一种磨煤机供油系统变频加载系统的制作方法

本发明涉及火力电厂物磨煤机设备技术领域，具体地是磨煤机的供油系统。

背景技术：

中国北方300MW及以燃煤机组基本上都使用的是北京重工出产的ZGM磨煤机；该磨煤机的优点是运行经济性好；制粉单耗低，其主要特点是磨煤机磨辊加载压力是液压控制。该磨煤机从德国引进，其供油系统通过比例溢油阀的泄油量的变化改变系统油压从而改变液压缸拉杆压力。按照德国原设计，液压系统油压应该与相应给煤机的给煤量属于直线比例函数关系，既保证磨煤机的研磨出力，又保证了研磨力正常，制粉单耗正常。该系统自上世纪90年代引进中国，目前普遍使用在大量的中国北方电厂；对中国燃煤电厂降低制粉单耗起到巨大的作用。此供油系统内设置的油泵是齿轮油泵，其类型属定速油泵，通过溢流阀或电磁比例溢油阀改变液压系统油压从而改变中速磨煤机磨辊加载压力。该系统由于使用了意大利或德国产溢流阀及电磁比例溢油阀，精密度要求比较高，对液压油质中颗粒物比较敏感，要频繁滤油、电磁比例溢油阀要频繁清洗,再则本系统油泵为定速运行，系统耗电量比较大且油箱油温高影响油泵关键密封材料的寿命，油泵更换频繁。

技术实现要素：

本发明为了解决现有ZGM磨煤机供油系统中部件不适合现实状况需要频繁清洗或更换的缺点，对供油系统进行改造，具体技术方案为：

一种磨煤机供油系统变频加载系统，供油系统回油管路上设一个手动调节阀门，所述手动阀门的开度是锁定系统安全油压最大值适应的开度；所述供油系统中设置有可调油泵出力的变加载油泵。所述变加载油泵为齿轮油泵与油泵供电回路上的变频器的结合。所述变加载油泵为变量油泵。

本发明所述ZGM磨煤机供油系统删除的原电磁比例溢油阀及溢流阀的应用，将系统调整阀门改为手动阀门，引入可变频油泵改变实现系统油压的变化调整。改进后控制系统为油泵转速闭环控制，调节性能比油压闭环精度更高。油压液压系统变频变化率与溢流阀相比，调节速度慢，但变加载系统对反应速度的要求远比反应精度的要求低；所以变频液压满足中速磨煤机变加载的需要。另外，由于油系统中取消电磁比例溢油阀降低了维护成本，系统对油质中颗粒物的要求大大降低，避免了频繁滤油及降低了故障率，从而保证了中速磨煤机运行。

附图说明

图1为给煤机给煤量与磨煤机油压的变化关系图；

图2为在手动阀门定值下磨煤机油压与变量泵转速的变化关系图；

图3为磨煤机变量泵转速与给煤机给煤量的变化关系图。

具体实施方式

磨煤机安装位置在锅炉厂房零米磨煤机附近，环境内粉尘含量太高，加上油箱内油管道均是压制高压橡胶管道，容量老化产生颗粒；而原设计供油系统比例溢油阀为意大利出产，对油质的中颗粒物的要求很高，一旦颗粒物含量超标，比例溢油阀就会卡涩。磨煤机供油系统不能调节油压，最严重时，更换新比例溢油阀一周后，比例溢油阀就不能正常调节了。

维护成本：比例溢油阀购入价格需要1.8万元左右，投入使用后初次清洗一般在3个月以后，然后每60天清洗一次，每次清洗产生费用0.2万元。

原设计DCS自动控制变加载原理为给煤机给煤量与磨煤机加载油压成函数有关系，如图1所示。

原磨煤机系统中系统油泵为定量油泵，磨煤机油压通过电磁比例溢油阀调整进行调节，DCS控制系统控制电磁比例溢油阀调整磨煤机的油压，而在油质不可保证的情况下，比例溢油阀和溢流阀确实不适合本厂现实环境。从实际需要出发，既然保证中速磨煤机运行经济性的要求以系统油压可变为保证，本发明考虑以其它结构代替比例溢油阀和溢流阀影响供油系统油压。

变频液压概念自1992年从日本第一次制造变频液压电梯开始，在世界上有了变频液压的概念，目前世界范围内大量的变频液压专利产生。变频液压之前的短暂时间过度产品为液压系统配变量泵。基于此进行的改造：

删除原系统中的溢流阀及电磁比例溢油阀，改装一个手动阀门，供油系统回油管路上设一个手动调节阀门，所述手动阀门的开度是与系统所需油压最大值匹配的开度；在原供油系统的齿轮油泵的供电回路上加装变频器，实现系统油泵的变加载功能。变频器控制齿轮油泵转速，从而改变齿轮油泵的出力，最终改变系统油压。

以本厂的运行指标为例，技术改造完成后调试供油系统：齿轮油泵+变频器投入运行，逐步提高齿轮油泵的转速，并且持续监测系统油压值。至转速达到最高值1500rpm开始调整手动调节阀门的开度，油压将升高，当油压达到供油系统需要的油压值16.0MPa时可锁定阀门开度。

手动调节阀门确定后系统运行不同转速下的系统油压，记录如下表：

根据上述表格，油压与转速的关系如图2所示。

DCS自动控制系统逻辑是根据给煤机的给煤量优化调整磨煤机出力，油压决定磨煤机出力，而改造完成后油泵转速与油压成比例关系，于是给煤机的给煤量与油泵转速成正比增长。于是修正DCS系统设定的，将控制对象由电磁比例溢油阀变为油耗的变频器。修正后磨煤机油泵转速与给煤机给煤量的关系如图3所示。

本发明所述的改造基本思想是改变系统油泵实际转速，继而改变油泵出力，最终改变油系统油压，达到系统油压跟随给煤机给煤量变化而变化的目的。本发明除了可以在原定速的齿轮油泵基础上加装变频器外，还可直接将齿轮油泵换成变量油泵。只要能实现供油系统的油泵转速可调即认定实现目的。

DCS控制系统通过给煤量调整油耗转速，达到系统油压跟随给煤机给煤量变化而变化的目的，形成油泵转速闭环控制。调节性能比油压闭环精度更高。油压液压系统变频变化率与溢油阀相比，调节速度慢，但变加载系统对反应速度的要求远比反应精度的要求低；所以变频液压满足中速磨煤机变加载的需要。另外，由于油系统中取消比例溢油阀降低了维护成本，系统对油质中颗粒物的要求大大降低，避免了频繁滤油及降低了故障率，从而保证了中速磨煤机运行。

上述改造我们已经成功；结果与设想比较一致，单台油泵平均电流将降低了5A，全年按8000小时运行时间计算节电1.44万KWH，中速磨煤机运行后根据磨煤机出力及煤质变化改变系统加载油压平均6KV电机降低运行电流1.5A年节电10万KWH；另外系统运行后油站油温降低约10℃，提高了油泵寿命。