軸流鼓風機液壓伺服系統的清潔度控制

1．污染引起的故障

某煉鐵廠全靜葉可調Av40-12軸流鼓風機是7號高爐的主供風機，機組先后發生兩起風機靜葉失控、故障停機事故，造成高爐休風停產，嚴重制約高爐正常生產。經過調查發現，軸流鼓風機動力油站液壓油污染嚴重，清潔度降低，從而引起電液伺服閥故障是造成風靜葉失控的主要原因。

動力油站的主要技術參數見下表。

技術參數

油箱容積/m3	0.45		介質	L-HM32抗磨液壓油
工作流量/(L/min)	37		過濾精度/μm	5
工作壓力/MPa	12.5		伺服閥型號	Parker-BD15

動力油站的液壓系統原理如圖12所示。

2．故障原因分析

電液伺服閥是液壓伺服系統中的重要元件之一，這類閥非常精密，因此它比其他液壓元件對污染更為敏感。油液中的顆粒污染對伺服閥的危害主要有以下幾個方面。

(1)淤積和堵塞引起閥心卡緊。

(2)磨損閥的關鍵表面和油孔。

(3)堵塞閥的控制孔。

污染卡緊是伺服閥的主要失效形式之一。伺服閥的油閥間隙一般為1～5μm，因而對微小顆粒非常敏感。

由于顆粒污染物在間隙內淤積，引起摩擦力增大，因而導致響應緩慢和工作不穩定。當主閥因淤積產生的摩擦力大于先導級的驅動力時，則伺服閥就不能動作而失去控制。另外，伺服閥的控制口也容易被顆粒污染物堵塞，從而產生故障，盡管噴嘴孔的直徑一般為500μm。

噴嘴和擋板之間的間隙為50～100μn，但20μm以上的顆粒仍可能積聚成團堵塞噴嘴孔。

顆粒污染的產生主要有以下幾方面。

(1)安裝時管路、液壓缸、液壓泵以及油箱的殘余顆粒污染物沒有清洗干凈，設備系統的初始清潔度沒有達到。

(2)來自初次注油或補油時的顆粒染物。

(3)經油箱通氣孔侵入的灰塵顆粒。

(4)使用過程中由于液壓元件的磨損而產生的金屬顆粒。

(5)檢修時更換液壓元件，因液壓元件不清潔而帶入的污染顆粒。

3．處理措施

為了消除動力油站顆粒污染物，提高油液清潔度，對該系統的改進措施如下。

(1)制定合理的油液清潔度標值，考慮到電液伺服閥對油液的清潔度要求較高和改造成本、效益的統一，確定動力油站油液清潔度的目標值定為NAS8級。

(2)采用高精度過濾技術，增設油箱旁路循環過濾系統（圖中虛線內所示），提高系統油液的清潔度等級。旁路循環過濾的流量定為21L/min，壓力定為0.5MPa。濾芯材質選用吸附性纖維素組織，屬于深層過濾，納污容量大，過濾精度高。

(3)采用全面清潔度控制(TCC)技術，加強操作、維修人員的培訓，充分認識液壓油清潔度控制的重要性；重新修訂設備的點檢維修作業制度，滿足設備和元件的清潔度要求，嚴禁檢修時帶人顆粒污染；檢修后對液壓系統進行循環沖洗，直至油液達到規定的清潔度等級要求；實行主動預防維護體系，定期更換系統濾芯，對關鍵部件電液伺服閥實行定期清洗和檢測，提高系統運行的可靠性。

(4)對油箱人孔的結構進行改造，提高其密封性能。

經過以上改進，液壓伺服系統油液的清潔度大幅提高，改進半月后油液的清潔度就穩定在NAS7級，電液伺服閥的故障率顯著降低，并且大大延長軸向軸塞泵、伺服液壓缸、電液伺服閥的使用壽命。自改進以來，未發生因電液伺服閥故障導致風機突然停機而造成高爐風口灌渣事故的發生。