气化炉液压传动装置.ppt

气化炉液压传动装置,课件,液压装置是专为鲁奇三代加压气化炉配套使用的，其成套设计由山西省榆次市液压有限公司设计制造的设备。广汇新能源有限公司，气化炉液压装置，四台炉一套液压控制系统，分别包括：一个控制泵站、一个蓄能站、带四个减压站（一台炉一个减压站）。一台减压站下分别设：煤锁控制站、灰锁控制站及刮刀控制站。其回路操纵控制着气化炉煤锁、灰锁、刮刀等主要阀门的动作.,减压站,减压站,一、液压系统的工作原理,该系统是通过操纵气化炉煤锁、灰锁上各阀门来完成气化炉的加煤和排灰操作，确保稳定和控制气化炉的生产。本回路主要由以下部分组成：泵站（四台气化炉公用一台）缓冲站（蓄能站四台气化炉公用一台）减压站（一台气化炉一套）控制站（每台气化炉配置有煤锁、灰锁及刮刀三个控制站）,工作油缸（主要阀门均配置有一个驱动阀门的工作油缸）一个完整的管路系统及报警、检测等仪表控制系统由液压泵站储油箱中抽出液压油经缓冲站蓄能、缓冲，高压油供向减压站，经减压后送至各控制站，,1、泵站,泵站:装有两台规格完全相同的恒压注塞泵，其由电机驱动（电机为45kw1500转/分），正常工作时一开一备。在泵站储油箱上设置了一套油循环系统，其是由一小齿轮泵从油箱中抽出，油液经过设置的冷却器，然后经过过滤返回油箱。每台供油泵的输出管路上均设有一个溢流阀，其是为了系统的安全设置的，调定压力为14.0MPa。恒压注塞泵的工作压力设定为：13.0MPa，维持恒定压力确保系统稳定。,2、缓冲站,缓冲站是由六个蓄能器六个氮气瓶组成，其是液压系统中的一个能量储存装置，泵站供出的压力油进入缓冲站、蓄能器将泵提供的能量暂时储存起来，当后系统压力低需要时，将储存的能量重新放出来，起到动力源的作用。由于设置了缓冲器使本系统主传动功率减小，采用较小功率的供油泵便可满足生产要求。,3、减压站,减压站是由减压伐、蓄能器及溢流伐组成。蓄能器的作用与缓冲站相同。由缓冲站传来的11.312.0MPa的液压油在此经过减压伐减至工作压力6.5MPa送至各控制站。减压伐在此有双重作用，一是把压力减小至工作压力，二是可维持减压伐后（即各控制站）的压力稳定在6.5MPa。由于减压伐的特有动能，这就避免了由于工作压力的突变，使气化炉系统的控制阀门达不到控制要求造成设备损坏或生产事故。,减压伐前后溢流伐在此起安全作用，可保证减压伐处在正常的工作范围内。4、煤锁、灰锁控制站两控制站均是由方向控制伐（换向伐），流量控制阀及减压伐组成。通过这些阀门对来自减压站的6.5MPa压力油进行方向、流量、压力的再调整，从而达到控制煤锁、灰锁各阀门的开关。煤锁、灰锁各阀门开、闭的动作速度是由流量控制伐（节流伐）加以控制的。本液压系统采用了回路节流调速回路，其特点,可使各伐门开关较平稳。由于煤锁、灰锁上下伐工作环境差，它们又是气化炉的关键部件，直接影响气化炉能否正常生产，所以为了不使煤锁、灰锁上下伐在关闭时引起大的冲击毁坏密封面，由系统控制站在煤、灰锁上下伐油路上采用了换向无冲击的电液换向伐。5、煤刮刀控制站由于是不定期地操作煤刮刀，所以在此设置的是手动的2/4方向控制伐（2位4通）液压控制系统。,二、液压系统的控制原理分析,本液压系统除采用了先进的工艺流程外，在控制操作上实现了自动化，大大降低了劳动强度。1、液压介质温度的控制在液压系统工作时，液压泵、油缸、液压马达的容积损失和机械损失以及系统上的阀门元件，管路的压力损失，介质流动形成的麽擦全部擦，这些热量除一部分散发到周围空间外，大部分使系统油液的温度,升高。本系统采用的液压介质为水乙二醇难燃液压油，主要由水乙二醇组成，其中水含量为45，要求最小不得低于35。油液温度的升高，势必会造成油液中水份蒸发，这样介质的性能参数将发生变化。,10,20,由图可知，同一工作温度下液压介质含水量愈低，其粘度将呈上升的趋势。粘度愈高，液压介质的流动性能愈差。而过低的温度也将会对液压介质的粘度产生影响。,随着温度介质的下降，介质的粘度也是呈上升的趋势，粘度的增大，使液压介质与设备摩擦增加，最终将导致能耗增大，泵和马达的使用寿命下降。可见控制液压介质的操作温度是十分必要的。本液压系统除在油箱设计上保证有足够的容积和散热面积外，还增设了自控手段，以保证液压介质和温度在正常的工作范围内。根据水乙二醇液压介质的性质，操作温度在1550的范围，油液的性能可以得到保证，本系统便通过一些自控手段使其温,温度范围内工作，控制说明如下：油箱温度控制在油箱上设置了温度开关TIAH-COAL-2020用于油箱温度的监视并控制泵的运转。当温度低于15时，温度开关T-COAL-2020动作使供油泵停转。油箱上的电加热器便是为了不使油液温度低而设置的，其受温度开关T-COAH-CIL-2025控制，当油箱油液温度低于24，开关动作接通加热器电源，使加热器给油箱加热，当温度升至30时，T-COAH-2025动作加热器停止加热。在加热器上还装有一个温度限制器，当无论何种原因使油箱温度达50时，限制器将切断加热器电源，使其停止工作，并且不经复位按钮（在电加热器上）复位，加热器,不能重新工作。可见温度限制器起到了安全保护作用。油箱上还有一温度开关T-CIH-COL-2024,用于限制油箱温度的升高。当温度升至40时，T-CIH2024动作使冷却器回水管上的电磁阀方向控制阀失电，水路接通，冷却器开始工作；若温度下降到36时，T-COL-2024动作使电磁阀带电，阀门动作关闭冷却水路。2、介质状态的控制液压介质的状态控制主要是介质的清洁度控制。液压油不可避免地含有各种杂质（残留的机械杂质、外部进入的杂质、工作过程中产生的杂质）这些杂质在液压油中随着油液的循环，将严重妨碍液压系统的正常工作，如:使,器，其是专为防止在安装、试车阶段油液中的污物进入系统而损坏液压元件。为不影响泵的吸油能力，减小吸油阻力，当转入正常操作后，将取掉此过滤器的滤芯。第二、为了保证流回油箱的油液是清洁的，在回油管路上设置了精度为10微米的细过滤器。该过滤器是由两个滤油器并联安置在一起，互为备用。在过滤器上安装有差压指示计，当PD0.4MPa时，过滤器就切换至另一过滤器。然后更换好滤芯，处于备用。第三、在油液循环回路上安置了一个过滤精度为5微米的精过滤器，以确保杂质不进入主回路。除上述控制外，每三个月要人工分析一次油液中的杂质含量，以确保液压介质处在良好的状,态下工作.3、油箱液位的控制正常的油箱液位对于液压系统的正常稳定运行是致关重要的。油位过高，会使散热空间减少，并且在系统停运后，系统中的液压油在自重作用下流回油箱而溢出；油位过低，又会造成泵吸入空气。本液压装置设置了对油箱液位进行监控的仪表，其一，液位的高低由磁性翻板或液位计进行监视，其带有报警装置。液位测量元件是一浮筒，浮筒随液位的高低而上下移动，当达报警线时（高点或低位极限点），由液位计上仪表报警装置的现场起始器传入控制室报警信号，提醒操作人员人为地调节液位（加油或放油）。液位低给液压泵带来的危害是严重的，轻则抽入空气，使泵产生气蚀、振,动，影响正常供油，严重时将会造成泵抽空而烧坏。本装置设有一个液位开关，便是给泵起安全保护作用的。在油箱安装了一个液位控制器，其也是一浮球结构，当液位抵至浮球低落时，浮球的低落将引起开关触点动作，作用的结果是切断泵和加热器的电源。4、压力控制系统压力的控制是整个液压控制部分的关键。系统压力过高会损坏元件，甚至出现事故；压力过低，系统正常工作所需功力不能保证，最终导致气化炉不能稳定运行。液压压力是否平稳无冲击，将直接影响元件的性能及寿命。压力过高还会增加系统的发热，消耗能量。另压力的高、低还将影响到液压油的粘度，如下图：,由图可以看出，压力的升高油的粘度也随之升高，这对系统是不利的。本装置采用了多级压力保护措施，增加了系统的安全性。泵站的压力控制为了防止泵站油泵过载，在泵的出口设置了安全阀，其为带锁的安全阀，压力调整好后及用钥匙所住，以防止无意的调节。泵站安全阀压力为14.0MPa。另外，为防止循环油路的过滤器堵塞严重形成超压,，此油路上也设置了一个溢流压力为0.75MPa的安全阀。缓冲站的压力控制在缓冲站内设有一个压力开关，其整定值有整定螺丝来整定，整定螺,1000,10000,压力10MPa,粘度,CP,丝的上部边缘的刻度为高设定值，其不能调整另一低点值，只能靠压力开关的滞后作用来实现所需保证的压力工作范围。本装置工作范围整定为11.3-13.0MPa，压力的控制是通过压力开关PICIL-COH-2036操纵泵站卸荷阀（2/4换向伐）断电卸荷油路接通，泵压低压卸荷状态下运行，当压力降至11.3MPa时PI-CIL-2036动作，卸荷阀带电，卸荷油路切断，泵则向系统升压供油，从而保证缓冲站压力为11.3-13.0MPa。减压站的压力控制减压阀是把液压油压力从11.3-13.0MPa降至稳定到工作压力6.5MPa，为保证减压伐正常工作。在,其前、后分别设置有两个安全阀。前安全阀称为高压段安全阀，整定压力13.8MPa；后安全阀称为低压段安全阀，整定压力7.5MPa.为监视减压站是否处于良好的工作状态，在此设有一压力监视表PIAL-2023,其带有报警功能，当减压伐后压力低报警值L=5.0MPa时，PIAL-2023发出报警信号。三、主要液压元件工作原理1、液压泵液压泵是提供一定流量，压力的液压能源，其将电机输入的机械能变成了流动的压力能，液压泵种类繁多，这里仅介绍山西化肥厂煤气化装置配套液压系统中的几种液压泵。,齿轮泵齿轮泵是装在壳体内的一对齿轮所组成。如图所示齿轮两端靠端盖密封，壳体和齿轮的各个齿间槽这三者形成密闭的工作空间。当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔的齿牙逐渐分离，工作空间的容积逐渐增大，形成部分真空，油箱中油液在外界大气压的作用下，经吸油管进入吸油腔。吸入到齿间的油液在密封的工作空间中随齿轮旋转带到左侧压油腔，因左侧的齿牙逐渐咬合，工作空间的容积逐渐减小，所以齿间的油液被挤出，从压力油腔输送到压力管路中去。齿轮泵其结构简单，自吸能力强，维护方便，但其轴承上载荷大，内漏油较多，使用压力受到了限制，一般多用于低压油系统。现在，采用有液,压补偿轴向间隙的结构措施，可使工作压力高达14.0MPa。轴向柱塞油泵轴向柱塞油泵主要是由柱塞、斜盘、缸体组成.如图所示:轴向柱塞3装在油缸中,沿轴向圆周分布。油缸体由传动轴1带动旋转。,5油腔,齿轮泵,配油盘对称分为低压腔和高压腔。油箱内油液在大气压力作用下经泵的吸入管进入配油盘的吸油腔（低压腔），油液由吸油腔即进入油缸，充满油缸时，油液推动柱塞使其另一端低紧在斜盘2上。配油盘固定不动斜盘调至所需角度后也暂时不动。当传动轴带动油缸工作旋转时，柱塞两端便受到油液和斜盘的作用，这样使柱塞在油缸中作往复直线运动。当柱塞从油缸中伸出时，就是经油盘吸入油的过程；当柱塞被斜盘压进油缸时，就经配油盘上的压力腔输出高压油。油缸体每转动一圈，每一个柱塞就要运动一次，完成一次吸油和压油的过程。如传动轴带动缸体连续回转，这就是不断地输出压力油的过程。当轴向注塞泵的结构尺寸已定和转速一定时，油泵的流量决定于柱塞往复运动的行程，当改变了斜盘的倾斜角度，也就改变了柱塞的行程。若斜盘角度是可调的，则这种泵便为变量轴向注塞泵。倾斜角愈大，输油流量就愈大。,2、动力油缸动力油缸同液压马达一样也属液动机，动力油缸是将流动的油液压力能转变成机械能。用于实现直线运动和回转往复运动。动力油缸根据结构形式可分为：活塞式和回转式。下面将以单杆活塞油缸为例介绍油缸的工作原理。单杆活塞油缸主要由缸体、活塞、活塞杆组成，如图所示。活塞在缸体内可将缸体分成两部分，油腔1和油腔2，活塞杆一端与油缸内活塞相连，另一端则与其它机械设备相连。可见，由于仅在一腔内有活塞杆，这样使得两腔的有效工作面积不相等，活塞杆直径越大，有效工作面积相差越大。,油口2,单杠活塞油缸示意图,如上图当油口1进入高压油时，在压力油的作用下活塞连着活塞杆一起相右运动，油口2作为卸压；当改变油路使高压油从油口2进入缸体，油口1作为卸油口，则活塞及活塞杆便向左运动，这样反复动作，便可驱动联接在另一端的机械设备作直线往复运动。气化炉煤锁、灰锁上的主要阀门便是由单杆活塞油缸带动实现开、关功能的。4、液压控制阀液压控制阀的作用是用来控制和调节液压系统中油液流动方向、油液的压力和流量，以满足液压设备的各种工作性能的要求。根据阀的功能，液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和控制阀三大类。(1)方向控制阀方向控制阀分为单向阀和换向伐两大类。A：单向阀：单向阀的功能是使油流向只能从一个方向通过，而不能反相流动。符号表示如下：,单向阀由阀体、阀芯和弹簧等组成。阀芯可以是球阀，也可以是锥阀。除一般单向阀外，还有液控单向阀，符号表示为：,其与普通单向阀区别在于有一控制油口，当控制油口K不通压力油时，与普通单向阀一样，油液只能从P1向P2方向流过，不能反流。当控制口K接通压力油时，阀内一活塞杆顶开阀芯，使油可以从P至P1反向流过。B:换向伐：换向伐的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来改变油口接通情况，从而变换油液流动方向。,换向伐根据操纵控制阀芯移动的形式可分为：手动换向伐、机动换向伐、电磁换向伐、液动换向伐和电液动换向伐。依据阀芯所处工作位置数和阀口油液通道数，换向伐又可有多种形式的换向伐，常用的有：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、二位五通阀、三位四通阀和三位五通阀。,下面就二位四通电磁换向阀、二位四通电液换向阀的功能作用简要说明：a、泵站循环冷却水系统电磁换向伐：泵站冷却水阀为便于实现温度直动控制，采用了二位二通电磁换向阀，工作原理如图所示：,当油箱温度达40时，温度开关T-CIH-2024动作使换向伐UV-2061电磁阀断电，换向伐芯在弹簧作用下移动，使A、B口接通，这样冷却水经由换向伐流过，使冷却器投入运行；当温度降至36时温度开关T-COL-2024动作，使UV-2061带电，换向伐芯磁力的作用下移动到另一位置，使A、B口断开，切断了冷却水，冷却器的冷却水停止了流动，这样冷却器便停止了工作。,煤锁,二位四通电磁阀,。,b、煤锁卸压阀油压路上的换向伐在控制部分各控制站（刮刀控制站除外），除煤、灰锁上、下阀外均采用的是二位四通电磁换向伐，以煤锁DV阀控制油路说明该型式的换向伐的工作原理：如右图所示。,阀门是靠动力油缸驱动完成关闭、开启功能的，此处动力油缸的活塞杆在缸体外的一端连接的是DV阀的阀芯当操作换向伐使其换向（操作人员按按钮或操作现场手轮），此时P与A接通，O与B接通，即压力有从P口进入换向伐，由A口流出经单向阀进入动力油缸的上腔，使活塞向下运动，而下腔的油液经节流阀从B口进入换向伐，由O口流出返回泵站油箱。活塞向下运动使活塞杆连同DV阀芯向下运动，最终使阀芯与阀座闭合，DV阀关闭。若操作人员按反向按钮（DV阀开按钮），则电源接通，电磁阀带电，换向伐动作换至另一工作位置，此位置P与B接通，O与A接通，即压力油从P口进入换向伐，由B口流出经单向阀流入动力油缸的下腔；上油腔的油液经节流阀由A口进入换向伐，再从O口流出进入泵站油箱。此外，动力油缸下油腔为压力油腔，上油腔为回油腔，活塞在压力油的作用下向上运动，致使活塞杆连带DV阀阀芯也向上运动，最终使DV阀处于开位。其它阀原理类同，增设减压伐是为了安全,C、灰锁下阀电液换向伐该液压装置为使煤锁上下阀,灰锁上下阀,这四个大阀动作平稳,减小压力变化所引起的的冲击,换向机构特采用二位四通电液换向阀,下面以灰锁下阀油路说明其工作原理,如右图所示:电液换向阀是电磁阀和液动换向阀的组合,电磁阀起先导作用,它可以改变控制液流的流向,以改变液动滑动的阀芯位置,所以能够用较小的,电磁铁来控制较大的液流.当操作人员按下灰锁下阀“开”按钮或现场手轮操作至”BC”.位置,电磁换向阀带电,换向阀动作阀芯处于图示位置,此时,P和A接通,O和B接通,压力油便由P口进入电磁阀从A口流出送至液动换向阀右侧,液动换向阀左侧的油液经B口进入电磁阀,从O流出汇至回油管线返至油箱.这样液动阀在右端压力油的作用下,滑阀芯滑动至图示位置,使主油路接通,P与A接通,O与B接通,即压力油由P经液动阀从A口流出,再由减压阀减压后送至动力油缸上腔,下油腔油液由B口进入液动阀,从O口流出返回油箱.动力油缸内活塞在上油腔压力油作用下,向下移动,活塞带电着灰锁下阀的传动机构(摇臂、阀杆)动作，最终使灰锁下阀打开。当操作人员按下灰锁下阀“关”按钮或现场手轮操作至“BC”位置，电磁阀失电，在弹簧的作用下，电磁阀换向至图示左侧位置，即P和B接通，O和A接通。压力油由P口进入电磁阀从B口流出送至液动阀左端，液动阀,右端油液经A口进入电磁阀，从O流出汇至回油管线返回油箱。这样液动阀在左侧压力的作用下移动滑芯处于图示左侧位置，即P与B接通，O与A接通，压力油从P进入液动阀，又从B口流出送至动力油缸下油腔，动力油缸上油腔油液从A口流入液动阀，从O口流出返回油箱，这样动力油缸活塞向上移动，最终使得灰锁下阀关闭。,各形式的换向伐职能符号,B,A,P,AB,PO,AB,01P02,AB,AB,AB,（2）压力控制阀液压系统中液动机（油缸或油压马达）的输出力或转矩的大小，与系统油液压力的高低有直接关系。控制油液压力高低的液压阀称为压力控制阀。压力控制阀按功能和用途可分为溢流阀、减压阀、压力继电器、顺序阀等。压力控制阀的共同特点是利用油液作用力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。a、溢流阀溢流阀的功能有二：一起溢流作用并保持系统压力基本恒定；二是起过载安全保护作用，此时又叫安全阀。,溢流阀的表示符号,P,O,油箱,b、减压阀,减压阀的用途是用来降低系统中某一部分的压力，使这一部分得到比油泵所供油压较低的稳定压力。,减压阀职能符号,溢流阀和减压阀虽然都是压力控制阀，但却意义不同。从工作原理上看，溢流阀驱动先导锥阀的油液是高压油液（入口腔油液），即以入口压力为控制点；而减压阀的先导锥阀是由低压油液（出口腔油液）驱动的，即以出口压力为控制点。这就是溢流阀与减压阀在本质上的不同点。,（3）流量控制阀,在液压系统中用来控制液体流量的阀类称为流量控制阀。其常用的有节流阀、调速阀和溢流节流阀。流量控制阀的工作原理是借助改变阀口流通面积的大小来调节通过阀口的流量，从而改变由流量控制阀所控制的执行元件的运动速度。,P2,节流阀职能符号,a、节流阀,液压回路上节流阀往往同单项阀组合使用，设备元件便有一种管式单向节流阀，正向走节流通道，反向则走单向阀通道，节流通道不通。如下图：,b、调速阀为使通过节流阀的流量多小不受负载变化的影响，在节流阀前串联一个差压式减压阀，这就是调速阀。,P2,溢流阀按型式分为两种,直动式溢流阀,特点：油液压力与弹簧压力直接相平衡，适用低压系统。,先导式溢流阀,结构上分两部分：上部分控制压力，下部分控制溢流量。,油箱,O,C、溢流节流阀,实际上就是将差压式溢流阀和节流阀并联而成。溢流节流阀也可通过节流阀的流量不受载荷变化的影响，通过差压式溢流阀的调节使节流阀前后压力差保持不变。,O,P1,P2,(a),P1,P2,(b),溢流节流阀及其职能符号,液控单向阀：,K,P2,P1,L,液控单向阀,液控单向阀，它由单向阀和液控装置两部分组成。控制油口K不通压力油时，其作用与单向阀相同。当控制油口K通人压力油推动控制活塞将锥阀顶起时，P2和P1沟通，液流从两个方向都能通过。,畜能器畜能器是液压系统的畜能元件，它储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。1、畜能器的功能