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应用效果及前景

 一、某钢厂棒材生产线加热炉采用液压配重系统应用实例
 1、某钢厂棒材生产线加热炉液压配重系统技术参数
 
名称
主要参数
备注
液压站压力
16MPa
 
液压站流量
1.8L/min
 
液压站电机功率
0.8kW
 
蓄能器组
6×80L
4个油罐2个气罐
配重缸参数
2-∅140/100-940
数量2个
工作介质
N46抗磨液压油
 
表1:某钢厂棒材生产线加热炉液压配重系统技术参数表
 2、液压配重系统泵站装配
某钢厂棒材生产线加热炉设计的配重液压站实际安装位置,如图2所示。 
图2  液压配重系统泵站装配图实景
 3、步进炉液压系统技术参数
名称
主要参数
备注
系统压力
19MPa
系统流量(Ma×1)
742L/min
系统流量(Ma×2)
184L/min
油箱容积
7m3
主泵电机总功率
110×5kW
3用1备
循环泵电机总功率
11kW
冷却器面积
14.05m2
冷却水耗量
22m3/h
工作介质
N46抗磨液压油
 
表2:步进炉液压系统技术参数表
 4、步进梁液压系统(带配重液压系统)投资分析
某钢厂棒材生产线加热炉所采用液压配重系统,主要元件都是进口件。
某钢厂棒材生产线加热炉步进梁液压系统(不带配重液压系统),主要元件都是进口,如液压主泵、三级过滤器、冷却器、主要电子产品等。
某钢厂棒材生产线加热炉步进梁液压系统(带液压配重系统),主要元件都是进口,如液压主泵、三级过滤器、冷却器、主要电子产品等。
通过分析以上两个方案发现,一次性投资相当,没有增加一次投资成本,原因是:新建步进炉有了配重液压系统,步进梁加热炉液压站的规模可大大减小,即步进梁加热炉液压站泵的数量(或规格)、冷却器、过滤器的规格、管路、阀门的规格、油箱的容积及土建、电气的投入等全部减小。
配备配重液压系统后,加热炉液压站的高压泵从5台(4用1备)减至4台(3用1备),每台泵的电机是132kW,以每年工作7200h计:110 kW × 1 × 7200 h =792000 kWh 。粗算1台炉子每年可节电近79万度,如果按工业用电1.0元/度计算,一年就节约79万元,节能效果也是非常明显的。
备品备件消耗减少1/4。由于减少1台泵组,相应的电机、高压泵、过滤器、控制阀组、各种阀门、软管等备品备件消耗均减少1/4。
二、某1580mm热带轧机生产线加热炉改造技术方案
    1、某1580mm热带轧机生产线加热炉主要技术参数:
  步进梁总荷载:W =1380t(步进梁自重+钢坯重量);
  步进梁自重:W= 580 t (包括水梁、冷却水等活动部分的重量);
  荷载(钢坯最大重量)W= 800 t
  液压配重拟按步进梁总荷重的40%考虑;
  配重荷载:W= 138040% = 552 t
  结构形式:斜轨式,倾斜角为
  升程:200mm;
  有效行程:200mm =1003mm;
  升降缸:Φ280200-1150  2台(原设计,有效行程1003mm
  平移缸:Φ280/Φ200-700   1台(原设计,最大行程550mm);
  配重缸:Φ280200-1150   2台(由升降缸置换);
  蓄能器:  1400L   1组(新增);
  步进周期:50s;上升、下降各16s;前进、后退各 8s;每个动作间隔0.5s。
配重系统投入后,步进机构的固定梁1、步进梁2、平移缸3、升降缸4主泵装置5、平移阀组6和升降阀组7均保持不变与原设计相同(见1)只是将原有的4个升降缸保留2个,另2个直接改作配重缸8使用。改造后,配重缸8尺寸、结构和安装形式与升降缸4完全相同,仅油路做了调整。配重缸8蓄能9、补油装置10组成一个新的配重液压系统
工作中步进炉驱动液压系统和配重液压系统同时作用于步进梁。升降缸、平移缸由驱动液压系统供油,配重缸由蓄能器供油。配重缸采用随动设计,在步进梁“上升—前进—下降—后退”的动作循环中与升降缸始终同步,不介入因工艺要求而设定的速度控制。配重液压系统和驱动液压系统各自独立设置,互不干扰,可确保步进梁的工艺速度曲线不受影响。
补油装置10用于第一次对蓄能油侧充液补充系统泄漏。补油装置的启停由压力继电器控制,油压低于下限时,补油启动补油;达到上限时,补油停止。配重缸8有杆腔油口处的管路附件11是一个三通呼吸器与油箱连接并与大气相通,可使泄漏油顺利排放同时避免油箱的油被倒吸。
    2、步进炉配重节能改造主要技术参数对比
 
 
 
改造前步进机构
改造后配重式步进机构
备注
升降缸规格
 
280/200-1150;4台
280/200-1150;2台
较原设计减少2台)
Vmax:85mm/s
 
平移缸规格
Φ280/ 200-700;1
Φ280/ 200-700;1台
(同左)
Vmax:78.6mm/s 
配重缸规格
 
280/200-1150;2台
(同升降缸)
Vmax:随动(置换)
 
蓄能器
 
1400L,活塞蓄能器+气瓶
(新增)
补油泵   
 
2L/min;16MPa;1台
(新增)电机1 kW 
驱动液压系统压力
16MPa
16 MPa
 
配重液压系统缸压力
 
10.6 MPa
 
升降缸工作面积
6154=2460 
6152=1230 
无杆腔
配重缸工作面积
 
6152=1230
无杆腔
升降缸流量Qmax
3144=1256L/min
3142=628 L/min
 
液压站主泵
A4VSO250DR ;5台
(4用1备)
A4VSO250DR ;3台
(2用1备)
 
主泵总流量
3704=1480 L/min
3702=740 L/min
 
主泵电机
 
5台(4用1备);
1324 = 528 kW
3台(2用1备);
1322 = 264 kW
 
循环泵电机
2台 (1用1备
30 kW
2台 (1用1备
15 kW
 
油箱容积
10000L
5000L
 
表3:步进炉配重节能改造主要技术参数对比表
从表3的分析对比中可以看出,其经济效益主要有两个方面:
1)节电1/3以上,配重节能改造后,加热炉液压站的高压泵从5台(4用1备)减至3台(2用1备),每台泵的电机是132kW,以每年工作6800h计:省掉的2台工作电机实际耗电量为:132 kW × 2 × 7200 h =1900800 kWh(度)。每台炉子每年可节电190万度,以首钢京唐1580mm热轧厂为例,有3台步进式加热炉,按工业用电1.0元/度,1座加热炉每年可节省电费190万元,3座加热炉一年就节约570万元。其节能效果非常明显,创造的经济效益显而易见。
2)备品备件消耗减少2/5。由于减少2台泵组,相应的电机、高压泵、过滤器、控制阀组、各种阀门、软管等备品备件消耗均减少2/5,这方面投资也明显减少。
三、液压配重系统的应用效果和前景
我国钢铁企业众多,步进式加热炉的数量成百上千。据考察,除在首钢长治棒材生产线步进式加热炉应用液压配重系统外,目前没有一家钢铁厂的步进式加热炉应用了配重液压系统技术,如能进一步推广,经济效益和社会效益将非常显著。1座加热炉每年可节省电费190万元,1000座加热炉就能节省19亿元!
实践证明,首钢国际工程公司在首钢长治棒材生产线步进式加热炉采用的液压配重系统专利技术,是一个非常好的创新理论应用实例,不但证明了该项技术开发方案可行,其实际使用效果也非常好,每年仅电费就可以为业主节约上百万元,节能创收效果非常明显。
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