垃圾焚燒爐排液壓控制系統的可靠性預測

　　1前言

　　垃圾焚燒是一種通過高溫燃燒垃圾實現垃圾處理并利用熱能發電的技術。垃圾焚燒處理的流程主要包括垃圾進料裝置、焚燒裝置、出渣裝置、輔助燃燒裝置、煙氣處理裝置等。爐排系統是焚燒裝置中最主要的部分。爐排系統由干燥段爐排、燃燒段爐排、燃盡段爐排、液壓控制系統等組成，其中，干燥段爐排、燃燒段爐排、燃盡段爐排的液壓控制方式相同。本文以一種爐排的液壓控制系統為例，進行可靠性預測和分析，為故障分析和調試運行提供參考。

　　2爐排系統的液壓控制系統工作原理

　　2.1爐排系統

　　爐排系統是推料器系統的后面工序，垃圾經過推料器落到焚燒爐的爐排上，在干燥段爐排、燃燒段爐排、燃盡段爐排上高溫燃燒，產生熱能。每段爐排由兩個液壓缸驅動，實現爐排的往復運動。

　　2.2爐排液壓控制系統

　　爐排的液壓控制系統包括液壓泵、溢流閥、電磁換向閥、液壓缸、位移傳感器、控制器，液壓。液壓控制系統的工作原理為：一個液壓泵工作，另一個備用；液壓泵控制三個相同的液壓閥組，實現六個液壓缸運動；每兩個液壓缸連接爐排的推動裝置，在爐排的推動裝置上設有位移傳感器，能夠檢測和反饋爐排的運動狀態，即液壓控制系統的工作狀態。

　　3液壓控制系統的可靠性預測

　　液壓系統可靠度預測是在液壓系統組成元件的可靠性基礎上，預測出整個液壓系統的可靠性，發現薄弱環節，計算出平均無故障時間，有利于操作人員及時采取措施，保證液壓系統正常工作。

　　3.1建立可靠性框圖

　　建立可靠性框圖時，進行如下假設：系統的壽命和故障服從指數分布；各液壓元件相互獨立，互不影響。針對爐排液壓控制系統，建立可靠性框圖。

　　3.2可靠性預測結果分析

　　（1）根據計算可知，MTBF的預測值11777h，遠高于1年內的爐排液壓控制系統的工作時間，故系統的可靠性指標滿足設計和使用的要求。

　　（2）液壓控制系統的可靠度僅為0.7018，主要是因為垃圾焚燒要求液壓系統連續長時間工作，導致元件和系統的可靠性低，并且因液壓元件過多而降低了液壓系統的可靠度。

　　3.3提高可靠性措施

　　垃圾焚燒爐排的液壓控制系統長期處于連續的工作狀態，一旦出現故障，會造成經濟損失，在不減少液壓系統工作時間的前提下，應采取以下措施：

　　（1）保證清潔度提高系統可靠性：液壓油的清潔度直接影響元件的使用壽命和可靠度，因此應經常更換濾芯，檢查油品質量。

　　（2）增加檢測和檢修的次數和頻率，從而及時發現液壓系統潛在的故障。

　　（3）采用冗余設計：從計算可看出，主泵系統部分由于采用串并聯系統，可靠度很高；但控制閥組和液壓缸部分的可靠度完全為串聯系統，影響了整個系統的可靠度。建議增加一套控制閥組作為備用，該閥組包括球閥、單向閥、電磁換向閥、單向節流閥。增加一套閥組后的控制閥組和液壓缸的可靠性所示，部分為串并聯系統，按照前面的計算方法，計算得到控制閥組和液壓缸部分可靠度為界=0.9424，因此系統的可靠度為R=0.8673，從而提高了系統的可靠性。

　　(4)主泵和備用泵交替工作，減少每個主泵每年的平均工作時間，冗余設計時增加的備用控制閥組也應交替工作，從而提高控制閥組的壽命，保證液壓系統能夠長期無故障工作。

　　4系統組成

　　4.1焚燒爐爐排控制系統是垃由PLC來實現，采用基于鍋爐蒸發量或爐溫穩定控制原理。控制系統采用57-300PL,C，配置西門子OP?,77操作屏完成參數設置、部件調試、手動操作等功能，圖1為OP277操作屏初始畫面。垃圾爐排自控系統可由料斗系統、逆推爐排、順推爐排、料層調節系統、液壓泵站等系統組成

　　4.2推料系統

　　推料機設有三組平行布置的滑動平臺，每組滑動平臺分別由一支油缸驅動，液壓缸上外置旋轉編碼器。推料機控制參數:啟停控制模式:間隔運行時間；前進、后退速度；原位停止時間；行程延長時間等。

　　4.3逆推系統

　　三列逆推爐排分別由左中右三只油缸驅動，每只油缸的起始位置均裝有接近開關，通過液壓缸上外置旋轉編碼器反映各個液壓缸的位置和速度。逆推爐排在自動模式下有聯動和分動兩種運動方式。逆推控制參數:啟停控制模式；間隔運行時間；前進、后退速度；原位停止時間；行程延長時間等。

　　4.4料層調節系統

　　料層調節機構，由左右兩支液壓缸驅動兩組滾筒。兩液壓缸分別設置兩只位置傳感器，實現滾筒行程位置(擋板角度)i}9控。料層調節系統一般手動操作，油缸速度在初始狀態調節完畢后恒定不變。

　　4.5順推爐排

　　三列順推爐排分別由左中右三只液壓缸驅動，每只油缸的起始位置均裝有接近開關，通過液壓缸上外置旋轉編碼器，OP277順推畫面上能形象地反映各個液壓缸的位置和速度。順推爐排在自動模式下有聯動和分動兩種運動方式。順推控制參數:問隔運行的啟停時間；前進、后退速度；原位停止時間；行程延長時間等。

　　4.6出渣機

　　系統配備兩臺出渣機，每臺出渣機由左右兩支液壓缸驅動，采用機械剛性同步，速度手動調節。出渣能力通過調整液壓系統的油缸速度和調整自控系統的啟停時問間隔兩種方法來實現。

　　5結束語

　　對垃圾焚燒爐排液壓控制系統進行了可靠性預測；建立了可靠性框圖，計算系統的可靠度和平均無故障時間，在計算的基礎上進行了可靠性結果分析，并提出了提高液壓控制系統可靠性的措施。