氧化反應器底部卸料閥液壓控制及故障分析

tags:    時間:2014-03-11 10:58:22
氧化反應器底部卸料閥液壓控制及故障分析簡介
   一、前言    油壓系統在閉環負載的情況下,具有定位剛度大,位置誤差較小的特點。……
氧化反應器底部卸料閥液壓控制及故障分析正文

一、前言
油壓系統在閉環負載的情況下,具有定位剛度大,位置誤差較小的特點。液壓執行器響應速度較高,能高速起動、制動與反向。因為其具備結構簡單、運行平穩、操作靈活、自潤滑等優點,被廣泛應用在化工、機械及冶金等領域。濟南某化工廠的氧化反應器卸料閥採用液壓方式驅動,在實際應用中,如操作不慎或保養不當,就會出現故障,從而影響生產。
氧化反應器底部卸料閥是由液壓系統控制的,如圖1所示。該氧化反應器的底部閥門有兩種工作狀態:閥門開啟(活塞導桿在Ⅰ處)和閥門關閉(活塞導桿在Ⅱ處)。
正常情況下,反應器內工作壓力為1.0MPa,工作溫度為185℃。反應器的總高度為23.5m,反應器內正常工作條件下,液位高度為6~7m。反應器底部閥門處的內壓力(工作壓力+液位壓差=1.07MPa)。在物料反應期間,反應器卸料閥處於關閉狀態。當物料反應充分后,液壓系統驅動卸料閥開啟卸料。卸料完畢,閥門關閉。液壓系統對活塞導桿施加壓力大於罐體內壓力后,閥門由Ⅱ處移動至Ⅰ處,閥門完全關閉。當反應器底部的閥門需要打開時,液壓控制系統換向。活塞導桿在罐體內壓及反向油壓的作用下,開始後退,由Ⅰ處移到Ⅱ處,卸料閥開始卸料。當料位到達罐內最低點時,閥門又開始關閉。
二、液壓系統工作原理
液壓系統工作時,液壓泵起動,液壓油經止回閥進入液壓系統,系統開始升壓,如圖2所示。液壓泵的最高壓力為190MPa(1900kgf/cm2),由溢流閥來控制。液壓泵卸荷期間,蓄能器來補償壓力泄漏,保持系統壓力。系統壓力下降到低於175MPa(1750kgf/cm2)時,液壓泵重新起動對系統進行供油加壓,直到達到設定壓力。
物料反應時,液壓系統活塞導桿向左移動,由圖1中Ⅱ處移到Ⅰ處,使卸料閥處於關閉狀態。
反應完畢,需要卸料時,由中央控制室DCS發出指令,驅動電磁換向閥動作。電磁換向閥換向後,換向子油路壓力驅動主油路液控換向閥換向。主油路換向後,活塞後退,活塞導桿由圖1中Ⅰ處移到Ⅱ處,卸料閥打開,物料排出。
三、常見的故障及其分析
氧化反應器底部卸料閥故障主要是開關不靈活,表現為活塞導桿不能順利從Ⅰ處到Ⅱ處來回移動,分析原因如下。
1.活塞導桿與活塞壁之間堵料
由於反應物黏性較大,閥門長時間不動作,會造成物料結壁,影響閥門開關。正常工作狀態下,出料閥閥體部位設有沖洗水,以保證活塞導桿與活塞之間清潔。工作期間,需要定期檢查沖洗水的流量及壓力,確保其正常運行。
2.液壓系統油壓不足
(1)液壓油泄漏漏油部位主要集中在油路系統的一些密封面上,如油管接頭密封損壞漏油,溢流閥、主油路換向閥等閥門與油路密封平面泄漏,液壓缸活塞桿處外泄漏等。對漏油部位及時維修或更換。
(2)溢流閥運行不穩定溢流閥的滑閥與閥孔配合不當,或錐閥與閥座接觸處被污染物卡住、阻尼孔阻塞、彈簧歪斜或失靈等使閥芯卡住或在閥孔內移動不靈,均能引起溢流閥運行不穩定。導致油壓限壓不穩,達不到設定值就泄壓,造成系統壓力過低。
(3)止回閥故障止回閥是為了保證油路的單向性,當壓力表處的壓力始終不能達到閥門的關閉壓力時,要考慮止回閥故障。閥瓣破碎、介質倒流是止回閥常見的故障。為了避免閥瓣與閥座之間拍打破碎,要選用具有韌性材料的止回閥。為了避免止回閥密封面破壞及液壓油內夾雜雜質,出現倒流現場,要定期清洗過濾網,保證液壓油的潔凈。
(4)油溫過低此現象主要發生在冬季。液壓油有一定的溫度適用範圍。當油溫過低,低於其正常運行值時,液壓油黏度過高,系統的壓力損失大,效率降低,液壓泵吸油狀況惡化,容易產生空穴和汽蝕作用,使泵運作困難。為了保證液壓泵正常運行,需要選擇性能較好、溫度適用範圍廣的液壓油(本系統採用的液壓油為shellturboT—46)。同時在油箱上增加伴熱系統,保證冬季正常運行。
(5)油溫過高操作過於頻繁或液壓泵長時間運行等均會使油溫過高,而油溫過高會使液壓油的黏度變小(特別是夏天),系統泄漏太多,容積損失增加,油壓很難提高,系統的效率降低。這種情況,要對油路中的液壓油進行冷卻,增加風扇或水冷卻系統。
(6)油位低因液壓系統長期處於高壓狀態,一些密封處(或油箱)不可避免地出現漏油。另外液壓油使用一段時間后,會有少量的自然蒸發損失。這些都導致油箱內液壓油位下降。當油位低於液壓泵的起動油位時,液壓泵將打不開,需要補充液壓油。
(7)電磁換向閥失靈滑閥卡死、對中彈簧折斷、電磁鐵線圈燒壞或電磁鐵推力不足、電氣線路故障、液控換向閥控制油路無油或被堵塞均能造成電磁換向閥失靈。電磁線圈損壞可用萬用表測量線圈電阻來進行判斷。液壓油過臟卡住閥芯,使閥芯不能恢復原位;或閥內密封磨損,閥內有內泄漏,導致油壓不足。如果內泄漏過大,用煤油清洗或更換密封部件。有時較小的內泄漏對油壓的影響不是太大,但會使液壓缸進退速度變慢。
(8)液壓泵損壞或能力不足判斷液壓泵損壞,主要看液壓泵出口的壓力表顯示數值,液壓泵長時間運作,壓力數值不能達到正常操作數值或不顯示數據時,說明液壓泵能力降低或損壞。需要切換到備用泵,對液壓泵進行檢修,更換損壞部件。
(9)液壓油的乳化蒸汽加熱器/冷卻水泄漏,使水混入油箱,含水的液壓油工作時受到劇烈的攪動,使液壓油乳化變質,產生沉澱物,堵塞管道和閥門。當乳化發生后,要及時更換液壓油。
四、液壓系統日常維護要點
在日常維護過程中,定期檢驗液壓系統。
1)檢查油箱內油位的高度,保證油位在正常的操作範圍內。油箱內油位太低,容易引起液壓泵汽蝕現象,造成液壓泵壓力降低。
2)對液壓系統進行排氣,保證液壓系統內沒有空氣,避免空穴的發生。
3)檢查液壓缸內液壓油的溫度。如果油溫太低,低於20℃時,要用起動伴熱系統,對液壓油進行加溫,使液壓油的溫度達到正常開車範圍。油溫過高超過70℃時,應設法冷卻,使液壓油的黏度降低,保證液壓系統的壓力。
4)檢查液壓油管路中是否有漏油的地方,如果有,要儘快排除。
油液具有易燃性,有引起爆炸的危險,附近要有滅火措施。溢流閥調整適當是液壓系統正常工作的前提。如果溢流閥壓力調整過低、環境溫度等改變,油壓達不到壓力表上限時,液壓泵需要長時間工作,造成油溫升高。如果溢流閥壓力調得過高,當電接點壓力表故障上限不能動作時,會使壓力過高而損壞液壓系統。
溢流閥最高壓力設定值一般高於電接點壓力表上限10%~20%。溢流閥的調整,一般先把電接點壓力表上限調高一些,做壓緊工作,溢流閥壓力從零開調,逐步提高壓力,使之達到要求,然後鎖緊溢流閥螺母,再把電接點壓力表上限調回去。液壓油過臟會堵塞溢流閥阻尼孔,卡住電磁換向閥閥芯,造成液壓控制單向閥密封面漏油,致使液壓系統工作不正常。故應避免贓物進入液壓站油箱,同時,要定期清洗油過濾器,保持液壓系統潔凈。要選擇具有合適的黏度、良好的黏溫性能、抗氧化性能好的液壓油。以保證液壓元件在工作壓力和工作溫度發生變化的條件下得到良好潤滑、冷卻和密封。
五、結語
由於氧化反應器底部卸料閥液壓系統的控制系統普遍採用電液控制,電氣與液壓的有機結合使得系統故障的查詢更加困難,這就需要儀電工程師與液壓工程師之間協調配合。液壓系統的控制閥故障查詢對維修人員提出了很高的要求。在維修過程中,工作人員需要具有豐富的理論知識及實踐經驗,需要對現場故障情況進行調查分析、調整和比對,並且需要有高度的責任心及實事求是的工作態度。
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