石 光，赵剑波，王振中，魏 娜

TRM
TRM型立式辊磨液压系统的应用

石 光，赵剑波，王振中，魏 娜

Application of TRM Vertical Roller Mill Hydraulic System

立式辊磨液压系统是辊磨设备的核心部件之一，其安装质量的好坏将决定液压系统使用寿命的长短，最终决定着磨机运转率。本文根据TRM型立式辊磨液压系统工作原理，详细介绍了该液压系统安装、管路冲洗和日常维护等方面的实际应用情况，供大家参考。

立式辊磨；液压系统；运转率

Applic

1 概述

TRM型立式辊磨的粉磨部件由磨盘和磨辊组成。磨盘上有环形研磨轨道，在传动系统驱动下以恒定转速旋转，磨辊被动旋转。磨辊通过磨辊轴固定在摇臂上，摇臂另一端与液气弹性系统连接构成一个杠杆系统，将一定大小的粉磨力施加到喂入磨盘上的物料上。磨辊依自重和液气弹性系统施加的粉磨力作用于料床实现物料的粉磨。磨辊液压系统设计很巧妙，不仅可以调节粉磨力的大小，而且可根据料床厚度的变化自动实现磨机启、停过程中磨辊的抬、落，具有一定的自适应能力；一方面可保持所需的粉磨力，另一方面可吸收磨机运行振动的大部分能量，从而保证粉磨过程的连续稳定。

2 磨辊液气弹性系统组成和工作原理

2.1 磨辊液气弹性系统组成

磨辊粉磨系统由磨辊、磨辊轴、摇臂和液压系统等组成。液气弹性系统由液压站（HTRM）、油缸、气囊式蓄能器、管路和阀门、油位、油压、油温等监测和控制元件组成。2个磨辊共用1个液压站。管路采用串联方式。相应的电磁阀、安全阀、手动阀、过滤器、传感器和手动控制按钮等集成在液压站内。磨辊液压管路的进、回油口分别与液压站的出、回油口连接。借助于液压站内的阀门系统可实现主磨辊的抬、落和位置保持，完成系统操作压力、背压的设定和调节。磨辊低位设有软保护和硬件保护。软保护由限位开关和程序通过液压系统实现，硬件保护由安装于磨机本体的具有一定弹性的缓冲机械限位装置实现。位置保护是指为防止因磨辊位置过低而导致磨辊和磨盘间金属接触造成损坏或磨损而设置的限位措施，如图1所示。

图1 磨辊粉磨系统示意图

2.2 磨辊液气弹性系统工作原理

2.2.1 磨机的启动

磨机启动前磨辊被液压系统锁定于高位，即便是磨盘上积存了一定厚度的物料，也可以保证磨机的空载启动，降低启动力矩。磨机启动一定时间后，喂料系统顺序启动，待磨盘上积存一定厚度的物料时，手动控制液压系统落下磨辊并加压使其进入粉磨工作状态。

2.2.2 液气弹性系统的功能实现

在粉磨过程中，磨辊被液气弹性系统借助摇臂杠杆压到待粉磨的料床上，随磨盘的转动，磨辊被动旋转。磨盘上料床厚度变厚，磨辊被物料抬起，摇臂产生轻微的偏摆，油缸的活塞向外伸出一定距离，有杆腔有一定量的油流出，此时所有阀门均未改变状态，流出的油经管路流入气囊式蓄能器内，气囊上部的氮气被进一步压缩，压力升高。与此相对，油缸无杆腔油压相对减小，原有的平衡失去，必须有油流入。气囊式蓄能器内原有的平衡被打破，气囊上部的氮气膨胀，将下部的油压入油缸的无杆腔，压力降低。当磨盘上料床厚度变薄时则情况正好相反。如此，油缸的有杆腔和无杆腔油压均有变化，但始终保持在一定范围内。磨辊液压系统工作原理如图2所示。

在以上过程中，尽管液压系统的油泵未曾启动，所有的阀门均无动作，但是系统能够使磨辊适应料床厚度的变化而自动抬落，同时保证施加所需的粉磨力，这就是液气弹性系统。由于气体与液体相比有良好的可压缩性，弹性系统蓄能器内预压缩的氮气被压缩和相对地被释放来吸收或补充油缸活塞两侧油量的变化，就像弹簧的压缩和释放一样，能有效地起到隔振作用，保持粉磨力的持续和相对的稳定，保证辊磨连续、稳定运行。两个磨辊的油缸及各自的蓄能器串联到液压管线上，所以每个磨辊在同一时间能分别适应随机变化的不同料床厚度，并保证所施加的粉磨力基本不变。不但降低了振动、吸收了振动能量，而且将磨盘上两个磨辊粉磨力的偏载限制在一定范围内，确保了磨机主减速机止推轴承受力的基本对称和设备的安全运行。

2.2.3 液气弹性系统基本动作、油液走向

（1）抬辊

1.1 油泵-37.1单向阀-5.1滤油器-4.11单向阀-13.1换向阀-15.2单向阀-27.2压力变送器-22.3压力表-33.6节流阀-33.1节流阀-油缸下腔

油缸上腔-33.2节流阀-33.5节流阀-22.4压力表-27.1压力变送器-16.1换向阀-18.1截止阀-14.1节流阀-油箱

（2）落辊

1.1 油泵-37.1单向阀-5.1滤油器-4.11单向阀-13.1换向阀-15.1单向阀-27.1压力变送器-22.2压力表-33.5节流阀-33.2节流阀-油缸上腔

油缸下腔-33.1节流阀-33.6节流阀-22.3压力表-27.2压力变送器-16.2换向阀-18.2截止阀-14.1节流阀-油箱

（3）快速抬辊

1.1 油泵-37.1单向阀-5.1滤油器-4.11单向阀-13.1换向阀-15.2单向阀-27.2压力变送器-22.3压力表-33.6节流阀-33.1节流阀-油缸下腔

图2 磨辊液压系统工作原理

油缸上腔-33.2节流阀-28.1插装阀-33.7节流阀-33.1节流阀-油缸下腔

2.2.4 液气弹性系统功能调节

液压系统除具备以上弹性功能外，还可方便地通过DCS操作或修改参数实现以下功能的调节，如表1所示。通过改变电磁阀阀芯的位置可改变油路实现液压系统不同的功能。因不易看清液压柜内阀门的功能及油路，表1可以结合图2帮助用户了解该液压系统的构成和原理，有助于用户对系统的维护。

说明：按表1设置的接通状态可以完成相应的操作。磨机启动、停车时，液压系统按照程序执行抬、落辊；修改参数时，只需中控操作给定参数，然后由程序自动控制泵、阀完成调节；磨机维护检修时，将控制由Remote（远程即中控）切换为Local（现场），即可使用液压柜按钮开关完成所需的动作。

3 磨辊液压系统的实际应用

3.1 磨辊液压系统安装

先安装液压站和液压缸及蓄能器，将两端固定，中间配液压管道。液压站的安装相对简单，只要将液压站摆放到位，保证其水平垂直，使用地脚螺栓固定即可。

3.1.1 液压缸安装

液压缸安装需非常注意，有扭矩要求的螺栓尤其是转轴的固定螺栓，一定要使用扭矩扳手操作，使其达到扭矩要求。

3.1.2 蓄能器安装

蓄能器安装时一定要注意保证其垂直度，可用水平仪进行检测。因此安装时应先将蓄能器的固定座点焊好，调整好位置后再满焊，如果在找正前就先满焊了固定座，之后再作调整就比较困难了。对于气囊式蓄能器，需同时保证其固定的橡胶圈与蓄能器贴合紧密、受力均匀。气囊式蓄能器在工作时会承受较高的工作压力，其材质性能和抗压能力均需经过检测，安装过程中要注意避免任何可能改变其材质性能的操作。安装期间，会有很多的焊机电线裸露在现场，极容易和蓄能器碰撞而产生火花，从而可能导致蓄能器因材质性能变化而报废，需注意。

3.1.3 液压缸和蓄能器连接

连接蓄能器和液压缸的过程中，注意不要同时打开所有连接口的保护盖，应连接一个后再打开另一个，以防止粉尘进入，因为液压缸和蓄能器是不需要进行冲洗作业的。

3.1.4 液压管路安装

液压管路使用的钢管一般由液压站配套厂家提供，钢管已经酸洗，两端用堵头密封，使用时方可打开堵头。根据液压管路连接图，从蓄能器开始，向液压站连接。具体的管道布置及走向要根据现场的实际情况确定，现场测量每一段管子的长度，再进行裁截。裁截只能使用冷加工的方法，推荐使用手锯裁截，切忌使用会产生大量热量的加工方法，以免管子材质性能发生变化，产生潜在危险。锯截管子时要使用安装公司提供的专用夹具，以保证所锯截面与管子夹角垂直。需要弯管时，一定要使用弯管器，一方面能保证弯曲角度精确，另一方面可以减小管子直径方向的变形。管箍安装时，要注意使用专用的管件，将专用管件水平焊接在开阔的位置进行预紧。预紧后能看到管箍在管子上移动留下了约1.5mm的痕迹，这样管箍才能承受住系统的压力，保证良好的密封效果。管路固定采用管卡的方式，先将槽钢固定在基础上，然后将管卡座固定在槽钢上，固定槽钢的间距定为1.5~2m，太近会浪费管卡，太远会导致管路在运行时产生震动。在布置方式上，管路之间可以上下布置（如布置在基础侧墙上的管路），也可以水平布置（如布置在基础上的管路），但一定要注意合理布置管路接头。安装时可先将管子一根根排列，先装中间的，后装外面的。但在维护的时候可能只需拆中间的而不拆外面的，所以，安装时需考虑到以后的检修问题，使接头能容易地打开。在管道安装过程中，如果管内进入尘土或其他杂物，尽可能使用压缩空气或干净的棉布清理。禁止使用各种化学清洗剂清洗管道，以免清洗油与化学清洗剂发生反应，造成串油不彻底，引起工作用油失效或其他问题。

表1 电器接通情况*

液压管路第一次连接成回路，表明预装工作已完成，接下来的是管路清洗，清洗完成后，要把管路重新接成工作回路，进行加压试验，检查管路是否泄漏。一般先将压力加到1MPa，检查全部管路，然后加到5MPa，再次检查全部管路，最后将压力增加到最大工作压力，保持一段时间后再次检查是否有泄漏。如果有泄漏，要泄压进行紧固。如果紧固后仍有轻微渗油，可使用锤子敲打管件两侧，再加以紧固。直至检查全部管路都没有渗漏，液压管路安装工作才算完成（见图3）。

3.2 磨辊液压系统管路冲洗

3.2.1 冲洗设备要求

实际操作时对油箱容量的要求以管道内充满冲洗油，泵不吸入空气，冲洗油能够循环为准，也可以选择容积较大的油箱，加油时控制加油量即可。对于油泵能力，要求其在指定的流量下能够产生5MPa的压力。但在实际操作中，很难找到在指定流量下能产生这么大压力的冲洗泵，因此实际的冲洗压力在2MPa左右也可以接受。

3.2.2 连接管路

冲洗前需要使用软管将液压管路系统串成几个独立的回路（液压缸不接入冲洗回路），每次冲洗一个回路。冲洗的连接管路中使用的连接件由辊磨公司提供，一般来讲，这些连接件都有富余，如果有缺少，也可在当地购置同规格的零件。

3.2.3 检查回路

在开始冲洗之前，要特别注意检查管路串油机配带的油箱，确保在向油箱中注入冲洗用油前油箱是干净的，没有任何其他的液体。因为油箱经常放在室外，所以有时会混入雨水或者漏入其他液体，有时会留有上次冲洗剩下的油，这些液体都会导致加入到油箱中的油作废，冲洗结果不合格。

另一个检查重点是，回路中阀门是否打开，管路中的排油口阀门是否已关闭。一定要确保回路上的阀门都已打开，否则，一旦开启冲洗油泵，产生的压力不仅会损坏过滤器，也会给操作人员带来危险。

图3 辊磨液压管路布置示意图

3.2.4 选择冲洗油

冲洗时可以使用操作用油或专用的冲洗油，使用操作用油可以避免冲洗完成后油品种改变，无论选用何种油，必须使用细过滤器向冲洗单元的油箱中注油。使用专用的冲洗油冲洗完后，必须将油箱内的冲洗油完全放空。

3.2.5 冲洗操作

检查完成后，点动油泵，向回路中慢慢注入冲洗油，一旦回路中充满了油，就可以增加泵的流量。在冲洗一个回路约4h后，第一次取样测试，如果测试结果与要求差别较大，则再过4h取样检测；如果测试结果接近要求，则将取样时间逐步缩短，直到测试结果达到要求；如果发现冲洗结果变化很小，则说明需要更换滤芯。冲洗一个回路所需的时间由管路的干净程度和长度决定，一般几个小时到十几个小时不等。辊磨液压系统管路冲洗结果一般都达到了NAS 7级，冲洗完成后，需要求冲洗公司将冲洗结果进行记录，并由各参与方签字后留存，以备查询。在完成了一个回路的冲洗之后，连接下一个回路，重复上面的冲洗过程，直到完成所有的回路冲洗。

3.2.6 恢复管路工作回路

在冲洗完后，管路需一节节地接回工作回路，随时保护好打开的管口。所有回路连接完成后，将蓄能器的压力调整到工作压力值，通过滤油车向液压站油箱注入操作用油。点动液压站油泵，向整个液压管路中注入操作用油，随后缓慢升高系统压力至5MPa，检查管件及法兰是否有泄漏现象，如没有，则继续缓慢升高系统压力至14MPa，再次检查管件及法兰是否有泄漏现象，如还是没有泄漏现象，说明设备的液压系统已可正常工作，整个冲洗操作完成。在升压过程中，若发现有泄漏现象需立即停止升压，泄压后紧固管件，重复升压及检查过程，直至没有泄漏现象发生。

冲洗过程完成后，要及时清理机架周围地面上的清洗油，以免油渗入到混凝土基础里面，对辊磨基础造成损害。

3.3 磨辊液压系统运行参数设定

在实际运行中，首先应根据粉磨物料的性质确定蓄能器的充氮压力，一般取0.3~0.5倍系统工作压力。在液压系统完全卸压时，将气囊式蓄能器充入氮气到各自确定的压力，辊磨运行前设定主压和背压值。磨机启动后液压系统自动将操作压力和背压升高到设定值，运行中当实际值超出设定值后，系统自动按相应功能改变油泵和电磁阀的状态进行压力修正，使压力重新恢复到设定值。

粉磨矿渣时，矿渣易磨性差，需施以较大的粉磨力，粉磨过程中容易产生振动，因此将主压设定为11~12MPa，背压设定为2.5~3MPa。

粉磨熟料时，熟料易磨性相对较差，含水分低，相对不易建立稳定料床。磨机运行时，需采取磨内喷水措施，选取相对较低的粉磨压力。因此将主压设定为10~11MPa，背压设定为2.5~3MPa。

粉磨生料时，生料易磨性较好，可选取较低的粉磨压力。因此将主压设定为6.5~7.5MPa，没有背压参数。

原料情况不是一成不变的，如到厂的矿渣水分、熟料的强度和粒径，每个厂的情况等都不一样。因此，生产操作人员需根据实际情况和供货商所提供的参数，总结出适合各自生产情况的参数，而非一成不变地按调试工程师的设定值生产。

4 液压系统维护注意事项

辊磨液压系统对于磨机的开、停及运行起着至关重要的作用，为保证磨机正常、安全和经济运行，应对液压系统进行定期检查、维护。除常规检查和维护外，还应特别注意以下几点：

（1）定期检查蓄能器氮气压力，尤其北方地区，应在进入夏、冬两季时实测每个蓄能器氮气压力，压力不足设定值时需进行充氮。

（2）磨机运行过程中若无其他原因振动加剧，应检查氮气压力。

（3）蓄能器必须充入氮气，严禁用空气或其他气体替代。

（4）充氮气前要求液压系统卸压，即所有的油回流到液压柜油箱内。

（5）如有液压油泄露，需经常检查油箱液位，不足时添补。

（6）必须添加与原液压油相同牌号的油品。

（7）油品的质量、清洁度和工作粘度对液压系统操作的安全性、经济性和设备寿命起决定作用。

（8）排气和充氮气必须按液压系统操作说明和步骤执行，并使用随机所配的专用工具和仪表。

（9）在磨机运行和系统维护过程中，严禁任何人接触电磁阀、手动闸阀和进行电磁阀线路的检测、维修。

（10）液压系统维护过程中，禁止任何人或人身体某部位滞留在磨盘和磨辊之间，以防意外。若是不得已如此，需将磨辊用支架支撑。

5 结语

在立式辊磨液压系统中，绝大多数辊磨磨辊加压系统采用液气弹性系统。辊磨液压系统是辊磨设备的核心部件之一，其安装质量的好坏将决定液压系统使用寿命的长短，最终决定着磨机运转率。立式辊磨工作环境属于高粉尘环境，液压元件对工作环境和油液的清洁度要求较高，因此液压系统在日常维护保养中不可忽视，以保证液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命。

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TQ172.632.5

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1001-6171（2017）02-0039-06

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2016-07-01；编辑：孙娟