摘要：介紹了垃圾焚燒爐排液壓控制系統(tǒng)的組成，通過建立可靠性框圖和計(jì)算液壓系統(tǒng)的可靠性，對(duì)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)，為垃圾焚燒爐排的故障分析和調(diào)試運(yùn)行提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒爐排；可靠性預(yù)測(cè)；液壓控制系統(tǒng)

1前言

垃圾焚燒是一種通過高溫燃燒垃圾實(shí)現(xiàn)垃圾處理并利用熱能發(fā)電的技術(shù)。垃圾焚燒處理的流程主要包括垃圾進(jìn)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(tǒng)是焚燒裝置中最主要的部分。爐排系統(tǒng)由干燥段爐排、燃燒段爐排、燃盡段爐排、液壓控制系統(tǒng)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(tǒng)為例，進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)和分析，為故障分析和調(diào)試運(yùn)行提供參考。

2爐排系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)工作原理

2.1爐排系統(tǒng)

爐排系統(tǒng)是推料器系統(tǒng)的后面工序，垃圾經(jīng)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(chǎn)生熱能。每段爐排由兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)爐排的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2.2爐排液壓控制系統(tǒng)

爐排的液壓控制系統(tǒng)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(tǒng)的工作原理為：一個(gè)液壓泵工作，另一個(gè)備用；液壓泵控制三個(gè)相同的液壓閥組，實(shí)現(xiàn)六個(gè)液壓缸運(yùn)動(dòng)；每?jī)蓚€(gè)液壓缸連接爐排的推動(dòng)裝置，在爐排的推動(dòng)裝置上設(shè)有位移傳感器，能夠檢測(cè)和反饋爐排的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即液壓控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

3液壓控制系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)

液壓系統(tǒng)可靠度預(yù)測(cè)是在液壓系統(tǒng)組成元件的可靠性基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)出整個(gè)液壓系統(tǒng)的可靠性，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，計(jì)算出平均無故障時(shí)間，有利于操作人員及時(shí)采取措施，保證液壓系統(tǒng)正常工作。

3.1建立可靠性框圖

建立可靠性框圖時(shí)，進(jìn)行如下假設(shè)：系統(tǒng)的壽命和故障服從指數(shù)分布；各液壓元件相互獨(dú)立，互不影響。針對(duì)爐排液壓控制系統(tǒng)，建立可靠性框圖。

3.2可靠性預(yù)測(cè)結(jié)果分析

（1）根據(jù)計(jì)算可知，MTBF的預(yù)測(cè)值11777h，遠(yuǎn)高于1年內(nèi)的爐排液壓控制系統(tǒng)的工作時(shí)間，故系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)和使用的要求。

（2）液壓控制系統(tǒng)的可靠度僅為0.7018，主要是因?yàn)槔贌笠簤合到y(tǒng)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作，導(dǎo)致元件和系統(tǒng)的可靠性低，并且因液壓元件過多而降低了液壓系統(tǒng)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(tǒng)長(zhǎng)期處于連續(xù)的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，在不減少液壓系統(tǒng)工作時(shí)間的前提下，應(yīng)采取以下措施：

（1）保證清潔度提高系統(tǒng)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(yīng)經(jīng)常更換濾芯，檢查油品質(zhì)量。

（2）增加檢測(cè)和檢修的次數(shù)和頻率，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)潛在的故障。

（3）采用冗余設(shè)計(jì)：從計(jì)算可看出，主泵系統(tǒng)部分由于采用串并聯(lián)系統(tǒng)，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(lián)系統(tǒng)，影響了整個(gè)系統(tǒng)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(jié)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(lián)系統(tǒng)，按照前面的計(jì)算方法，計(jì)算得到控制閥組和液壓缸部分可靠度為界=0.9424，因此系統(tǒng)的可靠度為R=0.8673，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。

(4)主泵和備用泵交替工作，減少每個(gè)主泵每年的平均工作時(shí)間，冗余設(shè)計(jì)時(shí)增加的備用控制閥組也應(yīng)交替工作，從而提高控制閥組的壽命，保證液壓系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期無故障工作。

4系統(tǒng)組成

4.1焚燒爐爐排控制系統(tǒng)是垃由PLC來實(shí)現(xiàn)，采用基于鍋爐蒸發(fā)量或爐溫穩(wěn)定控制原理?？刂葡到y(tǒng)采用57-300PL,C，配置西門子OP?,77操作屏完成參數(shù)設(shè)置、部件調(diào)試、手動(dòng)操作等功能，圖1為OP277操作屏初始畫面。垃圾爐排自控系統(tǒng)可由料斗系統(tǒng)、逆推爐排、順推爐排、料層調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液壓泵站等系統(tǒng)組成

4.2推料系統(tǒng)

推料機(jī)設(shè)有三組平行布置的滑動(dòng)平臺(tái)，每組滑動(dòng)平臺(tái)分別由一支油缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸上外置旋轉(zhuǎn)編碼器。推料機(jī)控制參數(shù):啟?？刂颇Ｊ?間隔運(yùn)行時(shí)間;前進(jìn)、后退速度;原位停止時(shí)間;行程延長(zhǎng)時(shí)間等。

4.3逆推系統(tǒng)

三列逆推爐排分別由左中右三只油缸驅(qū)動(dòng)，每只油缸的起始位置均裝有接近開關(guān)，通過液壓缸上外置旋轉(zhuǎn)編碼器反映各個(gè)液壓缸的位置和速度。逆推爐排在自動(dòng)模式下有聯(lián)動(dòng)和分動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。逆推控制參數(shù):啟?？刂颇Ｊ?間隔運(yùn)行時(shí)間;前進(jìn)、后退速度;原位停止時(shí)間;行程延長(zhǎng)時(shí)間等。

4.4料層調(diào)節(jié)系統(tǒng)

料層調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由左右兩支液壓缸驅(qū)動(dòng)兩組滾筒。兩液壓缸分別設(shè)置兩只位置傳感器，實(shí)現(xiàn)滾筒行程位置(擋板角度)i}9控。料層調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般手動(dòng)操作，油缸速度在初始狀態(tài)調(diào)節(jié)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(qū)動(dòng)，每只油缸的起始位置均裝有接近開關(guān)，通過液壓缸上外置旋轉(zhuǎn)編碼器，OP277順推畫面上能形象地反映各個(gè)液壓缸的位置和速度。順推爐排在自動(dòng)模式下有聯(lián)動(dòng)和分動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。順推控制參數(shù):問隔運(yùn)行的啟停時(shí)間;前進(jìn)、后退速度;原位停止時(shí)間;行程延長(zhǎng)時(shí)間等。

4.6出渣機(jī)

系統(tǒng)配備兩臺(tái)出渣機(jī)，每臺(tái)出渣機(jī)由左右兩支液壓缸驅(qū)動(dòng)，采用機(jī)械剛性同步，速度手動(dòng)調(diào)節(jié)。出渣能力通過調(diào)整液壓系統(tǒng)的油缸速度和調(diào)整自控系統(tǒng)的啟停時(shí)問間隔兩種方法來實(shí)現(xiàn)。

5結(jié)束語

對(duì)垃圾焚燒爐排液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性預(yù)測(cè);建立了可靠性框圖，計(jì)算系統(tǒng)的可靠度和平均無故障時(shí)間，在計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行了可靠性結(jié)果分析，并提出了提高液壓控制系統(tǒng)可靠性的措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]王傲寒.垃圾焚燒爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安建筑科技大學(xué),2018.

[2]薛憲民,曾衛(wèi)東.南山垃圾焚燒發(fā)電廠SIGMA控制系統(tǒng)[J].熱力發(fā)電,2005(11):90-91+105+7.

[3]李松軍.自動(dòng)燃燒控制技術(shù)的研究和應(yīng)用[D].華南理工大學(xué),2016.

[4]陳亮亮.垃圾焚燒爐排爐運(yùn)行中常見問題的處理研究[J].中國資源綜合利用,2018,36(06):150-151+154.

[5]陳善平,孫向軍,宋堯,劉開成,周洪權(quán).國內(nèi)垃圾焚燒爐排爐單爐規(guī)模750t/d可行性研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(16):82-84.

[6].自主化的二段往復(fù)式垃圾焚燒技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[A].中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì)環(huán)保專業(yè)委員會(huì).貫徹“十二五”環(huán)保規(guī)劃，創(chuàng)新火電環(huán)保技術(shù)與裝備研討會(huì)論文集[C].中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì)環(huán)保專業(yè)委員會(huì):,2011:9.

[7]程保華,胡亞欣,賀剛,孫實(shí)文.CAPS垃圾焚燒處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工藝[J].環(huán)境工程,2008(04):48-50+4.

[8]梁冰.9MW垃圾發(fā)電焚燒爐仿真模型及運(yùn)行特性研究[D].華北電力大學(xué),2012.

[9]李松干.BM區(qū)城市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目可行性研究[D].廣東工業(yè)大學(xué),2014.