高炉炉前液压系统变频节能分析
2.1.原液压系统能耗分析
2.2.节流调速功率特性
原液压系统采用节流调速阀。液体经过节流阀时有节流损失,多余的油液通过溢流阀回油箱,有溢流损失。损失的能量转变为热能,使油液发热,当油液温升过高时,就会影响泥炮液压系统的工作性能,并缩短油的使用期限。因此这种调速方法多用在功率不大的场合。
2.2.1.原液压系统的能耗分析
对原液压系统和变频调速液压系统主要环节的功率消耗特性进行对比分析,原高炉炉前液压系统工作流程中功率损耗情况如下表所示.由表可以看出原系统的流量损失非常严重,尤其是在压炮保压和凿岩机开铁口环节。
转炮进 | qp | 371L/min | q2 | 179L/min | P1 | 25MPa | △qT | 0L/min |
q1 | 371L/min | D1 | 180mm | D2 | 250mm | △PT | 4MPa | |
打泥进 | qp | 371L/min | q2 | 205L/min | P1 | 25MPa | △qT | 161L/min |
q1 | 210L/min | D1 | 280mm | D2 | 420mm | △PT | 3MPa | |
压炮 | qp | 371L/min | q2 | 0 | P1 | 25MPa | △qT | 371L/min |
q1 | 油缸内泄可忽略 | D1 | 180mm | D2 | 250mm | △PT | 0MPa | |
开铁口 | qp | 371L/min | q2 | 4-140L/min | P1 | 16MPa | △qT | 231-367L/min |
q1 | 4-140L/min | D1 | 液压马达 | D2 | 液压马达 | △PT | 2MPa |
qp 为泵站流量; q1 /q2 为有杆腔/无杆腔流量;D1 / D2为杆径/缸径;△qT为流量损失;△PT 为压力损失
2.2.2变频驱动液压泥炮节能性分析
变频驱动液压泥炮通过PLC控制变频器输出频率改变电动机转速,从而对液压设备进行调速,所以没有溢流损失,相应的由于节流调速所产生的节流损失也就不会产生。
变频驱动液压泥炮调速系统总的功率损失主要由两部分组成。一部分是电机的功率损失,这部分的功率损失主要包括电机铜损、铁损及机械损耗等。另一部分是液压系统的功率损失,这部分的功率损失不含节流损失和溢流损失,而只包括由于液压系统的泄漏所引起的容积损失和机械传动损失。因此变频液压调速系统总的功率损失是很小的,具有很好的节能效果。
炉前变频液压系设备节能分析
4.1.延长设备使用寿命
高炉炉前设备中的泥炮及开铁口机在开堵铁口作业时,前进过程中设备与铁口的剧烈碰撞及后退过程中旋转部位惯性引起的设备整体晃动是设备寿命缩短的主要原因,但传统液压系统无法实现液压缸速度的连续控制,该问题无法得到很好的解决。改造后的变频液压系统可以实现液压缸的前期快速后期平稳的控制方式,很好解决以上问题,可在很大程度上延长设备使用寿命。
4.2.减少炮泥及备件
液压泥炮在打泥堵铁口作业过程中,采用前期大流量快速堵口,后期小流量堆积堵口厚度,可以很好的减少烧炮嘴情况及降低炮泥使用量,传统炉前液压系统无法实现此功能,改造后的变频液压系统可以实现液压缸的速度连续控制,有效的减少炮嘴备件和降低炮泥使用量。