旁路过滤装置在高炉液压系统中的应用.pdf

使用与维护 第3 2 卷2 0 1 4 年第5 期 总第 1 7 3 期 旁路过滤装置在高炉液压系统 中的应用 陈永朝 河北钢铁股份有限公司邯郸分公司炼铁部邯郸0 5 6 0 1 5 【 摘要】 介绍了高炉液压系统油液污染的危害和产生的原因， 通过使用旁路过滤装置， 大大降低 了油液 污染度 ， 有效防止了液压系统故障。 【 关键词】 高炉液压系统 油液污粢旁路过滤 Ap p l i c a t i o n o f By p a s s F i l t e r i n g De v i c e i n Bl a s t F u r n a c e Hy dr a ul i c Sy s t e m CHEN Yo n g -e ha o I r o n ma k i n gDe p a r t me n t o f Ha n d a n C o m p a n y o f H e b e i I r o nS t e e l C o ． ， L t d ． ， Ha n d a n 0 5 6 0 1 5 【 A b s t r a c t 】 D e s c ri b e t h e r e a s o n a n d h a r m o f o i l p o l l u t i o n i n t h e b l a s t f u rna c e h y d r a u l i c s y s t e m ． B y a d o p t i n g t h e b y p a s s fi l t e rin g d e v i c e ， t h e o i l p o l l u t i o n d e g r e e i s g r e a t l y l o we r e d ， a n d t h e h y d r a u l i c s y s t e m f a u l t i s e f f e c t i v e l y p r e v e n t e d ． 【 K e y w o r d s 】 B l a s t f u r n a c e h y d r a u l i c s y s t e m ， o i l p o l l u t i o n ， b y p a s s fi l t e r 液压系统是一个复杂的机 、 电、 液综合系统 ， 油液除了作为传递能量的载体外 ， 还起到润滑、 防 锈、 冲洗系统内污染物、 带走热量等许多重要作 用 。然而 ， 当固体颗粒物 、 水 、 空气及各种化学杂 质混入油液， 并随之在液压系统中循环时， 将影响 系统工作的可靠性、 液压元件的寿命。根据国内 外统计资料 ， 液压系统故障的约7 0 ％是由于油液 污染所引起的n ， 高炉液压系统长期暴露在高温、 多尘、 强腐蚀的环境下 ， 油液污染和劣化的速度更 快， 由此所引发的液压故障率更高。 邯钢7 号高炉炉前液压系统为炉前泥炮、 开铁 口机 、 摆动溜槽三大设备提供工作动力。系统最 高 工作压 力为 3 0 MP a ， 油 品为 4 6号抗磨 液压 油 。 由于 7 号高炉炉前空间狭小 ， 炉前液压站长期在高 温 、 烟尘、 腐蚀环境下工作， 油液污染严重。根据 近几年的点检记录统计 ， 炉前液压系统平均每月 发生3 4 起元件卡死、 堵塞的故障， 严重时一周发 生2 ～ 3 起， 故障发生时， 将导致炉前设备不能正常 工作 ， 迫使高炉减风 、 减氧操作， 其中造成高炉休 风的事故 2 起 ， 严重影响了高炉的稳定生产。 1 液压系统故障分析 通过观察发现 ， 每次更换液压油 时在油箱底 部都粘附着一层黑色 的沉积物 ， 这些污染物在油 箱底部沉积之前 ， 混在油液中在系统 中循环 ， 极易 附着在液压阀进出口、 阻尼孔等狭小通道上， 从而 造成液压元件卡死、 堵塞等， 对液压系统的危害具 体表现如下 1 磨损液压元件 污染物随油液在液压系统 循环时， 其中的固体颗粒物将加速系统的磨损 ， 而 由此污染引起的磨损是导致液压元件性能衰降的 主要原因。如磨损加剧将导致泵的内泄量增大 ， 影响其输出流量 ， 降低容积效率； 磨损导致液压阀 的启闭特性和压力流量特性变化 ， 控制性能下降， 造成系统内泄 ； 磨损还将导致执行元件的缸体划 伤， 因封闭性变差而造成油液泄漏。 2 堵塞液压元件 油液污染物 中较大尺寸 的 个别颗粒意外堵塞在滑阀内某一个部位 ， 或者污 染物在滑阀间隙内逐渐淤积。这两者都将导致阀 芯摩擦力增大， 引起阀芯阻滞， 严重时会发生阀芯 卡死故障； 对于带有阻尼孔的液压元件， 这些污染 物将会造成阻尼孔的堵塞。 3 加速油品劣化 油液中的污染物导致油液 自身的物理和化学性能劣化， 油液的润滑性降低， 进而加剧液压元件的失效， 不仅油液的有效使用 周期缩短， 还造成维护成本的增加。 经过分析， 认为这种沉积物由三个渠道而来 一 是通 过油箱 呼吸孔 和液压缸 活塞杆侵 入 的烟 一 1 5 第 3 2 卷 2 0 1 4 年第 5 期 总第 1 7 3 期 使用与维护 尘 、 渣铁喷溅物 ， 二是 日常补油和维修过程 中带人 系统的污染物， 三是液压元件磨损产生的磨粒和 油液氧化 、 碳化和分解产 生的有 害化学 杂质 。此 外 ， 由于温度 的变化会造成油箱 内壁水蒸气凝结 ， 导致在油液 中生成水分。 通过上述分析可得 出结论 ， 要减少 液压 系统 故障、 提高液压元件的使用寿命及可靠性， 可以通 过控制油液的污染度和水分来实现， 而提高液压 系统的过滤精度可以滤除混入油液中的大部分固 体颗粒和水分， 因此， 对油液进行有效过滤是降低 油液污染度的经济且实用的途径。 2 旁路过滤装置的选择与应用 2 ． 1 液压 系统原有过滤器的不足 高炉液压系统中都设计安装了过滤器 ， 如在 液压泵的吸油 口安装 了保护液压泵 的过滤器 ， 防 止大颗粒 污染物被 吸人液压泵 ； 在液压泵 出油 口 的压力管路 中安装 主过滤器 ， 以保证系统油液 的 清洁度 ； 还有回路过滤器等。 上述过滤器为维持油液的清洁度都能起到一 定作用 ， 但它们有一个共 同的缺点 即安装在系统 主油路上， 与生产同步工作， 只有在高炉定修时才 能进行更换。由于高炉定修周期一般为3 个月， 在 此期间即便 滤芯堵 塞也无 法更换 ， 而滤芯堵塞后 会使油液流经过滤器 时产 生压力 和流量 的波动 ， 并最终在滤芯中造成介质短路使其失去对油液的 过滤作用 ， 并对油液造成二次污染 。 2 ． 2 旁路过滤装置的优点 旁路过滤即指在液压系统主油路之外 ， 另外 安装一条与主油路互不 干涉的油路 ， 并在该油路 上安装过滤装置对油液进行过滤 。旁路过滤与原 有的过滤器相 比较 ， 具有以下优点 1 具有工作独立性 ， 可随时停机更换滤芯 。 2 具有工作连续性， 可以持续不问断地对油 品进行过滤。 3 滤 芯尺寸规格 的选 择不受主油路系统空 间影响， 可 以选用过滤面积大的滤芯 ， 并可多组滤 芯串联使用。 4 滤芯精度选择不影响主油路系统的压力 和流量， 可以选用超精度滤芯。 2 ． 3 旁路过滤装置的应用 实际生产 中 ， 采取 了液压系统主油路过滤器 一 l 6 一 与旁路过滤装置相结合 的方法 ， 即在液压 系统 中 保留主油路过滤器的同时， 增加一套旁路过滤装 置。具体实施如下 从油箱底部安装单路油路接人滤 油装 置 ， 所 选滤油装置 自带油泵 ， 可独立工作 ， 与液压系统的 正常工作互不干涉。滤芯选用深层次轴 向型超精 度滤芯， 采用精度逐级提高的4 级滤 芒 串联组合使 用， 以滤除油液中的污染物 、 氧化物和水分。经滤 油装置过滤后的清洁油通过 回油油路引至接近液 压系统主油泵吸油 口附近位置 ， 以实现清洁油在 液压系统 中的良性循环 。通过每周定期检查 ， 发 现滤芯堵塞后 即时进行更换 ， 从 而可以确保 始终 保持油液 良好 的清洁度。 3 应用效果 实践表明， 7 号高炉炉前液压系统使用旁路过 滤装置后 ， 有效滤除了油液中的污染物 、 氧化物和 水分 ， 液压系统稳定性得到了很大改善 见表 1 。 表1 旁路过滤装置应用前后对比 项 目 清洁度 水分／ ％ 周期／ 次数／ 次数／ 月 次／ 月 次／ a 使用前 N A S 1 1 - N A S 1 2 0 ． 1 以上1 0 ～ 1 2 3 ～ 4 2 使用后 N A S 5 ～ N A S 6 0 ． 0 1 ～ 0 ． 0 2 3 0以上0 - 1 0 油 液 清 洁 度 由 N A S 1 1 ～ N A S 1 2级 降 到 了 N A S 5 ～N A S 6 级 ， 水分含量由0 ． 1 ％控制在 0 ． 0 2 ％以 下。油品的使用周期 由原来的 l O～1 2 个月延长至 3 0 个月以上 ， 大幅降低了油品消耗 。液压元件发 生卡死 、 堵塞的故障接近于0 ， 有效防止 了液压泵 、 阀的磨损 ， 减少 了液压元件故障 ， 减轻了职工劳动 强度 ， 降低 了维修费用。 鉴于旁路过滤装置在7 号高炉炉前液压系统 上取得的良好效果 ， 在邯钢高炉液压系统上对这 一 技术进行了推广应用， 取得了显著的经济效益。 参考文献 [ 1 ] 路 甬祥． 液压气动技术手册． 北京 机械工业出版 社 ． 2 0 0 1 ． 2 61 ． 2 0 1 3 0 8 0 7 收稿