[发明专利]一种节能型高炉热风炉液压控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种节能型高炉热风炉液压控制系统及方法，属于冶金机械技术领域，液压控制系统包括控制模块和至少一个液压设备，以及连接在液压设备上的供油回路和回油回路；供油回路上顺次设置有液压油源装置和压力传感器，回油回路上设置有比例溢流阀，液压设备上连接有电磁换向阀；液压油源装置包括定量泵和为其提供动力的伺服电机；伺服电机驱动定量泵为液压设备供油，控制模块根据上位机和压力传感器的信号输入控制控制伺服电机的转速和比例溢流阀的回油背压。本申请通过采用伺服电机控制定量泵的泵控容积调速控制回路代替传统的节流阀控制回路，降低了系统的能量损耗和发热，解决了现有技术中的液压控制系统能耗高的问题。

技术领域

本发明属于冶金机械技术领域，涉及一种节能型高炉热风炉液压控制系统及方法，尤其涉及一种适合在同一时间内只有一个设备动作的液压系统。

背景技术

炼铁高炉热风炉的作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率，是炼铁单元的重要组成部分。热风炉是通过各个阀门的开闭和调节实现“燃烧”、“蓄热”、“送风”等功能的，为保持“蓄热”效果获得高风温，报废以前热风炉是不能停炉的，必须处于工作状态或维持温度状态，所以阀门必须随时能够动作。在国内国外大多数热风炉的这些阀门都是采用液压系统来驱动。

热风炉的阀门根据功能的不同，有热风阀、冷风阀、烟道阀、混风切断阀、倒流休风阀等，阀门型式上主要有蝶阀、闸阀、球阀等，每个高炉都包含多个热风炉，因此，每个高炉的热风炉包含了大小不同、负载情况各异、动作要求有差别的几十个阀门；同时，由于热风炉燃烧的是煤气，绝不能和空气中的氧气混合，有较大危险性，所以热风炉阀门的动作有先后顺序，在同一时间内，没有一个阀门以上同时动作。针对这种工艺要求及冶金行业的特殊性，正常情况下需要热风炉液压系统24小时不间断的连续工作。

到目前为止，国内外正在使用的热风炉液压系统，其泵源通常采用的是恒压变量泵，这种泵能够持续不断的提供压力油来实现热风炉阀门的开闭，在外界阀门动作的间隙期，即没有阀门动作的时候，恒压变量泵保持设定的最高压力，在变量机构的作用下改变斜盘倾角，使流量输出仅维持泄漏流量，起到了节能的作用；动作时，高压油通过液压阀站上液压控制回路的换向、节流、保压控制，起到打开或关闭空气或其它介质管道通路的作用，并在必要时保持打开或关闭状态。

这种控制方式到目前为止已经沿用多年，基本能够满足热风炉系统的工艺要求。热风炉系统的阀门并非一种型式，为了适应负载最大的几个阀门，系统压力必须调整到12～16MPa左右；而负载力较小的，或存在带负载的阀门在开闭动作过程中，必须注意进回油节流的调整，避免有杆腔超压；因此，由于压力负载匹配的要求使得系统设计投资和设备调试的人工成本无法降低，而节流控制又使得阀门动作时的能耗不可避免。另外，该系统还存在换向冲击大，外界温度变化或设备负载情况变化后无法自适应调整动作速度等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种节能型高炉热风炉液压控制系统及方法，通过采用伺服电机控制定量泵的泵控容积调速控制回路代替传统的节流阀控制回路，降低了系统的能量损耗和发热，解决了现有技术中的液压控制系统能耗高的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种节能型高炉热风炉液压控制系统，包括控制模块和至少一个液压设备，以及连接在液压设备上的供油回路和回油回路；所述液压设备上连接有电磁换向阀；所述供油回路上顺次设置有液压油源装置和压力传感器，所述回油回路上设置有比例溢流阀；所述液压油源装置包括定量泵和为其提供动力的伺服电机；所述比例溢流阀、电磁换向阀、伺服电机均与控制模块电连接并受其控制。

可选地，还包括事故蓄能器组件，所述事故蓄能器组件的压力油口连接到定量泵的出油口，且其回油口连接到系统的主回油回路或直接回油箱。

可选地，所述控制模块包括伺服电机驱动器和可编程控制器，所述伺服电机驱动器与伺服电机电连接，所述比例溢流阀、电磁换向阀、伺服电机驱动器均与可编程控制器电连接。