1、设备管理与维修2023 5（下）0引言国内某大型煤化工企业一期设有 4 座焦炉，为 470 孔、炭化室高度 7.63 m 的复热式顶装焦炉，采用伍德公司的双联火道加热系统，设计规模年产干全焦 420 万吨1。7.63 m 焦炉液压交换机是焦炉的核心设备，作用是通过液压系统驱动交换传动装置来控制焦炉加热系统中煤气、空气和废气的流向2，保障炼焦所需热量的供应。因其控制的煤气具有易燃、易爆、有毒的特性，所以交换机系统采用多层机械及电气联锁来提高其安全性，因此液压系统的稳定运行至关重要。液压交换机油品使用多年且交换机系统外部运行环境存在煤粉、焦粉等粉尘，对液压油进行取样化验，发现油品中含水量、抗乳化性
2、能、酸值均已超标。如果液压交换机系统在现状态下长时间使用，不但会影响设备功能精度，还会腐蚀液压缸活塞杆、缸套及油泵等金属液压元件3-4，进而导致设备异常停机。为保障设备稳定运行，满足生产和环保要求，制定了一套切实可行的交换机液压油更换方案。1液压交换机系统概述液压交换机系统是焦炉的心脏，如果焦炉停止交换加热，废气出口处的蓄热室会因为废气加热而温度持续上升，导致焦炉炭化室的温度不均匀，影响焦炭质量的稳定性。这套系统由液压油泵、液压缸、油箱、蓄能器、油路控制阀台、限位开关、电磁阀、压力表、油位计、电液执行器等部件构成5，能量传递介质为液压油。液压油泵由三台泵组成，其中两台电动泵和一台气动泵（气动泵
3、为备用泵）。蓄能器的作用是储备能量，并提供油压推动液压缸运行。当蓄能器内油压小于设定值时，程序控制油泵给蓄能器的氮气罐注油，当蓄能器的油压充足时油泵停机。油路控制阀台主要是由程序控制现场电磁换向阀的得电或失电从而控制油路的走向。交换机系统有 8 个双作用液压缸，每个液压缸的作用不同（表 1），交换机主要部件现场布置如图 1 所示。2液压交换机动作流程简介根据生产需求，交换机系统通常在混合煤气加热条件下运行，但无论采用的是混合煤气还是焦炉煤气，每 20 min 红管/绿管换向一次。（1）混合煤气加热模式下，红向换绿向加热时液压缸动作顺序为：C6 红向液压缸关闭除碳空气吹扫 30 sC4 由红向换
4、到绿管向加热暂停时间C7 绿向液压缸打开；绿向换红向加热时液压缸动作顺序为：C7 绿向液压缸关闭除碳空气吹扫 30 sC4由绿向换到红向加热暂停时间C6 红向液压缸打开。（2）焦炉煤气加热模式下，红向换绿向加热时液压缸动作顺序为：C1 红向液压缸关闭除碳空气吹扫 30 sC2 红向空气小盖关闭C3 绿向空气小盖打开C4 由红向换到绿向加热暂停时间C5 绿向液压缸打开；绿向换红向加热时液压缸动作顺序为：C5 绿向液压缸关闭除碳空气吹扫 30 sC3 绿向空气小盖关闭C2 红向空气小盖打开C4 由绿向换到红管向加热暂停时间C1 红向液压缸打开。3换油前准备3.1生产方准备工作生产方准备工作主要两个
5、：一是根据检修计划，提前一天优化编排出焦计划，排出需要的检修时间；二是由于液压交换机换油期间焦炉停止加热，需要提前提高加热目标温度，保证焦炭正常成熟。3.2设备方准备工作（1）检修人员配置情况为：钳工 6 名，电工和自动化人员各2 名，机械点检、电气自动化点检、机械工程师和电气自动化工摘要：7.63 m 焦炉液压交换机是焦炉的核心设备，其运行稳定性对焦炉生产至关重要。经取样化验，交换机液压油使用性能下降，需进行更换。为保障生产、满足环保要求，通过优化换油步骤、完善工序配合，实现交换机液压油的安全、高效更换，达到预期效果。关键词：焦炉；液压交换机；换油；方案中图分类号：TF087文献标识码：BD
6、OI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.357.63 m 焦炉液压交换机换油方案刘大川，李连通，刘利青（唐山首钢京唐西山焦化有限责任公司，河北唐山063000）液压缸名称控制部位液压缸名称控制部位C1焦炉煤气红向旋塞C5焦炉煤气绿向旋塞C2焦炉煤气红向空气盖C6混合煤气红向旋塞C3焦炉煤气绿向空气盖C7混合煤气绿向旋塞C4红向/绿向废气开闭器C8混气/焦气类型转换表 1液压缸名称及其控制部位图 1交换机主要部件现场布置77设备管理与维修2023 5（下）程师各 1 名。（2）工器具及材料准备（表 2）。检修前将工器具、备品配件、检修票据准备齐全，检修票据包括
7、检修工单、动火票（使用电动工具）、临时用电票，并办理检修交换牌手续。表 2工器具及材料准备表4换油实施步骤生产、设备、检修三方检查确认换油前准备工作，完毕后待检修时间进行系统换油，负责人有生产操作人员、点检员、检修人员（钳工、电工、自动化）、设备专业工程师（机械及电气自动化工程师）等（图 2）。4.1交换机系统停机交换机系统停机前/停机后的实施步骤见表 3、表 4。4.2冲洗液压系统油缸及管路内旧油首先，启动液压油泵并将控制开关打到远程位置，油路系统的回油管路仍保持接入在废油桶中。当蓄能器油压达到种类名称数量备注机械工具棘轮扳手2 套拆装人孔盖手锤2 把拆卸人孔盖撬棒2 把拆卸人孔盖36 两用
8、扳手2 把拆装油管接头300 活扳手4 把拆装油管接头扁铲4 把清理油箱、人孔密封面剪刀1 把裁剪擦机布或垫片老虎钳2 把剪铁丝自制工具捅阀工具1 个手动控制油路电动工具加/排油小车含胶管各 2 台油箱排油及注油防爆电源箱1 台至少配两个输出空开手电钻1 台制作人孔垫片辅助材料68 号合成液压油800 L新油到位空油桶（200 L/桶）4 个收集旧油手提空桶1 个收集旧油苫布3 块收集油污四氟板 600 mm600 mm1.5 mm2 张制作人孔垫片胶皮 8008001 块制作人孔垫片密封胶及胶枪2 套人孔密封金属软管 DN25含连接管件4 根 3 m以上临时管路铁丝1 卷固定油管及接头密封圈
9、1 盒油管接头密封面粉及清水适量清理油箱空盆1 个盛装面粉擦机布若干洁净、不掉屑清洗液20 L清理油污记号笔1 根标记油位等安全器材警戒线20 m安全警示煤气报警仪2 台安全检测灭火器2 个安全应急器材图 2换油流程序号实施步骤负责人1解除液压交换机油箱低油位停机联锁电气自动化点检员2接通加油小车电源，停放指定位置电工3将第一台排油小车进油口与油箱底部卸油口相连接钳工4打开油箱顶部透气帽，拆除空气滤芯，将第二台排油小车进油口从油箱顶部空滤口插入油箱内底部钳工5拆卸蓄能器回油管末端接头，将提前准备的金属软管与回油管末端相连，并插入空油桶中钳工6和好面粉钳工7检查相关油管连接状态并确认其连接牢固、
10、密封良好机械点检员8启动两台排油小车同时排油，当油箱油位降至液压油泵吸入口上边缘上方 150 mm 时停止排油，同时满足蓄能器压力不低于 145 bar（14.5 MPa）钳工、操作工9根据生产及环保要求，联系脱硫脱硝区域及生产调度室，确认是否达到停机条件操作工、中控工10满足液压交换机停机条件后，现场手动停机：关闭液压油泵，控制开关打到本地位置操作工表 3交换机系统停机前实施步骤78设备管理与维修2023 5（下）100 bar（10.0 MPa）时进行以下手动捅阀操作。（1）混合煤气加热模式下：捅 C8 电磁换向阀，使混合煤气和焦炉煤气加热模式切换 5 次捅焦炉煤气电磁换向阀，使红/绿向切
11、换 2 次，然后捅阀使 C1/C5/C2/C3 液压缸在关闭状态捅 C8 电磁换向阀，切到混合煤气加热模式下捅混合煤气电磁换向阀，使红/绿向切换 2 次，然后捅阀使 C6/C7 液压缸在关闭状态。（2）焦炉煤气加热模式下：捅 C8 电磁换向阀，使混合煤气和焦炉煤气加热模式切换 5 次捅混合煤气电磁换向阀，使红/绿向切换 2 次，然后捅阀使 C6/C7 液压缸在关闭状态捅 C8 电磁换向阀，切到焦炉煤气加热模式下捅焦炉煤气电磁换向阀，使红/绿向切换 2 次，然后捅阀使 C1/C5/C2/C3 液压缸在关闭状态。该项工作负责人为操作工和机械点检，电磁液压控制阀台见图 3。然后回装油路系统回油管连接
12、至油箱，负责人为钳工，再由操作工开启混合煤气加减旋塞（使用混合煤气模式下）。最后，确认油箱油位高于液压油泵吸入口上边缘 150 mm、各液压缸动作到位，负责人为机械工程师、电气自动化工程师。4.3开启液压交换机系统开启液压交换机系统的实施步骤见表 5。4.4补充说明（1）加油小车使用前，需用新油进行冲洗，保证加油小车油路清洁。（2）废油桶盛满旧油后和新油桶内油品排净后，更换油桶时需暂时关停排油/加油小车。（3）油箱油位值设置在液压油泵吸入口上边缘150 mm，目的是防止油位过低造成液压油泵空吸。（4）系统自动设置：蓄能器压力低于 138 bar（13.8 MPa）时，液压油泵启动，给蓄能器补油
13、升压，达到 145 bar 时，液压油泵停止运转。（5）油箱底部杂质较多时，需用扁铲配合清理。（6）混合煤气加热电磁换向阀、焦炉煤气加热电磁换向阀和 C8 油缸电磁换向阀，均为三位四通电磁换向阀，捅阀位置在电磁线圈接线端下部的小孔处，用专用工具手动捅阀，甩开电磁线圈作用，使液压油路导通。5结束语经过方案优化，通过生产、设备、检修三方人员的统筹与配合，在交换机不停机的状态下用 2个排油小车同时进行油箱排油，比停机后再排油节省换油时间 20 min，油箱加注新油时油位未达到标准油位区间但满足交换机动作条件下进行油路冲洗，比注油到标准油位区间节省换油时间20 min，合计可节省换油时间 40 min
14、，交换机系统的换油可在 90 min 内安全高效完成，为焦炉顺稳生产提供良好保障。参考文献1王永新，彭军山，刘晓彬.7.63 m焦炉投产后部分问题及改善方案 J.科技风，2014（6）：20.序号实施步骤负责人1再次启动两台排油小车继续油箱排油钳工2卸载蓄能器压力：扳动蓄能器控制阀手柄至 T 位卸荷，液压油排入空油桶，卸完油后恢复控制阀到原始位置操作工3观察油箱油位视镜，当油位低于人孔最低位置时，拆卸人孔盖，并清理人孔盖与油箱的配合面，根据人孔盖尺寸制作垫片钳工4关闭混合煤气加减旋塞（常态下使用混合煤气加热，焦炉煤气加减旋塞为关闭状态），防止煤气窜入加热系统而泄漏操作工5待油箱内液压油排净后，
15、关停排油小车并移出排油管钳工6准备接油小桶，断开系统回油管路接头，连接好提前准备的金属软管，并将金属软管一端插入空油桶收集系统剩余旧油钳工7清理油箱内部余油及杂质：通过油箱人孔，用洁净擦机布清理油箱内壁及底部余油后，再用和好的面团粘干净油箱内部微小杂质钳工8检查确认油箱内部是否清理干净机械点检、机械工程师9更换人孔密封垫片，涂抹密封胶，并回装人孔盖钳工10油箱加注新液压油：将两台加油小车的进油管分别插入两个新油桶，出油管分别接入油箱顶部空滤开孔和油箱侧面预留口，开启加油小车加注新油至油箱油位视镜标准油位区间的下油位线后停止注油钳工11新油冲洗蓄能器：当油箱油位高于液压油泵吸入口上边缘 150
16、mm后，启动液压油泵给蓄能器补油，蓄能器压力至 100 bar 时关闭油泵，扳动蓄能器控制阀手柄至 T 位卸荷，液压油排入空油桶，卸完油后恢复控制阀到原始位置操作工、机械点检12恢复蓄能器回油管与油箱的连接钳工表 4交换机系统停机后实施步骤图 3电磁液压控制阀台序号实施步骤负责人1根据生产及环保要求，联系脱硫脱硝区域及生产调度室，确认满足开机条件并开机操作工、中控工2启动加油小车，将油箱内液压油补至标准油位区间内的指定位置，移出补油管，回装空滤钳工、机械点检3恢复油箱低油位停机联锁电气自动化点检4观察交换机运行 40 min，确认油缸动作到位，管路无外泄三方人员5清理现场，费油送至危废库，梳理、保管好工器具钳工表 5开启液压交换机系统的实施步骤79设备管理与维修2023 5（下）2王海龙，王法权，刘业翠.交换机系统在焦炉中的应用 J.商品与质量（建筑与发展），2013（9）：256.3曾令羲.影响液压油质量的主要指标浅析 J.科技风，2020（2）：152.4陈磊，赵杰，崔春.工程机械液压油的性能评价指标及使用控制研究 C.第九届全国设备与维修工程学术会议暨第十五届全国设备监测与诊断学