CN106246622A - 变频液压变加载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变频液压变加载系统，包括液压系统，去掉液压系统内的比例溢油阀，将系统内手动阀门固定至某一开度，固化油管路，系统油泵电机转速采用变频控制，油泵电机实际转速的改变致使齿轮油泵的出力发生改变，最终改变油系统油压，从而达到系统油压跟随给煤机给煤量变化而变化的目的。本发明将进口电磁比例溢油阀取消，将定速油泵改为变速运行，通过改变油泵转速以改变液压油系统内油流量，从而改变液压系统压力值，降低系统对油质的要求；改变原系统频繁清洗溢油阀及滤油的工作量；同时降低油泵日常运行耗电量，降低油站油温，提高油泵寿命，减少油站故障率和减少日常维护费用。本发明改造简单方便，成本低，节能效果好。

Description

变频液压变加载系统
技术领域
本发明涉及油泵液压系统领域，尤其涉及一种中速磨煤机的变频液压变加载系统。
背景技术
现有定速油泵液压系统通过溢流阀或电磁比例溢流阀改变液压系统油压，从而改变中速磨煤机磨辊加载压力。该系统由于使用了意大利或德国产溢流阀，精密度要求比较高，对液压油质中颗粒物比较敏感，对油质的要求较高，需要频繁滤油，电磁比例溢油阀需要频繁清洗；再则油泵为定速运行，系统耗电量比较大，且油箱油温高影响油泵关键密封材料的寿命，油泵更换频繁，油站故障率较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种中速磨煤机的变频液压变加载系统，降低系统对油质的要求，改变原系统频繁清洗溢油阀及滤油的工作量；同时降低油泵日常运行耗电量，降低油站油温，提高油泵寿命，减少油站故障率和减少日常维护费用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种变频液压变加载系统，包括定变加载切换电磁换向阀、比例溢流阀、溢流阀、液动换向阀驱动电磁阀、液动换向阀、升降磨辊电磁阀、磨辊同步升降调节阀、油缸、油箱、手动阀门等，去掉液压系统内的比例溢油阀，将系统内手动阀门固定至某一开度，固化油管路，系统油泵电机转速采用变频控制，油泵电机实际转速的改变致使齿轮油泵的出力发生改变，最终改变油系统油压，从而达到系统油压跟随给煤机给煤量变化而变化的目的。
基于上述技术方案，本发明的有益效果是将进口电磁比例溢油阀取消，将定速油泵改为变速运行，通过改变油泵转速以改变液压油系统内油流量，通过供给侧供应油量来调节改变液压系统压力值，降低系统对油质的要求；改变原系统频繁清洗溢油阀及滤油的工作量；同时降低油泵日常运行耗电量，降低油站油温，提高油泵寿命，减少油站故障率和减少日常维护费用。本发明改造简单方便，成本低，节能效果好。
附图说明
图1为磨煤机改造前的液压系统图；
图2为磨煤机改造后的液压系统图；
图3为给煤机给煤量与系统油压的关系图；
图4为油泵转速与系统油压的关系图；
图5为给煤机给煤量与油泵转速的关系图。
图中标记：1.定变加载切换电磁换向阀，2.比例溢流阀，3.溢流阀，4.液动换向阀驱动电磁阀，5.液动换向阀，6.升降磨辊电磁阀，7.磨辊同步升降调节阀，8.油缸，9.油箱，10.手动阀门，11.管式流量调节阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
中国200MW及以上燃煤机组基本上使用液压加载技术的中速磨煤机；该磨煤机的优点是运行经济性好；制粉单耗低。其主要特点是磨煤机磨辊加载压力是液压控制；该系统从德国引进，通过油系统比例溢油阀的泄油量的变化改变系统油压从而改变液压缸拉杆压力。按照德国原设计，液压系统油压应该与相应给煤机的给煤量属于直线比例函数关系，既保证磨煤机的研磨出力，又保证了研磨力正常，制粉单耗正常。该系统自上世纪90年代引进中国；对中国燃煤电厂降低制粉单耗起到巨大的作用。
由于磨煤机安装位置在锅炉厂房零米磨煤机附近，环境内粉尘含量太高，加上油箱内油管道均是压制高压橡胶管道，容量老化产生颗粒；而原设计变加载油系统比例溢油阀为意大利出产，对油质的中颗粒物的要求很高，一旦颗粒物含量超标，比例溢油阀就会卡涩，系统油压不能调节。最严重时，更换新比例溢油阀一周后，就不能正常调节。系统长期按定加载方式运行；制粉单耗增加很多。为了磨煤机经济运行，运行或检修人员24时随时随地手动调节油系统手动阀门去调节油压，特别是在机组启动过程中，煤量很小情况下，加载油压高了不经济，且磨煤机振动大，频繁进行手动调节，影响到机组运行安全。维护成本较高：油系统比例溢油阀从意大利购入正品需要1.8万元左右，并且要频繁滤油。
变频液压概念自1992年从日本第一次制造变频液压电梯开始，在世界上有了变频液压的概念，目前世界范围内大量的变频液压专利产生。变频液压之前的短暂时间过渡产品为液压系统配变量泵，但运行经济性远不如变频液压。
现有磨煤机的液压系统图如图1所示，液压系统基本都是采用憋压系统，在正常运行过程中需切换变加载时，两位四通的定变加载切换电磁换向阀1切换至左侧位，将定加载切换为变加载状态，此时油压靠比例溢流阀2整定，需要压力高时，则比例溢流阀2溢流油量多。当需定加载运行时，两位四通的定变加载切换电磁换向阀1运行在右侧位，油压靠定加载溢流阀3整定，若油压高于整定值，溢流阀3泄油，若油压低于整定值，溢流阀3关闭憋油。
升磨辊时，液动换向阀驱动电磁阀4切换至左侧位，液动换向阀5被压力油驱动切换至左侧位，下缸回油被关闭。升降磨辊电磁阀6切换至右侧位，压力油经过三组磨辊同步升降调节阀7后向油缸8下缸注油，磨辊升起。
降磨辊时，升降磨辊电磁阀6切换至左侧位，下缸油经过三组磨辊同步升降调节阀7、升降磨辊电磁阀6、回油冷油器、回油滤网、回至油箱9，磨辊降到位后，液动换向阀驱动电磁阀4切换至右侧位，液动换向阀5在弹簧力作用下归位，下缸回油至油箱9导通。降磨辊时，液动换向阀5不能打开，否则磨辊将以很快的速度砸向磨盘，同样，升磨辊时，液动换向阀5不能关闭，否则磨辊升不起来。
针对现有系统存在的问题，本发明从保证中速磨煤机的运行经济性出发，保证系统油压的可变性，在油质不可保证的情况下，去掉液压系统内的比例溢油阀2，同时可去掉溢流阀3和定变加载切换电磁换向阀1，并在油管路上设置管式流量调节阀11，如图2所示，将系统内手动阀门10固定至某一开度，固化油管路，系统油泵电机转速采用变频控制，改变系统油泵实际转速，从而改变齿轮油泵的出力，最终改变油系统油压，以达到系统油压跟随给煤机给煤量变化而变化的目的。为了实现改变油泵转速的目的，可在油泵电机供电回路上加装变频器。
原设计DCS(集散控制系统)的自动控制变加载原理为，给煤机给煤量与磨煤机加载的系统油压为比例函数关系，实行油压闭环控制，如图3所示。
液压系统油泵电机改为变频控制后，保持油系统管路不变，改变油泵转速，记录不同转速系统油压，记录数据如下：
根据上述表格，油泵转速与系统油压的关系为比例函数关系，形成图4。
将图3与图4相关关联，形成图5。最终中速磨煤机变加载控制变成给煤机给煤量与油泵转速的函数关系，控制系统为油泵转速闭环控制。调节性能比油压闭环精度更高。油压液压系统变频变化率与溢油阀相比，调节速度慢，但变加载系统对反应速度的要求远比反应精度的要求低；所以变频液压满足中速磨煤机变加载的需要。另外，由于油系统中取消比例溢油阀降低了维护成本，系统对油质中颗粒物的要求大大降低，避免了频繁滤油及降低了故障率，从而保证了中速磨煤机运行。
经实际试验得出，单台油泵平均电流将降低了5A，全年按8000小时运行时间计算节电1.44万KWH，中速磨煤机运行后根据磨煤机出力及煤质变化改变系统加载油压平均6KV电机降低运行电流1.5A年节电10万KWH；另外系统运行后油站油温降低约10℃，提高了油泵寿命。
也可通过将系统油泵改为变量油泵实现，但节能效果不如本方案明显，且成本比本方案高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变频液压变加载系统，包括定变加载切换电磁换向阀、比例溢流阀、溢流阀、液动换向阀驱动电磁阀、液动换向阀、升降磨辊电磁阀、磨辊同步升降调节阀、油缸、油箱、手动阀门，其特征在于：去掉液压系统内的比例溢油阀，将系统内手动阀门固定至某一开度，固化油管路，系统油泵电机转速采用变频控制，油泵电机实际转速的改变致使齿轮油泵的出力发生改变，最终改变油系统油压。
2.根据权利要求1所述的变频液压变加载系统，其特征在于，去掉定变加载切换电磁换向阀和溢流阀，并在油管路上设置管式流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的变频液压变加载系统，其特征在于，油泵电机供电回路上加装有用于改变油泵转速的变频器。
4.根据权利要求1所述的变频液压变加载系统，其特征在于，给煤机给煤量与系统油压为比例函数关系。
5.根据权利要求4所述的变频液压变加载系统，其特征在于，油泵转速与系统油压为比例函数关系。
6.根据权利要求5所述的变频液压变加载系统，其特征在于，给煤机给煤量与油泵转速为比例函数关系。
7.根据权利要求1至6任一所述的变频液压变加载系统，其特征在于，控制系统为油泵转速闭环控制。
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