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火力發(fā)電廠240m鋼內(nèi)筒煙囪液壓馬達(dá)馬力頂升設(shè)備系統(tǒng)
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(1)設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)
鋼內(nèi)筒煙囪用于現(xiàn)代大型火力發(fā)電廠排放煙氣，是一種具有能耗低、自重輕、投資省和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的新型高效煙囪，在國(guó)內(nèi)外的大型火力發(fā)電機(jī)組中已獲得廣泛的應(yīng)用。此處介紹的煙囪用于裝機(jī)容量為2×600MW超臨界發(fā)電機(jī)組，它是在一個(gè)內(nèi)徑23m、高2 31m的鋼筋混凝土圓筒內(nèi)聳立兩只內(nèi)徑6. 5m、高240m，各重600t的等內(nèi)徑鋼質(zhì)煙囪。鋼筋混凝土外筒起支撐、抗震和防風(fēng)等作用。
鋼內(nèi)筒煙囪的安裝是一個(gè)高難度技術(shù)，國(guó)外采用所謂倒裝法（鋼煙囪是從它的最高一段開(kāi)始安裝，提升一段后，在它下面再填人一段，一段復(fù)一段，直到最后），此方法最先進(jìn)，具有混凝土外筒不受重荷、沒(méi)有高空作業(yè)、安裝質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。但需要一套精度高、自動(dòng)化程度高、可靠性高的液壓頂備。 
圖3-9所示為液壓頂升設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
1一鋼筒； 2-導(dǎo)向立柱；3-倒牛腿；4活動(dòng)支托； 5–上插銷(xiāo)；6-主液壓缸；7-上插銷(xiāo)；8-工作臺(tái)；9-待接鋼筒；10-臺(tái)車(chē)；11-軌道
設(shè)備由金屬結(jié)構(gòu)、液壓裝置和電氣控制三大部分組成。其頂升動(dòng)作像人爬桿一樣，手腳并用，伸縮爬升，是一個(gè)負(fù)重爬升機(jī)器人。 金屬結(jié)構(gòu)（參見(jiàn)圖3-9）是這套設(shè)備的骨架，3根導(dǎo)『句立柱2分別高36m，重約18t，它的斷面是帶外卷邊的槽形開(kāi)口結(jié)構(gòu)。立柱槽里可容納一只主液壓缸6，立柱的三個(gè)內(nèi)壁面具有高的平直度和垂直度，是主液壓缸伸縮時(shí)的導(dǎo)向面。立柱的兩個(gè)相對(duì)壁面上，每隔0. 9m開(kāi)—個(gè)矩形方孔，3根立柱在同一水平面上共有6個(gè)方孔，要求這些方孔的承重面之間的水平高差不大于1mm。立柱的下端固定在地面，它的頂端固定在鋼筋混凝土外筒的36m處的鋼質(zhì)平臺(tái)上。矩形斷面的環(huán)形梁（下稱(chēng)環(huán)梁）重約27t，它是主液壓缸和鋼煙囪之間的承重構(gòu)件。環(huán)梁七翼緣有徑向布置的12個(gè)活動(dòng)支托，各有小液壓缸驅(qū)動(dòng)。當(dāng)活動(dòng)支托4外伸時(shí)，托在鋼煙囪筒身的倒牛腿3上，起到支承鋼筒的作用。在環(huán)梁的外緣延伸出互成120°的3個(gè)支座，分別插入3個(gè)立柱槽里，并擱置在主液壓缸的頂面上，它也以立柱的內(nèi)壁作導(dǎo)向，隨主液壓缸的伸縮而升、降。主液壓缸的缸體下端和活塞桿的外露端各沒(méi)有插銷(xiāo)箱，由于工作時(shí)主液壓缸倒置，所以在缸體一端的稱(chēng)上銷(xiāo)箱，活塞桿端的稱(chēng)下銷(xiāo)箱。銷(xiāo)箱孔呈矩形，每個(gè)孔里有兩只可以橫向伸縮的矩形斷面的方形插銷(xiāo)。3只主液壓缸共有12只插銷(xiāo)，分別有12只小液壓缸驅(qū)動(dòng)。上、下銷(xiāo)箱中的方銷(xiāo)相當(dāng)于機(jī)器人的兩只手和兩只腳。方銷(xiāo)外伸可插入立柱方孔，主液壓缸的伸縮和上、下方銷(xiāo)插入和拔出相應(yīng)的方孔，完成主液壓缸的爬升動(dòng)作。通過(guò)環(huán)梁帶動(dòng)煙囪筒身徐徐頂升。當(dāng)爬升36m后，鋼筒也接長(zhǎng)了約36m，然后讓煙囪降落到地面，開(kāi)始第二個(gè)36m鋼筒的頂升，如此周而復(fù)始，直到完成240m鋼內(nèi)筒煙囪的頂升工程。
三種控制方式的電控系統(tǒng)是頂升設(shè)備的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。其中，主控制方式為微機(jī)控制，以MSC-51系列單片微機(jī)為控制核心，整個(gè)同步升降過(guò)程全自動(dòng)完成，操作人員僅需要通過(guò)有關(guān)信號(hào)監(jiān)視動(dòng)作過(guò)程}繼電器順序控制為半自動(dòng)控制；手動(dòng)控制在安裝調(diào)試和排除故障時(shí)才使用。整個(gè)電控系統(tǒng)還設(shè)有操作閉鎖、工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、重要參數(shù)冗余監(jiān)測(cè)、硬件和軟件兩方面采取了抗干擾措施等，保證了系統(tǒng)的可靠性。
(2)液壓系統(tǒng)及其工作原理
該設(shè)備的工作裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)，其液壓系統(tǒng)原理圖如圖3-10所示。
【圖3-10主液壓系統(tǒng)】
圖3-10 (a)所示為主液壓系統(tǒng)，它由兩個(gè)單向變量液壓泵6供油，雙泵的壓力和卸荷分別由兩只溢流閥8和二位二通電磁換向閥9控制，系統(tǒng)壓力可通過(guò)壓力表及其開(kāi)關(guān)7顯示，兩個(gè)單向閥10用于保護(hù)各泵；系統(tǒng)的執(zhí)行器為三位四通電液主換向閥12控制的三個(gè)并聯(lián)主液壓缸1 6，三個(gè)主缸的無(wú)桿腔油路上設(shè)置的液控單向閥1 5可在施工中任意位置長(zhǎng)時(shí)間鎖定液壓缸，確保系統(tǒng)及設(shè)備的安全。電液比例流量閥13及三位四通電磁換向閥14用來(lái)實(shí)現(xiàn)缸的雙向速度控制，三個(gè)電液比例流量閥借助自整角機(jī)構(gòu)成電液閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)微機(jī)及PID調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足三個(gè)液壓缸的同步運(yùn)動(dòng)精度要求；主液壓缸有桿腔油路中并聯(lián)的低壓溢流閥11，用于來(lái)實(shí)現(xiàn)縮缸時(shí)有桿腔油液的低壓溢流，以減少發(fā)熱和節(jié)能。
圖3-10 (b)所示為輔助液壓系統(tǒng)，它由單定量泵22供油，泵的壓力和卸荷由溢流閥21和二位二通電磁換向閥23控制，系統(tǒng)壓力由壓力表及其開(kāi)關(guān)24顯示；3組（6個(gè)）并聯(lián)的上插銷(xiāo)液壓缸、3組（6個(gè)）并聯(lián)的下插銷(xiāo)液壓缸和6組（12個(gè)）液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由各三位四通電磁換向閥26控制。
(3)技術(shù)特點(diǎn)
1)根據(jù)工作特點(diǎn)，煙囪頂升設(shè)備采用主、輔兩個(gè)獨(dú)立液壓系統(tǒng)。
2)主液壓系統(tǒng)采用雙變量泵油源，通過(guò)電液比例流量閥實(shí)現(xiàn)液壓缸的升降速度控制，通過(guò)電液閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)三個(gè)液壓缸的同步控制，滿(mǎn)足了頂升速度低和同步精度高的要求。
3)輔助液壓系統(tǒng)采用單定量泵油源，通過(guò)電磁換向閥控制每組液壓缸的運(yùn)動(dòng)。
4)主、輔液壓系統(tǒng)均考慮了液壓泵卸荷，主液壓系統(tǒng)設(shè)置有縮缸回油低壓溢流閥，減少了能耗與發(fā)熱。
5)主液壓系統(tǒng)采取了多項(xiàng)措施以提高系統(tǒng)的安全可靠性，例如串聯(lián)在頂升液壓缸無(wú)桿腔油路上的電磁換向閥里設(shè)置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的減壓裝置，以減小電磁鐵套里的壓力，保證電磁鐵安全工作；通過(guò)設(shè)置液控單向閥，可保證在施工中任意位置長(zhǎng)時(shí)間鎖定液壓缸，并且防止出現(xiàn)液壓軟管爆裂；雙泵供油，一個(gè)泵發(fā)生故障時(shí)，可用另一個(gè)液壓泵繼續(xù)施工（速度低些）等。另外，電控系統(tǒng)設(shè)有多項(xiàng)抗干擾措施，提高了系統(tǒng)乃至整個(gè)設(shè)備的可靠性。
(4)技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表3 4）
表3—4液壓頂升設(shè)備液壓系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)
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分類(lèi)：液壓行業(yè)知識(shí)
標(biāo)簽： 液壓馬達(dá)
