軋鋼廠液壓系統(tǒng)節(jié)能減排分析

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摘要：在一定程度上軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)在軋鋼實際生成過程中有著極為重要的作用，不論是軋鋼型材在造型治國期間還是軋鋼鋼材內(nèi)部質(zhì)量提高的過程中，都是需要來自液壓系統(tǒng)所提供的壓力來進(jìn)行操作的。最近幾年，我國各大城市一到冬季就會出現(xiàn)持續(xù)的霧霾天氣，霧霾天氣的出現(xiàn)嚴(yán)重影響人們的正常生活與工作，鋼鐵企業(yè)作為三高行業(yè)，將繼續(xù)提升節(jié)能減排的重視。因此，從軋鋼廠的液壓設(shè)備設(shè)計以及生產(chǎn)維護(hù)角度出發(fā)，探討軋鋼液壓設(shè)備節(jié)能的主要方向，為未來軋鋼廠從事設(shè)備維護(hù)和設(shè)計人員提供理論上的參考。

關(guān)鍵詞：軋鋼廠；液壓系統(tǒng)；特點；節(jié)能減排

目前，機械的生產(chǎn)自動化已經(jīng)成為生產(chǎn)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，對于軋鋼設(shè)備在進(jìn)行實際控制和使用期間對于其準(zhǔn)確度的要求也在一定程度上有所提升。鋼鐵行業(yè)是作為我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要產(chǎn)業(yè)，與此同時還是高能耗的產(chǎn)業(yè)，其耗能占據(jù)我國總耗能的17%左右。伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、資源以及能源的需求也在不斷劇增中，國家所下達(dá)的城市GDP能耗指數(shù)不斷受到各城市地方政府的重視。在很多鋼鐵城市，該行業(yè)一直都是節(jié)能減排的重點關(guān)注對象。對于軋鋼廠液壓系統(tǒng)的節(jié)能減排，必須要細(xì)化到生產(chǎn)工序和優(yōu)化工藝當(dāng)中。對此筆者針對軋鋼廠液壓系統(tǒng)節(jié)能減排的具體趨勢予以詳細(xì)分析。

1軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)的運行特點分析

（1）液壓系統(tǒng)在軋鋼系統(tǒng)設(shè)備當(dāng)中的作用是完成機械能以及液壓能的不斷轉(zhuǎn)換，這樣能夠在一定程度上去實現(xiàn)軋鋼的實際生產(chǎn)效率，因此，所產(chǎn)生的壓力是相對較大的。液壓油作為液壓系統(tǒng)工作的主要介質(zhì)，實際運行中的流動也是較大。（2）液壓泵是作為動力的一次性元件，然而液壓閥和其他閥門所在的閥臺相對分散，在泵站的分布較為集中，在一定程度上液壓系統(tǒng)是屬于較為復(fù)雜的系統(tǒng)，內(nèi)部有管道、線路以及各種類型元件和零部件，這些內(nèi)容都是能夠作為執(zhí)行機構(gòu)所存在的，在某種程度上執(zhí)行機構(gòu)的構(gòu)造也是相對較復(fù)雜。（3）系統(tǒng)當(dāng)中是需要有液壓油來進(jìn)行實際流動的，只有流動才能夠?qū)崿F(xiàn)能量之間的不斷內(nèi)轉(zhuǎn)換，液壓油所流經(jīng)的實際范圍相對較廣泛，在一定程度上其內(nèi)部的液壓系統(tǒng)管理和線路分布較為復(fù)雜。（4）軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)中的作用是為了能夠完成液壓能與機械能的順利轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)軋鋼的正常生產(chǎn)。（5）在軋鋼設(shè)備中其執(zhí)行機構(gòu)較為復(fù)雜，但是所構(gòu)成的執(zhí)行機構(gòu)的每一個部分都是極為重要的部件，這些部件會通過不斷的轉(zhuǎn)換，來讓液壓泵的實際輸出能量去滿足軋鋼設(shè)備生產(chǎn)的動能要求，因此，軋鋼設(shè)備中的執(zhí)行機構(gòu)在接收到生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的信號之后，就會自動地進(jìn)行運轉(zhuǎn)，從而讓生產(chǎn)能夠穩(wěn)定運行。（6）液壓系統(tǒng)在正常運行情況下，各部位的執(zhí)行機構(gòu)運轉(zhuǎn)都是十分靈敏的，因此，這個系統(tǒng)的主要作用效果是較為明顯的，軋鋼設(shè)備的生產(chǎn)效率也會得到一定的保障。因此，軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)自身就是較為復(fù)雜的，其功能性較強，功能性強能夠保障液壓系統(tǒng)的重要地位，但是也不能夠去避免其設(shè)備液壓泄露事件的出現(xiàn)。泄露的液壓油會對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，并且還會消耗較多的能源和能量，因此，軋鋼設(shè)備工作人員必須要對液壓系統(tǒng)的實際運行進(jìn)行必要的設(shè)備泄漏事件的分析。

2關(guān)鍵液壓閥的選用分析

液壓閥的能耗主要是表現(xiàn)在正常運行期間，會引起閥和其所連接的部位產(chǎn)生內(nèi)摩擦以及泄漏等情況。2.1帶記憶功能的電磁換向閥應(yīng)用分析。在軋鋼生產(chǎn)線中，液壓缸和液壓馬達(dá)動作是雙向的，因此，電磁換向閥大多數(shù)都是應(yīng)用最為廣泛的軋鋼廠液壓組件之一。不論是單個電磁換向閥的功能消耗較低，但是其數(shù)量較多，這樣相比起來，其總體的耗能還是較高的。比如在軋機組的軋機中間輥以及支撐輥的鎖緊裝置等軋鋼液壓控制回路上面所使用帶定位器電磁換向閥，這樣能夠在一定程度上去保障某些線圈的使用壽命有所提升。2.2比例閥門加壓力補償器的實際應(yīng)用分析。從某種層面上來說，比例控制主要是讓輸入以及輸出之間保持恒定關(guān)系，從而讓設(shè)備中的相關(guān)元件動作能夠伴隨信號變化而敏捷地做出指令反應(yīng)。當(dāng)前大多數(shù)的比例閥門是能夠很好地滿足這種條件的，但是還有極少數(shù)的液壓設(shè)備在實際運用中執(zhí)行機構(gòu)負(fù)載變化是不定時的，若是僅僅是依靠比例閥去實現(xiàn)流量控制來實現(xiàn)對負(fù)載速度的具體控制，那么在開環(huán)回路中也是無法得到實現(xiàn)的。在一定程度上閉環(huán)回路從液壓系統(tǒng)理論依據(jù)中來講是可行的，但是其要求要滿足PLC以及相關(guān)配套高頻響伺服比例閥，去通過與壓力補償器的聯(lián)合應(yīng)用，這樣能夠保障負(fù)載壓力在出現(xiàn)不斷變化期間該系統(tǒng)的回路輸出流量能夠維持在穩(wěn)定的情況下。比如山東廊坊市軋鋼廠所生產(chǎn)的步進(jìn)梁行走機構(gòu)，其自身的穩(wěn)定性是相對較高的。在各種壓力補償器普通比例閥當(dāng)中，其設(shè)備的彈簧反饋閥流量分辨率大約是在1：25，其電反饋型閥門的流量分辨率大約是在1：120，然而設(shè)備的配置壓力補償器課調(diào)節(jié)比例高達(dá)1：350左右，并且在一定程度上整個軋鋼廠液壓系統(tǒng)的壓差變化的范圍流量特性是相對較高的。因此壓力補償器和比例方向閥有效的結(jié)合在一起使用能夠?qū)堜搹S液壓系統(tǒng)的精度控制，有一個很好的幫助作用，與此同時，這也是當(dāng)前軋鋼廠液壓系統(tǒng)控制中最節(jié)能降耗的技術(shù)之一。

3加熱和冷卻裝置節(jié)能減排分析

因為軋鋼廠生產(chǎn)線的液壓站相對而言是屬于大中型設(shè)備，并且液壓油的溫度是改系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵參數(shù)，所以軋鋼廠的生產(chǎn)線液壓站基本上都是使用的凈環(huán)水來作為其冷卻介質(zhì)的循環(huán)冷卻裝置，與此同時，在設(shè)備油箱上所采用的插入式電加熱的形式。3.1循環(huán)冷卻裝置分析。循環(huán)冷卻裝置的設(shè)計是為循環(huán)泵加冷卻器結(jié)構(gòu)的形式。在一定程度上循環(huán)泵一般都是有螺桿泵以及此輪泵這2種形式，在該設(shè)備的冷卻器中一般都是有管式以及板式這兩種形式。在某種層面上板式的冷卻器效率是螺桿泵的2倍以上，因此，在軋鋼廠實際生產(chǎn)過程中大多數(shù)都是該設(shè)備的管式冷卻器。根據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)調(diào)查，該設(shè)備的冷卻器功率大多數(shù)都是為主泵電機功率的30%左右。在一定程度上設(shè)備的板式冷卻器的規(guī)模和材質(zhì)以及其厚度等方面對于設(shè)備的傳熱效率影響都是相對較大的，除此之外，還需要更為關(guān)注該冷卻器的介質(zhì)工藝情況。具體參數(shù)對于散熱冷卻效果也是極為重要的。比如，廊坊市沿海地區(qū)的某一家軋鋼廠其冷軋機組的高壓液壓是AGC系統(tǒng)的油溫在實際生產(chǎn)運行之后偏高，嚴(yán)重的還會在冬季出現(xiàn)這種情況，在某種程度上該系統(tǒng)的板式換熱器主要是使用國外的先進(jìn)產(chǎn)品，其面積達(dá)到了30m2左右，使用的材質(zhì)是不銹鋼304，在夏季進(jìn)水的溫度可以高達(dá)50℃左右。在一定程度上拆除該換熱器時所發(fā)現(xiàn)的水質(zhì)問題是會直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出現(xiàn)，從而直接影響到了熱交換的實際運行效率，冷卻水量提高，也會間接性的造成水理的耗能不斷提升。3.2加熱裝置分析。當(dāng)前我國軋鋼廠的生產(chǎn)線上面的液壓介質(zhì)加熱主要是使用油箱插入式電加熱器。液壓介質(zhì)的溫度不斷提高是整個系統(tǒng)耗能最大的一部分。其中電加熱器的功率大多數(shù)情況下都是按照每億立方米容積配置的2.0~2.5kW。在某種層面上所決定加熱能耗的因素主要是可以分為介質(zhì)的黏度、油箱容積以及油箱結(jié)構(gòu)和電加熱器的實時功率等方面的內(nèi)容。其中價值的黏度是考慮到了我國北方的冬季溫度和南方冬季溫度的差異相對較大，北方機組所考慮的黏度是要低于南方的。然而該系統(tǒng)液壓基站在實際布置期間主要是靠近流量較大的地下油庫，在一定程度上管徑的設(shè)計也是需要考慮到富余量小的存在，這種情況的出現(xiàn)會在很大程度上去減少該設(shè)備的投資的降低。在當(dāng)前節(jié)能與設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展要求下，設(shè)備的油箱在滿足生產(chǎn)前提下還需要考慮到倍數(shù)關(guān)系的數(shù)值，此外，在南方地區(qū)要考慮到圓柱形結(jié)構(gòu)形式；北方還需要考慮到方形結(jié)構(gòu)的形式，這樣充分考慮到相應(yīng)情況能夠起到節(jié)能和綠色的科學(xué)發(fā)展觀，促進(jìn)軋鋼企業(yè)的發(fā)展。

4結(jié)語

總而言之，軋鋼廠液壓系統(tǒng)的節(jié)能減排，需要從上述方面進(jìn)行具體的落實，對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。并針對南方和北方地區(qū)的溫差不同，具體考慮多方面的因素。這樣能夠?qū)堜搹S生產(chǎn)線的液壓設(shè)備節(jié)能減排做出更為細(xì)化的分析，為今后節(jié)能設(shè)別的改造和完善提供參考。

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作者:薛亮 單位:河鋼集團(tuán)唐鋼公司