李建國(guó)

(廣州環(huán)投增城環(huán)保能源有限公司，增城 511335)

0 引 言

某能源公司有三臺(tái)型號(hào)為SLC750-4.0/400-l的鍋爐，鍋爐額定容量為63.29 t/h，設(shè)計(jì)垃圾焚燒量為750 t/天。垃圾用抓斗送入進(jìn)料斗，料斗的進(jìn)料擋板運(yùn)行中是常開(kāi)的，停爐或故障時(shí)才關(guān)閉，垃圾落到推料器上，根據(jù)鍋爐的負(fù)荷再通過(guò)推料器將垃圾推到爐排上焚燒。爐排共有四級(jí)，每級(jí)爐排上都有動(dòng)爐排和靜爐排，通過(guò)動(dòng)爐排的攪動(dòng)，使垃圾受熱均勻，穩(wěn)定燃燒。垃圾燃燒后生成的爐渣從第四級(jí)爐排落入渣井，由出渣機(jī)推入渣坑儲(chǔ)存。進(jìn)料擋板、推料器、爐排、出渣機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用液壓驅(qū)動(dòng)裝置，液壓站的油通過(guò)油泵分別送入料斗擋板、推料器、爐排、出渣機(jī)的液壓缸，驅(qū)動(dòng)液壓缸上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)推料器、爐排、出渣機(jī)前后移動(dòng)，完成推料、焚燒、出渣等工作[1]。該液壓系統(tǒng)運(yùn)行以后，出現(xiàn)出渣機(jī)液壓缸多次漏油、一、二級(jí)爐排傳動(dòng)軸支架脫落、爐排傳動(dòng)軸斷裂、推料器前進(jìn)不到位等現(xiàn)象，影響鍋爐的安全運(yùn)行。

1 原因分析

1.1 出渣機(jī)工作環(huán)境影響

爐排液壓缸和推料器液壓缸工作區(qū)域干燥、通風(fēng)良好，沒(méi)有出現(xiàn)液壓缸漏油的情況。出渣機(jī)分為左、中、右三臺(tái)，采用水冷濕式出渣，高溫的爐渣落入渣井，會(huì)使渣井里部分的水汽化，出渣機(jī)區(qū)域會(huì)產(chǎn)生一定的水蒸汽并伴有部分具有腐蝕性氣體。使液壓缸處于潮濕、悶熱伴有腐蝕性氣體的環(huán)境中，容易加速液壓缸密封圈老化，降低其使用壽命[2]。液壓缸密封圈老化后就會(huì)使液壓缸無(wú)法達(dá)到良好的密封效果，液壓缸的密封圈處就會(huì)漏油。

1.2 出渣機(jī)液壓缸的布置方式

該能源公司的爐排液壓缸和推料器液壓缸采用水平布置，液壓缸工作區(qū)域粉塵很少。而出渣機(jī)液壓缸采用垂直布置方式，工作區(qū)域粉塵相對(duì)較多。液壓缸推桿在上方，沒(méi)有防塵保護(hù)罩，粉塵容易粘在液壓缸的推桿上，并堆積在液壓缸頂部密封圈處。隨著液壓缸推桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，容易帶動(dòng)更多粉塵聚集在密封圈上[3]。加速了密封圈的磨損，密封圈磨損后，液壓油就會(huì)從磨損處漏出來(lái)，污染環(huán)境。

1.3 液壓系統(tǒng)使用不合理

該能源公司液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)油壓的設(shè)計(jì)值不是統(tǒng)一的。爐排原始設(shè)定驅(qū)動(dòng)油壓為7 MPa，推料器原始設(shè)定驅(qū)動(dòng)油壓為8 MPa，進(jìn)料擋板原始設(shè)定驅(qū)動(dòng)油壓為10 MPa，出渣機(jī)原始設(shè)定驅(qū)動(dòng)油壓為11 MPa。液壓站采用三聯(lián)泵分別供應(yīng)不同壓力的液壓油。但是在實(shí)際的運(yùn)行中，液壓站采用單泵供油，另一臺(tái)備用，并將供油母管壓力設(shè)定為11 MPa。正常情況下，反映到油缸的油壓僅與負(fù)載有關(guān)，高油壓不會(huì)造成設(shè)備故障。而當(dāng)出現(xiàn)異常情況，如爐排卡死，則爐排液壓缸油壓會(huì)上升至系統(tǒng)油壓11 MPa，大大超過(guò)爐排的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)油壓力，在此壓力作用下，液壓缸推力過(guò)大，容易造成爐排傳動(dòng)設(shè)備損壞[4]。

1.4 爐排液壓缸前后壓力無(wú)法監(jiān)視

垃圾送到爐排上，依次經(jīng)過(guò)一、二、三、四爐排，一次風(fēng)從爐排下部經(jīng)爐排風(fēng)孔送入爐內(nèi)，使垃圾在爐內(nèi)依次完成烘干、預(yù)熱、燃燒、燃盡過(guò)程。垃圾在一級(jí)爐排上是最重的，一級(jí)爐排在運(yùn)行中也是最容易卡澀的，爐排推不動(dòng)垃圾，液壓缸就會(huì)增加油壓，加大液壓驅(qū)動(dòng)力。但是液壓缸前后無(wú)壓力測(cè)點(diǎn)，運(yùn)行人員無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓油壓力的變化，不能及時(shí)停下故障的爐排，從而造成爐排傳動(dòng)裝置過(guò)載損壞[5]。

1.5 爐排上的料層鋪的太厚

入爐垃圾的含水量對(duì)垃圾焚燒影響很大，含水量高的垃圾，不易著火，烘干時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)應(yīng)降低推料器的速度，減少給料量，適當(dāng)降低爐排速度，延長(zhǎng)烘干時(shí)間，適當(dāng)降低鍋爐負(fù)荷，保證鍋爐能夠穩(wěn)定燃燒。否則爐排上的料層就會(huì)鋪的很厚，使?fàn)t排過(guò)載，爐排傳動(dòng)裝置受力過(guò)大損壞[6]。

2 改造措施

2.1 在出渣機(jī)液壓缸頂部安裝液壓推桿保護(hù)罩

出渣機(jī)液壓缸推桿及密封圈部位處于潮濕、悶熱伴有腐蝕性氣體的環(huán)境下工作。在液壓缸頂部安裝了保護(hù)罩以后，保護(hù)罩材質(zhì)為高密度防雨布，可以使液壓缸的推桿及密封圈保持密閉，減少外界的影響，粉塵不會(huì)再黏附在液壓缸的推桿上，可以有效的保護(hù)密封圈，阻止粉塵聚集。液壓缸推桿加裝保護(hù)罩后，要加強(qiáng)巡檢，發(fā)現(xiàn)保護(hù)罩損壞，要及時(shí)更換。

2.2 更換密封圈材質(zhì)

該能源公司所有的液壓缸密封圈材質(zhì)為丁腈橡膠，它是由丙烯晴與丁腈二烯單體聚合而成的共聚物。采用低溫乳液聚合生產(chǎn)，具有良好的耐磨性、耐熱性和耐油性。但是它耐腐蝕性差，彈性較低。為了提高密封圈的耐腐蝕性，利用鍋爐停爐機(jī)會(huì)，將所有液壓缸的密封圈更換為氟橡膠密封圈，這種密封圈具備丁腈橡膠密封圈的優(yōu)點(diǎn)，但是又有良好的耐腐蝕性。它的缺點(diǎn)是耐低溫性能差，環(huán)境溫度低于-15 ℃，使用壽命會(huì)縮短[7]。該能源公司地處南方，冬天最冷時(shí)溫度也不會(huì)低于0 ℃，不用考慮密封圈的耐低溫性能。

2.3 在爐排液壓缸前的進(jìn)油管上安裝減壓閥

該能源公司每級(jí)爐排又分為左右兩個(gè)爐排，每個(gè)液壓缸控制一個(gè)爐排。四級(jí)爐排的八個(gè)液壓缸布置在焚燒爐兩側(cè)，每個(gè)液壓缸的進(jìn)、回油管都安裝了手動(dòng)門，但是沒(méi)有減壓閥。液壓缸的進(jìn)油壓力與油泵出口母管油壓幾乎相等，當(dāng)液壓缸或爐排傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，可以關(guān)閉液壓缸進(jìn)、回油管上的手動(dòng)門，解列液壓缸。為了保證爐排傳動(dòng)裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，在爐排每個(gè)液壓缸的進(jìn)油管上安裝一個(gè)減壓閥，將液壓缸的進(jìn)油壓力調(diào)整到7 MPa，使?fàn)t排液壓缸在設(shè)計(jì)壓力下工作[8]。

2.4 在推料器液壓缸前的進(jìn)油管上安裝減壓閥

該能源公司的推料器共有十一個(gè)，水平布置在進(jìn)料斗下方，每個(gè)液壓缸控制一個(gè)推料器。每個(gè)液壓缸的進(jìn)、回油管都安裝了手動(dòng)門，同樣沒(méi)有安裝減壓閥。液壓缸的進(jìn)油壓力與油泵出口母管油壓幾乎相等。推料器的推頭是用不銹鋼鋼板焊接的，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)了，推頭在爐內(nèi)酸性氣體的作用下，推頭會(huì)脫焊，不銹鋼板會(huì)拱起，與推料器的導(dǎo)軌接觸，增大推料器前進(jìn)的阻力，使推料器前進(jìn)不到位。如不及時(shí)調(diào)整推料器的前進(jìn)行程，推料器會(huì)施加更大驅(qū)動(dòng)力以克服前進(jìn)的阻力，這個(gè)驅(qū)動(dòng)力已經(jīng)大大超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的驅(qū)動(dòng)力，容易造成推料器傳動(dòng)裝置故障。為了保證推料器傳動(dòng)裝置的安全運(yùn)行，在推料器每個(gè)液壓缸的進(jìn)油管上安裝一個(gè)減壓閥，將液壓缸的進(jìn)油壓力調(diào)整到8 MPa，使推料器液壓缸在設(shè)計(jì)壓力下工作。

2.5 在一級(jí)和二級(jí)爐排液壓缸前后增加壓力測(cè)點(diǎn)，并將壓力信號(hào)引進(jìn)DCS

該能源公司爐排故障率最高的是一級(jí)爐排，二級(jí)爐排偶爾也會(huì)出現(xiàn)故障，三、四級(jí)爐排沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)故障。監(jiān)視一二級(jí)爐排的運(yùn)行情況對(duì)于保證鍋爐的安全運(yùn)行尤為重要，為了達(dá)到這個(gè)目的，在一級(jí)爐排液壓缸和二級(jí)爐排液壓缸前、后油管上增加壓力測(cè)點(diǎn)，并將壓力信號(hào)引進(jìn)DCS，設(shè)置油壓高、低的報(bào)警信號(hào)，便于運(yùn)行人員遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過(guò)監(jiān)視液壓缸前的油壓可以知道液壓缸是否在設(shè)計(jì)油壓下運(yùn)行，通過(guò)監(jiān)視液壓缸后的油壓可以判斷爐排是否出現(xiàn)故障。如液壓缸后油壓高報(bào)警，則可能是爐排卡澀，提醒運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整爐排行程；如液壓缸后油壓低報(bào)警，則可能是爐排損壞、活動(dòng)爐排梁脫離傳動(dòng)軸或傳動(dòng)軸斷裂等故障[9]。一、二級(jí)爐排共安裝八個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)，每個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)的壓力傳感器需要配測(cè)壓軟管、測(cè)壓接頭等連接件以及壓力傳感器固定附件。壓力傳感器接線到DCS，DCS系統(tǒng)增加壓力信號(hào)點(diǎn)，壓力信號(hào)點(diǎn)放在主燃燒畫面，方便運(yùn)行人員監(jiān)控。

2.6 在推料器液壓缸前后安裝壓力表

推料器出現(xiàn)故障，會(huì)使鍋爐給料不足，影響鍋爐的燃燒，特別是幾臺(tái)給料器同時(shí)出現(xiàn)故障，對(duì)鍋爐燃燒影響更大[10]。鑒于主燃燒畫面測(cè)點(diǎn)已經(jīng)比較多，不便于再引入更多的油壓測(cè)點(diǎn)，在推料器液壓缸前后安裝油壓表，液壓缸前的油壓表用來(lái)檢查推料器油壓是否符合設(shè)計(jì)壓力，液壓缸后的壓力用來(lái)檢查推料器是否有卡澀或傳動(dòng)裝置故障。

2.7 在出渣機(jī)液壓缸前后安裝壓力表

爐渣的成分很復(fù)雜，爐渣里經(jīng)常含有大塊的金屬，落入渣井后，容易卡住出渣機(jī)。出渣機(jī)故障，渣井里的渣就不能及時(shí)輸出，渣井渣位就會(huì)升高，鍋爐被迫減負(fù)荷[11]，保證出渣機(jī)的運(yùn)行安全也很重要。在出渣機(jī)液壓缸前后安裝油壓表，用來(lái)監(jiān)視出渣機(jī)的運(yùn)行情況，也可以為以后液壓缸的選型提供依據(jù)。

3 效果與檢查

未進(jìn)行鍋爐液壓油系統(tǒng)改造之前，出渣機(jī)的液壓缸密封圈處經(jīng)常漏油，現(xiàn)場(chǎng)油跡斑斑。密封圈更換不久，又會(huì)再次漏油，檢修工作量較大。每次檢修出渣機(jī)，大約需要三個(gè)小時(shí)，鍋爐都需要降低負(fù)荷配合檢修，鍋爐焚燒量降低約30 t，廠用電量也會(huì)相應(yīng)升高。在出渣機(jī)液壓缸頂部安裝液壓推桿保護(hù)罩，將密封圈更換為氟橡膠密封圈后，出渣機(jī)液壓缸密封圈再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)漏油，達(dá)到預(yù)期效果。

在液壓油系統(tǒng)改造之前，一級(jí)爐排傳動(dòng)軸支架脫落2次，二級(jí)爐排傳動(dòng)軸支架脫落1次，一級(jí)爐排傳動(dòng)軸斷裂1次，鍋爐因一級(jí)爐排傳動(dòng)軸斷裂停爐檢修。在液壓油系統(tǒng)改造之后，爐排出現(xiàn)卡澀時(shí)，爐排的液壓缸壓力仍然在設(shè)計(jì)壓力，爐排的驅(qū)動(dòng)力沒(méi)有大幅增加，運(yùn)行人員可以及時(shí)通過(guò)液壓油報(bào)警信號(hào)及時(shí)發(fā)現(xiàn)爐排異常情況，做出相應(yīng)的調(diào)整，避免爐排損壞，爐排傳動(dòng)裝置運(yùn)行至今無(wú)故障。

改造之后，推料器液壓缸壓力由11 MPa降至8 MPa，推料器異常情況下的驅(qū)動(dòng)力已經(jīng)大幅降低，傳動(dòng)裝置過(guò)載損壞的可能性也降低了，推料器運(yùn)行情況良好。

4 結(jié)束語(yǔ)

從該能源公司液壓油系統(tǒng)改造的過(guò)程中可以得出以下結(jié)論：

(1)出渣機(jī)液壓缸密封圈漏油與工作區(qū)域的環(huán)境、液壓缸的布置方式以及密封圈的類型有關(guān)，在液壓缸頂部安裝液壓推桿保護(hù)罩，將密封圈更換為氟橡膠密封圈可以解決問(wèn)題。

(2)一、二級(jí)爐排傳動(dòng)裝置故障與液壓缸的進(jìn)油壓力過(guò)高有關(guān)，在液壓缸進(jìn)油管上安裝減壓閥，將液壓缸的進(jìn)油壓力由11 MPa降至7 MPa，可以避免爐排運(yùn)行異常情況下的損壞。

(3)在一、二級(jí)爐排液壓缸進(jìn)、回油管上安裝油壓表，并將壓力信號(hào)引入DCS，可以讓運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)爐排異常情況，及時(shí)進(jìn)行操作，防止?fàn)t排損壞。

(4)在推料器液壓缸進(jìn)油管上安裝減壓閥，將液壓缸的進(jìn)油壓力由11 MPa降至8 MPa，可以避免推料器運(yùn)行異常情況下的損壞。

(5)在推料器和出渣機(jī)的液壓缸前后安裝壓力表，可以檢查推料器和出渣機(jī)的運(yùn)行情況，并為以后液壓缸的選型提供依據(jù)。