轴流鼓风机液压伺服系统的清洁度控制

1．污染引起的故障

某炼铁厂全静叶可调Av40-12轴流鼓风机是7号高炉的主供风机，机组先后发生两起风机静叶失控、故障停机事故，造成高炉休风停产，严重制约高炉正常生产。经过调查发现，轴流鼓风机动力油站液压油污染严重，清洁度降低，从而引起电液伺服阀故障是造成风静叶失控的主要原因。

动力油站的主要技术参数见下表。

技术参数

油箱容积/m3	0.45		介质	L-HM32抗磨液压油
工作流量/(L/min)	37		过滤精度/µm	5
工作压力/MPa	12.5		伺服阀型号	Parker-BD15

动力油站的液压系统原理如图12所示。

2．故障原因分析

电液伺服阀是液压伺服系统中的重要元件之一，这类阀非常精密，因此它比其他液压元件对污染更为敏感。油液中的颗粒污染对伺服阀的危害主要有以下几个方面。

(1)淤积和堵塞引起阀心卡紧。

(2)磨损阀的关键表面和油孔。

(3)堵塞阀的控制孔。

污染卡紧是伺服阀的主要失效形式之一。伺服阀的油阀间隙一般为1～5µm，因而对微小颗粒非常敏感。

由于颗粒污染物在间隙内淤积，引起摩擦力增大，因而导致响应缓慢和工作不稳定。当主阀因淤积产生的摩擦力大于先导级的驱动力时，则伺服阀就不能动作而失去控制。另外，伺服阀的控制口也容易被颗粒污染物堵塞，从而产生故障，尽管喷嘴孔的直径一般为500µm。

喷嘴和挡板之间的间隙为50～100µn，但20µm以上的颗粒仍可能积聚成团堵塞喷嘴孔。

颗粒污染的产生主要有以下几方面。

(1)安装时管路、液压缸、液压泵以及油箱的残余颗粒污染物没有清洗干净，设备系统的初始清洁度没有达到。

(2)来自初次注油或补油时的颗粒染物。

(3)经油箱通气孔侵入的灰尘颗粒。

(4)使用过程中由于液压元件的磨损而产生的金属颗粒。

(5)检修时更换液压元件，因液压元件不清洁而带入的污染颗粒。

3．处理措施

为了消除动力油站颗粒污染物，提高油液清洁度，对该系统的改进措施如下。

(1)制定合理的油液清洁度标值，考虑到电液伺服阀对油液的清洁度要求较高和改造成本、效益的统一，确定动力油站油液清洁度的目标值定为NAS8级。

(2)采用高精度过滤技术，增设油箱旁路循环过滤系统（图中虚线内所示），提高系统油液的清洁度等级。旁路循环过滤的流量定为21L/min，压力定为0.5MPa。滤芯材质选用吸附性纤维素组织，属于深层过滤，纳污容量大，过滤精度高。

(3)采用全面清洁度控制(TCC)技术，加强操作、维修人员的培训，充分认识液压油清洁度控制的重要性；重新修订设备的点检维修作业制度，满足设备和元件的清洁度要求，严禁检修时带人颗粒污染；检修后对液压系统进行循环冲洗，直至油液达到规定的清洁度等级要求；实行主动预防维护体系，定期更换系统滤芯，对关键部件电液伺服阀实行定期清洗和检测，提高系统运行的可靠性。

(4)对油箱人孔的结构进行改造，提高其密封性能。

经过以上改进，液压伺服系统油液的清洁度大幅提高，改进半月后油液的清洁度就稳定在NAS7级，电液伺服阀的故障率显著降低，并且大大延长轴向轴塞泵、伺服液压缸、电液伺服阀的使用寿命。自改进以来，未发生因电液伺服阀故障导致风机突然停机而造成高炉风口灌渣事故的发生。