电石炉液压系统设计.pdf

Hydraulics Pneumatics& Seals/No 11. 2014
doi:10.3969/,isn.1008-0813.2014.11.006
电石炉液压系统设计
张立娟
Design of Calcium Carbide Stove Hydraulic System
ZIANG Li- juan
(大连华锐重工集团股份有限公司液压装备厂,辽宁大连116035)
摘要:分析电石炉液压系统原理,蓄能器的应用。
关键词:电石炉;液压系统原理;蓄能器
中图分类号:TH137文献标识码:B文章编号:1008-0813(2014)11-0019-03
1概述
站原理同1#阀站。
殖着国际原油价格的上涨,有机合成工业的重要
6.3?626.
原料-乙炔的生产由石油提炼法转为电石生产法,这就
使得电石的需求量与日俱增,给国内外电石行业提供
了极大的市场空间。电石炉电极系统多采用液压驱动
来实现电极升降、电极压放等执行机构的动作要求。
液压系统以往采用多泵系统,系统每支电极配置
一套泵组,备用一套泵组。该系统的优点是每个泵的
排量小,电机功率低,压力平稳、可靠,压力环工作压力
与主系统分开,相互干扰少。缺点是耗能较高,总功率
配置大,零部件设备数量多且管路安装繁杂,易漏油,
维护量大。在停电或有故障时应急能力差。在本次电
石炉液压系统中采用不同以往原理方案,采用双泵控
制系统,一备一用,选用蓄能器应急,弥补在停电或异
常工况下应急能力不足的缺点。这种液压系统的配置
1-液压泵2-电磁溢流阀3-液控单向阀
4-电磁5-压力继电器6-菩能器
优点是总功率配置小,零部件设备数量较少且管路安
图1系统泵蛄原理图
装比较简单,漏点少,维护方便,一旦矿热炉出现异常
或停电可快速提升电极或应急动作。缺点是蓄能器占
下抱闸油缸压放油缸上抱甪油缸升降油缸液纹管压力环
?
地面积大,用油多
2系统设计
12
2.1液压系统设计
电石炉液压系统泵站(如图1所示)采用双泵控制
(序号1),当一台泵出现故障时,另外一台可以即刻投
7x5い8ax4Tm105 I tmx 13
入工作,泵出口压力是15MPa,通过电磁溢流阀(序号
2)调定。
一台电石炉包含3个电极,每个电极由单独的
1#阀站
个阀站控制,其中1#阀站原理(如图2所示),通过电
7-电磁阀8-电磁阀9-节流闷10-电磁11-电磁
磁阀控制相应的执行机构动作。2#阀站原理,3#网
12-液控单向阀13-电磁阙14-减压闷
图21站原理图
收稿日期:2014-09-
作者简介:张立娟(1981-),女,河北涿州人,工程师,学士,主要从事液压系
下抱闻油缸动作通过电磁阀(序号7)控制。每根
统的设计研究工作。
电极配备4套下抱闸油缸,准备压放电极时,电磁阚(序
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液压气与/2014年等11期
号7)电磁铁得电,下抱闻靠4个油缸将4块瓦同时系统压力大于蓄能器的预定压力,由表1所知,充气压
打开。
力值10.8MPa时,液压油开始进入蓄能器;当液压系统
电极压放油缸动作通过电磁阀(序号8)控制。每压力达到最大值,即15MPa时,蓄能器充满油液,达到
根电极配备3套压放油缸,压放油缸的作用主要是补充其设计容量,压力继电器(序号5)发出信号,油泵电机
电极的消耗。三个压放油缸与上下抱间相连接,压放停止向蓄能器充液。当故障状态下需要蓄能器对外提
过程中,电磁阀(序号8)电磁铁a端或b端得电,完成三供动力时,电磁阙(序号4)得电,液控单向阀(序号3)打
个电极的压或放动作。三个压放油缸同时动作(设备开,著能器油液在预充气压力的作用下,迫使蓄能器内
刚性互联同步)。三个油缸上升考虑安装单向节流阀的油液流入系统,完成相应的应急动作,即将3支电极
(序号9)控制同步,以免蘑损抱闸橡胶。
升降油缸同时提升300m,离开高温溶池。当液压系
上抱阐油缸动作通过电磁阀(序号9)控制。每根统压力低于最低工作压力,即12MPa时,油泵电机重新
电极配备4套上抱闻油缸,准备压放电极时,电磁阀(序向蓄能器内充液,如此循环,保证在任何时候事故状态
号10)电磁铁得电,上抱闸靠4个油缸将4块间瓦同时下都可以提升电极。
打开。
2.3波纹管压力环控制系统设计
电极提升油缸动作通过电磁阀(序号11)控制。每
由于波纹管压力环要求长期压紧静止,其系统采
根电极的自动升降由2套电极提升油缸来完成。电极用单独的油泵(序号1)和蓄能器(序号11)组合的形式
升降的主要目的是进行炉内功率调节,动作不频繁,升(蓄能器选择参数如表1第二行所示)。蓄能器具体的
降过程要求可靠完成。电磁铁a端或b端得电,完成提工作过程同2.2应急系统蓄能器。不同的是,蓄能器最
升油缸的升或降。同一根电极的两支油缸在升降过程低工作压力、充气压力、最高工作压力参数不同,计算参
中要求同步(设备结构为准刚性互联同步),液控单向数见表1第二行。小油泵启动后向蓄能器充液,蓄能器
阀(序号12)置于缸口,锁紧可靠,防爆裂。
油液压力达到7.MPa时,压力继电器(序号12)发出信
压力环波纹管通过电磁阀(序号13)控制。电炉工号,油泵停止充液;由于波纹管压力环要求油液长期压
作过程中,波纹管装置内部液压油始终带压顶紧电紧,故此处蓄能器处没有设置液控单向阀,蓄能器油液
极。当需要倒拔电极时,电炉停炉,波纹管装置内部液一直作用在波纹管处,当蓄能器压力下降到4.5MPa时,
压油卸压,铜瓦脱离电极。由于波纹管设备耐压有限,压力继电器发出信号,油泵重新向蓄能器充液,如此循
超压极易损坏,故此处设置减压阀(序号14),减压阀设环,保证在波纹管处油液长期压紧(如图3所示)
定压力2.5MPa。
波纹压力环
2.2应急系统设计
在事故状态下设置蓄能器装置,要求将3支电极提
出熔池,提升距离:300mm。要完成此目的,必须考虑
蓄能器的排油量。以下是蓄能器按照绝热状态下的计
算表格(如表1所示第一行)
表1能器计算
系数方。工作压力最高数空
導2g华y
充气
总菩能器
工作
容有效工
压力压力积作容积
1.2
0.910.8121.2515610060082.062
0.94.55
1.57.5116163.7345
◆◆
由表1可知,(如图1所示)6支蓄能器(序号6)总共
1-液压泵11-蓄能器12-压力继电器
有效容积是82L左右。3支电极在事故状态下同时提
图3波纹管压力控制系统
升300mm,通过计算所需油液容积7L左右,故选择蓄2.4应用
能器完全可以满足事故动作要求。
本次电石炉液压原理与以往的泵控系统原理不
著能器工作过程:(如图1所示)油泵电机启动后向同,采用阀控原理系统,由泵站统一对外提供动力,阀
蓄能器(序号6)充液,随着液压系统压力逐渐升高,当站控制所有执行机构动作,配置蓄能器应急系统。该
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