加熱爐_步進加熱爐速度控制系統故障

(1)概述

    某采鋼廠步進加熱爐原液壓系統是由國外引進的，該液壓系統由動力系統、控制系統、循環系統三大部分組成。其中動力系統為步進梁液壓系統的核心，此系統有4臺主泵，其中3臺泵工作、1臺泵備用。

    加熱爐步進梁的速度控制，由PLC控制動力系統的3臺主泵完成。該系統為典型的多系統并聯組合供油、變量泵梯級容積調速系統。

單臺泵組及四級調壓原理簡圖如圖V所示。主泵為雙向變量式軸向柱塞泵，前置泵為外嚙合齒輪泵，四級壓力控制閥設定壓力分別為1MPa、2.2MPa、2.7MPa、3.5MPa，四級壓力分別控制機液式伺服閥閥芯位移，從而控制柱塞泵的斜盤傾斜角度，達到控制柱塞泵流量大小的目的。

 

    由于原液壓系統的液壓元件大多數是20世紀七八十年代的產品，有的在當時就已趨于淘汰，埋下了嚴重隱患。該液壓系統元件經過十余年的生產磨損，故障逐步增多，嚴重威脅步進梁的正常運行，威脅熱軋線的正常生產。且原配套泵已淘汰，國夕卜不再生產，要維持系統正常運行，必須對原液壓系統進行技術改造。

(2)電液比例控制雙向變量的泵控改造方案

    由于鋼廠生產任務重，取向硅鋼的軋制量大，不允許長時間停爐改造，所以提出了以下改造基本原則：

    ①技術先進，成熟可靠，確保系統應有的技術指標、性能和功能；

    ②主系統、控制系統均不作大的改動，盡可能維持原液壓系統設備不變或少變；

    ③電氣控制系統元件不變或少變，以減少改造的投入及改造對生產時間的影響；

    ④采用標準、通用的液壓件及相關的器件，以便今后更換。

    結合改造基本原則和原系統的控制方式，可以看出，局部泵控改造優于開式系統改造。泵控方案的特點是土建不動，電控系統稍作變動，便可保證其電氣控制系統程序不變。電液比例控制雙向變量的泵控方案簡化了流量控制回路，使流量控制回路十分簡單，并使主泵具有互換性，與原系統的電控系統及工藝無關，使主泵的備件問題得以解決。現場改造工期基本上都能在年修期間完成。綜合考慮，以采用電液比例控制雙向變量的泵控方案為宜。

    選用A4VSG250EO型比例控制雙向變量泵（帶同軸補油泵）代替原主泵，淘汰結構復雜、控制方式落后的四級壓力控制實現梯級變量的流量控制回路。采用PLC控制電液比例閥實現主泵的梯級變量，并同時提供一過渡模塊，適應原四級壓力調節的信號，通過電液比例閥控制主泵流量，以滿足原四級壓力相應的流量輸出。

    液壓泵變量控制方式是由電控器給出相應控制信號，經比例放大器功率放大，驅動比例方向閥，控制液壓泵變量活塞運動到相應位置，液壓泵排出所需流量，供系統工作。同時主泵斜盤傾角由位移傳感器進行測量，轉換為電信號，送入比例放大器作為閉環控制的反饋信號，流量控制精度高。該控制方式靈活，液壓缸的速度完全由程序進行自動控制，能實現無級調速。

    此種改造方案中，更換主泵、泵架及其附件，取消四級調壓回路；采用電液比例閥控制主泵，-在原電控系統與比例閥的電控器之間設置過渡模塊，將原電控系統輸出的與工藝有關的控制電磁鐵的開關量轉換為相應的模擬量，從而控制主泵的變量，其變量梯度可調；將機液伺服控制方式改為電控方式，簡化了液壓系統及控制系統，故障點減少；此方案能使原輸入信號不變動，主泵輸出流量滿足步進梁工作要求，這樣簡化了控制系·統，控制方式先進，流量調節更為簡單、實用、可靠。

(3)改造后的液壓系統

改造后的步進梁液壓系統和改造前一樣，由3個子系統組成。主要改造的是主泵組部分。圖W所示為主泵組的液壓原理圖。

    一般閉式系統中，補油泵的流量僅為主泵流量的15%左右。由于系統內的液壓缸為非對稱缸，有桿腔和無桿腔進油不等，容易出現吸空現象，因此，采用了大流量的補油泵。

    補油泵設置的補油壓力為1.6MPa．如果補油泵沒有壓力油輸出，則會在幾十秒內將主泵損壞。為了保護主泵，在補油泵的壓力油口設有壓力繼電器，該繼電器設定報警壓力為1.0MPa，如果補油泵壓力低于1.0MPa，3s內系統會自動停機。

    為了保證泵對液壓缸的供油壓力，在泵的出口并聯了2個溢流閥，起安全閥作用，防止壓力變化太大而使液壓缸產生振動和沖擊。

(4)小結

    熱軋廠步進加熱爐液壓系統改造取消了原主泵流量由四級壓力控制實現梯級變量的流量控制回路；采用電液比例閥控制主泵，將機液伺服控制方式改為電控方式，簡化了液壓系統及控制系統，大大減少了故障點。該系統自改造后投產以來，運行正常，再未見影響正常生產的故障發生，保證了硅鋼生產的產量和質量。