行元件因长期工作磨损、老化造成的系统功能下降，主要表现为系统压力低、流量波动大、液压元件本身或系统温度高，严重时会造成设备停机等重大事故。图1篦冷机液压系统推动示意（改前）（2）因介质液压油长期使用黏度下降或杂质较多造成的系统故障，主要表现为系统压力、流量不稳定，液压元件磨损快，更容易出现跑冒滴漏现象，会经常性地造成控制元件单元中的比例阀、溢流阀、单向阀等液压阀件卡死或阀芯磨损，导致设备停机等重大事故。（3）因电控故障造成的系统停机，主要表现为压力变送器输出不准确或用以控制执行元件液压缸往复运动的接近开关感应不灵敏，造成的篦冷机掉篦速，往复运动的行程长度、篦床运动频率不稳定，严重时会造成压死篦床，导致设备停机等重大事故。（4）因烧成工艺控制问题，煅烧过程中物料发黏，形成较多的大块，压死篦床，导致设备停机等重大事故。

3、改进措施为解决在生产过程中篦冷机因液压系统故障造成的停机问题，我们对篦冷机液压系统进行了改进，并总结了几点措施用以解决在生产过程中出现的实际问题。3.1系统改进对篦冷机液压系统备用泵组进行了改进，增加了液压控制元件单元。在本液压系统中，如图2所示部分液压控制元件呈现多且集中的特点，这也是液压系统出现故障的多发点，在实际生产运行中几乎90%的液压系统故障都源于此，且故障出现时都会造成主机设备篦冷机及回转窑止料停机，故障点排查困难、排查时间长。结合图1，发现此液压系统设计之初，备用泵部分就没有设计液压系统控制元件单元，为提高备用泵系统的可靠性，增强备用泵的实用性，我们对备用泵系统增加了液压元件控制单元，即备用泵系统投用切换的一系列控制阀。通过对备用泵系统的整体改造，实现了备用泵系统能够完全独立地满足一、二、三段任何一段篦床的控制与推动功能，避免了90%的停机故障。篦冷机液压系统改造后如图3所示图2篦冷机液压系统控制元件单元示意3.2正常生产中液压系统常见故障——压力损失原因排查：液压系统存在泄漏问题导致液压油不足，解决方法为补充液压油；由于长期的运行，液压控制元件单元中的比例换向阀、先导式溢流阀、溢流阀、单向阀出现磨损或卡滞，这些问题需要在日常巡检的数据积累中分析得出，如图2所示，图中A、P、B、C四个测压点，检测的压力分别是：A篦床的前推压力、P泵的出口压力、B篦床的回推压力、C前推或者回推经梭阀的压力（即负载敏感回路的压力），这样将数据汇总为表格（如表1所示）。经长期统计对比，当其中一个测压点出现数据异常时启用备用系统，更换异常系统中的问题液压元件；液压系统动力元件柱塞泵发生磨损或损坏，通常表现为振动值、泵本身的运行声音分贝值及温度都会增大，解决方法为启用备用系统更换柱塞泵。图3篦冷机液压系统推动示意（改后）表1篦冷机测压点巡检记录

MPa3.3正常生产中液压系统常见故障——阀块卡停原因排查：在正常生产过程中出现因阀块卡停造成的事故停机，因液压系统中的辅助元件O型密封圈、高压球阀内部尼龙密封圈老化以及高压柱塞泵斜盘破碎，碎块进入液压系统管道，运行至阀块位置导致的阀块卡停或液压油被污染；液压油中的颗粒物造成的阀块卡停，这种情况一般会在短时间内连续出现。假设初次发生是因为篦冷机三段的比例换向阀卡停导致主机设备停机的问题，对阀块清洗或更换后运行正常，短时间内可能还会出现，这种情况需要现场处理人员准确判断，并在常用泵系统与备用泵系统之间快速切换，并对事故阀块进行清洗，判断颗粒杂质来源，并对产生颗粒杂质的元器件及时更换，以确保设备产正常连续运行。3.4正常生产中液压系统常见故障——执行元件液压缸内泄原因排查：在正常生产中液压系统执行元件液压缸（图4中47.1、47.2）会因活塞密封损坏，或互通球阀（图4中45.3、45.6）阀芯磨损或内部尼龙密封老化，造成系统内泄，主要表现为液压缸在运行过程中逐步升温，与同一液压系统中无内泄的液压缸有着20℃以上的温差，液压缸在往复运行中也会出现液压油在有杆腔与无杆腔之间来回窜动发出的“嗤嗤”声，这时更换液压缸或互通阀，温度很快就会降到正常值。当执行元件液压缸在设备运行初期出现抖动或爬行现象，有可能是在检维修过程中系统内有空气进入，这种情况可打开相应液压缸排气螺栓进行排气，排气后抖动现象会自然消除。图4液压系统执行元件部分3.5正常生产中液压系统常见故障——液压缸不动作或掉篦速在正常生产过程中，出现液压缸不动作或掉篦速情况，应先用金属片人为测试接近开关的灵敏度，如液压缸仍不能正常动作，应及时更换接近开关，以解决问题。3.6正常生产中液压系统常见故障——压篦床在正常生产过程中，篦冷机液压系统通常会因为自身掉篦速、压力不足、流量损失或阀件卡滞造成主机设备停机，导致落入篦冷机的物料不能及时推出，形成压死篦床的现象；并且也会因工艺操作不当，出现熟料过黏、大块过多等情况，造成压死篦床的现象。考虑员工安全，煅烧系统温度未降至安全温度范围以下，杜绝一切人员以任何方式进入篦冷机腔体内进行清料，但等待系统降至常温又会造成停窑时间过长，造成重大生产停窑事故。解决办法为调整柱塞泵出口压力及系统压力，通过提高系统压力的方法强行将篦床推动起来。如图5所示，通过调整柱塞泵本体的负载调整螺栓，增大柱塞泵的出口压力，以此达到提高压力的目的，需要注意的是，调整时压力值一定要小于柱塞泵的设计安全压力。同时，通过调整图2中先导式溢流阀及其他三个溢流阀的工作压力，以提高篦床前推、后推的工作压力。图5威格士PVH131型柱塞泵示意通过以上两个调整方法，增大了篦冷机液压系统工作压力，以达到推动被压死篦床的目的。如果仍无法推动篦床或只能小幅度推动，可通过缩短篦床行程长度，并手动来回顶动比例换向阀左右阀芯，待篦床能够顺畅地前推和后推时，换成液压系统自动往复运动，并逐步增大篦床行程长度，直至恢复到正常行程长度。系统工作压力逐渐下降到正常值后，需把压力调整至原值，以保护系统各液压元件及附件的寿命，延长使用时间。3.7液压系统中液压油的过滤、阀件的更换由于长期运行，液压系统中液压油可能会进入一些颗粒物。停窑检修过程中可以利用循环泵组的自循环过滤功能，在更换新的滤网后，实现液压油的自循环过滤，从而使液压系统能够更平稳地运行，也能降低阀件的磨损，延长其使用寿命。在检修、更换备件后，经试车系统无漏油现象，但是考虑液压系统在高压运行状态下的往复运动可能产生一定的振动，在系统投入运行15~20d时一定要再次紧固所更换阀件的螺钉，以达到良好的密封效果。

4、总结通过对KC—0978型篦冷机液压系统的改造，实现