鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油優(yōu)化方案探討

周康，張寬德，姚元鵬，糜莉萍，王玉玲

(中國(guó)石油蘭州潤(rùn)滑油研究開(kāi)發(fā)中心，甘肅 蘭州 730060)

鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油優(yōu)化方案探討

周康，張寬德，姚元鵬，糜莉萍，王玉玲

(中國(guó)石油蘭州潤(rùn)滑油研究開(kāi)發(fā)中心，甘肅 蘭州 730060)

針對(duì)鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油品種繁多、油品選型不合理和現(xiàn)場(chǎng)管理不規(guī)范等問(wèn)題，基于油品種類最小化、設(shè)備潤(rùn)滑更優(yōu)化和用油成本更低化的原則，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行工況，通過(guò)規(guī)范設(shè)備用油種類、開(kāi)展油液監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)潤(rùn)滑管理等方法，對(duì)鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油進(jìn)行優(yōu)化。確保正常設(shè)備運(yùn)行的前提下進(jìn)一步延長(zhǎng)潤(rùn)滑油脂及設(shè)備壽命、減少故障次數(shù)及異常停機(jī)時(shí)間，降低生產(chǎn)及備件費(fèi)用。對(duì)鋼鐵企業(yè)的潤(rùn)滑油脂技術(shù)管理具有一定的借鑒作用。

鋼鐵企業(yè)；油品優(yōu)化；降低費(fèi)用；設(shè)備潤(rùn)滑

0 引言

鋼鐵行業(yè)是自動(dòng)化且連續(xù)化生產(chǎn)，從原料場(chǎng)、焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼到熱軋和冷軋等生產(chǎn)線機(jī)組眾多，擁有大量用油設(shè)備，潤(rùn)滑油脂在各種類型的機(jī)械設(shè)備上起到了減少摩擦、保護(hù)設(shè)備以及潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用[1]。由于鋼廠工況復(fù)雜、設(shè)備分期投用、設(shè)備廠家變化大直接導(dǎo)致企業(yè)用油品種繁多[2-3]，不利于設(shè)備潤(rùn)滑管理。實(shí)踐證明，通過(guò)設(shè)備用油歸并優(yōu)化、加強(qiáng)油品使用維護(hù)和設(shè)備潤(rùn)滑管理，鋼鐵企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排和增效[4]。

1 油品優(yōu)化的原則

油品優(yōu)化的目的是提升設(shè)備潤(rùn)滑水平、降低潤(rùn)滑成本，達(dá)到降低產(chǎn)品采購(gòu)、管理和儲(chǔ)存成本，從而實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的降本增效和節(jié)能減排。設(shè)備用油的選型優(yōu)化一般按照以下原則來(lái)進(jìn)行：(1)保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提下對(duì)相同質(zhì)量級(jí)別和黏度級(jí)別的油品品牌單一化，同類設(shè)備的用油在規(guī)范化的前提下盡量統(tǒng)一，為部分設(shè)備選擇更合適的潤(rùn)滑油品；(2)優(yōu)化供應(yīng)商；(3)降低企業(yè)采購(gòu)成本。

2 油品優(yōu)化的方案探討

鋼鐵企業(yè)的油品優(yōu)化是一項(xiàng)以設(shè)備運(yùn)行工況、油品檢測(cè)技術(shù)和潤(rùn)滑管理技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)油品的適用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為油品的選型優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)的專項(xiàng)潤(rùn)滑管理工作，同時(shí)對(duì)維護(hù)人員進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)提高其潤(rùn)滑管理水平，并建立潤(rùn)滑咨詢服務(wù)體系[5]。針對(duì)鋼鐵企業(yè)潤(rùn)滑油脂的使用現(xiàn)狀，潤(rùn)滑油脂的優(yōu)化工作主要通過(guò)油脂的歸并簡(jiǎn)化、實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油和加強(qiáng)潤(rùn)滑管理等方式進(jìn)行。

2.1設(shè)備用油品種歸并簡(jiǎn)化

一般來(lái)講，鋼鐵企業(yè)的設(shè)備用油選型主要參考設(shè)備說(shuō)明書(shū)(設(shè)備制造商要求或認(rèn)可的油品)。設(shè)備推薦用油很多為不同品牌的油，部分設(shè)備使用的是設(shè)備廠家指定的專用油。企業(yè)在實(shí)際使用過(guò)程中，不僅設(shè)備維護(hù)不方便，而且采購(gòu)和存儲(chǔ)使用資源多，潤(rùn)滑管理難度大。因此，需要對(duì)設(shè)備用油規(guī)范化、統(tǒng)一化。

2.1.1 實(shí)施油品國(guó)產(chǎn)化替代

鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油歸并簡(jiǎn)化的主要方式是進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的鋼鐵生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和制造能力不斷增強(qiáng)，不再完全依賴進(jìn)口，以昆侖潤(rùn)滑油為代表的國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑油品牌的產(chǎn)品質(zhì)量也不斷提升，可以滿足鋼鐵企業(yè)的用油需求。近幾年，昆侖潤(rùn)滑油先后在寶武集團(tuán)、首鋼、酒鋼、河鋼成功進(jìn)行了設(shè)備用油的國(guó)產(chǎn)化替代，為鋼鐵企業(yè)簡(jiǎn)化用油品種、降低采購(gòu)費(fèi)用方面起到了良好的促進(jìn)作用。

2.1.2 打破指定用油的禁錮

設(shè)備制造商的指定用油并不一定是設(shè)備實(shí)際運(yùn)行工況中所需要的唯一潤(rùn)滑油[6-7]。在明晰設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用油的壓力、溫度、工作負(fù)荷等實(shí)際工況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在用油品及新油按照相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)，全方位數(shù)據(jù)比對(duì)后，確定可替代油品。

2.1.3 開(kāi)展油品的混兌試驗(yàn)

針對(duì)部分油箱較大、短期內(nèi)無(wú)法停機(jī)、不具備集中換油條件的設(shè)備機(jī)組，可以通過(guò)油品混兌試驗(yàn)進(jìn)行油品替代。根據(jù)油品的對(duì)比數(shù)據(jù)，按照油品的使用環(huán)境和油箱的溫度，開(kāi)展混油試驗(yàn)，一般把潤(rùn)滑油的高溫混油試驗(yàn)溫度設(shè)定在70～80 ℃之間，低溫混油試驗(yàn)溫度設(shè)定在-5～-10 ℃之間，高溫、常溫和低溫試驗(yàn)時(shí)間均為48 h[8]。油品在高溫、低溫下均無(wú)沉淀析出或渾濁現(xiàn)象發(fā)生，關(guān)鍵指標(biāo)均符合指標(biāo)要求，可以進(jìn)一步上機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行油品替代。

2.1.4 制定油品準(zhǔn)入和更換標(biāo)準(zhǔn)

只有先建立標(biāo)準(zhǔn)，油品并歸簡(jiǎn)化才有明確的依據(jù)。鋼鐵企業(yè)可以借助大型油脂供應(yīng)商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，從企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立入手，依據(jù)國(guó)際及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本企業(yè)的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括油脂的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及更換標(biāo)準(zhǔn)等一系列標(biāo)準(zhǔn)[9]。建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的目的有二：一是評(píng)定新油是否符合設(shè)備推薦用油的質(zhì)量指標(biāo)，即新設(shè)備的用油選型和使用中新油的質(zhì)量把關(guān)；二是指導(dǎo)設(shè)備的換油和維護(hù)[10]。

2.2開(kāi)展油液監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油

以設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的小時(shí)數(shù)來(lái)確定換油周期是不科學(xué)的，一方面，設(shè)備就算是不運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油一樣在老化變質(zhì)；另一方面，油品的老化速度也不盡相同，油品的氧化程度與其工作溫度和環(huán)境溫度有關(guān)。因此，有必要在保證設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)要求的基礎(chǔ)上將按期換油改進(jìn)為按質(zhì)換油，不定期檢查油色、油質(zhì)，并進(jìn)行抽樣化驗(yàn)來(lái)確定是否該清洗換油，以達(dá)到延長(zhǎng)換油周期和降低油料消耗的目的。

鋼鐵行業(yè)用油脂品種眾多，生產(chǎn)設(shè)備用油差異不大，使用的潤(rùn)滑油品種主要有液壓油、齒輪油、壓縮機(jī)油、汽輪機(jī)油和油膜軸承油等。其中，液壓油和工業(yè)齒輪油的消耗量約占總量的50%左右。表1和表2分別列出了液壓油和工業(yè)齒輪油的換油指標(biāo)。

表1 NB/SH/T 0599-2013《L-HM液壓油換油指標(biāo)》

表2 NB/SH/T 0586-2010《工業(yè)閉式齒輪油換油指標(biāo)》

表2(續(xù))

注：*是指使用后油品顏色與新油相比變化非常明顯(如新油的黃色或棕黃色等變?yōu)楹谏?或油品中能觀察到明顯的油泥狀物質(zhì)或顆粒狀物質(zhì)等。

當(dāng)油品達(dá)到換油指標(biāo)中的某一項(xiàng)時(shí)，需要立即進(jìn)行清洗換油。每次換油，均要求放掉全部廢油，并認(rèn)真清洗，去除油箱中的各類雜物，這樣才能保證新?lián)Q的油料不被污染，延長(zhǎng)換油周期。

2.3加強(qiáng)設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)管理

2.3.1 建立潤(rùn)滑管理規(guī)范[11]

一般來(lái)說(shuō)，優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑管理都會(huì)遵循“五定”原則：定編制、定職責(zé)、定制度、定規(guī)范和定位置。具體到鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，科學(xué)的潤(rùn)滑管理規(guī)范應(yīng)該包括以下幾個(gè)部分：

(1)油品管理規(guī)范。如油品入庫(kù)制度：油品到庫(kù)后應(yīng)登記入冊(cè)，油品標(biāo)識(shí)應(yīng)清晰可見(jiàn)。油品儲(chǔ)放規(guī)范：油品應(yīng)在室內(nèi)分類存放，避免潮濕環(huán)境。廢油處理制度：廢油和新油應(yīng)該分開(kāi)存放，廢油處理應(yīng)遵循國(guó)家環(huán)保法規(guī)的要求。

(2)潤(rùn)滑人員管理規(guī)范。如潤(rùn)滑人員定期培訓(xùn)制度：加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員開(kāi)展?jié)櫥椭夹g(shù)管理培訓(xùn)，組織力量對(duì)一線點(diǎn)檢人員實(shí)行潤(rùn)滑知識(shí)的集中培訓(xùn)。

(3)設(shè)備潤(rùn)滑技術(shù)規(guī)范。如建立設(shè)備潤(rùn)滑技術(shù)檔案：編制設(shè)備潤(rùn)滑圖表和潤(rùn)滑維護(hù)手冊(cè)等。潤(rùn)滑工作規(guī)范：設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)檢測(cè)的工作流程、操作規(guī)范、工作標(biāo)準(zhǔn)，確保其標(biāo)準(zhǔn)化、程序化和規(guī)范化。油品狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)控制度：明確取樣時(shí)間、取樣流程、取樣標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)控制等。

2.3.2 減少油脂消耗

鋼鐵企業(yè)設(shè)備潤(rùn)滑油脂往往會(huì)存在跑冒滴漏的現(xiàn)象，機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑油脂的消耗主要由以下幾個(gè)方面引起[9]:液壓油的消耗主要是機(jī)械設(shè)備振動(dòng)引起的管道和法蘭泄露，液壓軟管破裂引起的泄露及液壓密封損壞引起的泄露；工業(yè)齒輪油的消耗主要是泄露、潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)水引起的油品性能下降導(dǎo)致需要頻繁換油；潤(rùn)滑脂的消耗主要是選型不當(dāng)造成的流逝，補(bǔ)脂周期過(guò)短和加脂量過(guò)大等“過(guò)度消費(fèi)”。針對(duì)這些現(xiàn)象，一般可以采用以下措施：

(1)對(duì)于液壓油的消耗，需要合理布局配管，減少管道振動(dòng)，選用品質(zhì)好的管接頭、法蘭和液壓軟管，同時(shí)定期更換密封件和液壓油濾芯以減少滲漏。液壓系統(tǒng)的潤(rùn)滑和控制系統(tǒng)都是帶壓力的密閉系統(tǒng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于密封件泄漏或管接頭松動(dòng)也會(huì)漏入空氣，在油泵加壓后空氣會(huì)溶入油中。當(dāng)壓力經(jīng)減壓閥降低時(shí)，空氣會(huì)從油中以極高的速度釋放出來(lái)，造成氣穴腐蝕，產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音。

(2)對(duì)于工業(yè)齒輪油的消耗，盡可能地減少系統(tǒng)進(jìn)水，選用抗乳化性能優(yōu)異的油品，同時(shí)利用好分水裝置，及時(shí)排除齒輪箱中的水分等。例如，在軋鋼車間，連扎線前后設(shè)備的載荷和轉(zhuǎn)速等工況條件差異很大，軋機(jī)一般采用水冷卻，大量水的存在勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致冷卻水混入到潤(rùn)滑油中；同時(shí)軋制區(qū)的潤(rùn)滑屬于強(qiáng)制潤(rùn)滑，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，如果氣泡不能完全消除，就會(huì)影響油泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致油壓不穩(wěn)，油泵噪聲增大，引起泵組及管道的振動(dòng)；此外軋鋼車間又存在大量粉塵，油品的使用環(huán)境比較惡劣，這就需要選擇具有良好的極壓抗磨性、優(yōu)異的抗泡性和抗乳化性能的油品。昆侖KG工業(yè)齒輪油就屬于專門(mén)針對(duì)鋼廠特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的一款綜合性能優(yōu)異的工業(yè)齒輪油，目前已經(jīng)在寶武、首鋼、河北鋼鐵等企業(yè)得到了成功應(yīng)用。

(3)對(duì)于潤(rùn)滑脂的消耗，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，合理調(diào)整加脂量和加脂周期，減少過(guò)量消耗。例如，在高溫、重負(fù)荷等工況較為苛刻的軋機(jī)減速機(jī)上使用在抗水性、極壓性及防銹性方面表現(xiàn)突出的聚脲基潤(rùn)滑脂和復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂可以減少消耗，降低用脂成本。

3 應(yīng)用實(shí)例

某鋼鐵企業(yè)在昆侖潤(rùn)滑油的技術(shù)支持下，通過(guò)設(shè)備用油種類的國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)行整合歸并，設(shè)備用油種類由原來(lái)的467種減少為221種，下降了53%。潤(rùn)滑油脂的采購(gòu)量從原先7174 t下降到5100 t，下降了29%，累計(jì)少消耗油脂4689 t，按每升15元計(jì)，累計(jì)節(jié)約7033萬(wàn)元。同時(shí)，通過(guò)油液監(jiān)測(cè)技術(shù)、按質(zhì)換油等專業(yè)管理，設(shè)備用油消耗得到控制，噸鋼耗油量下降了20%以上。以齒輪油為例，該企業(yè)原先使用齒輪油品種為58種，存在著供應(yīng)商多、產(chǎn)品型號(hào)不規(guī)范、甚至存在使用淘汰產(chǎn)品等現(xiàn)象，按照質(zhì)量級(jí)別與黏度級(jí)別相同油品品牌單一化、同類設(shè)備的用油盡量統(tǒng)一和為設(shè)備選擇更合適的潤(rùn)滑油品為原則，對(duì)原先使用的較低質(zhì)量級(jí)別的產(chǎn)品和國(guó)外進(jìn)口品牌使用對(duì)應(yīng)的昆侖產(chǎn)品進(jìn)行替代，簡(jiǎn)化了16項(xiàng)，品種合并優(yōu)化成42項(xiàng)。同時(shí)，對(duì)更換后的油品加強(qiáng)油液監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了從按期換油到按質(zhì)換油的轉(zhuǎn)變。表3列出了該鋼鐵企業(yè)冷軋廠軋機(jī)支承輥更換成昆侖KG220齒輪油后的油液監(jiān)測(cè)結(jié)果。

表3 某鋼鐵企業(yè)冷軋廠軋機(jī)支承輥使用昆侖KG220齒輪油的油液監(jiān)測(cè)結(jié)果

從表3可以看出：按照換油后3個(gè)月、6個(gè)月和1年進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)油品使用一年后各項(xiàng)指標(biāo)均符合指標(biāo)要求，達(dá)不到換油要求，后續(xù)會(huì)繼續(xù)跟蹤。綜上所述，這些優(yōu)化方案的應(yīng)用減少了能源效耗，提高了資源利用率，大幅度降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油的優(yōu)化方案是根據(jù)設(shè)備潤(rùn)滑的實(shí)際工況，從油品選擇、狀態(tài)監(jiān)測(cè)到對(duì)潤(rùn)滑維護(hù)進(jìn)行全面優(yōu)化整合。通過(guò)油品國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)行油品歸并簡(jiǎn)化、實(shí)施按質(zhì)換油和加強(qiáng)潤(rùn)滑管理等方式，可減少油脂消耗、降低用油成本、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，對(duì)提高設(shè)備潤(rùn)滑管理水平具有重要意義。

[1] 楊俊杰，周洪澍. 設(shè)備潤(rùn)滑技術(shù)與管理[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社, 2008.

[2]陳光福. 重鋼潤(rùn)滑油品種優(yōu)化與整合[J]. 重鋼機(jī)動(dòng)能源, 2014, 26( 4) : 34-36.

[3]李軻，劉俊. 火電廠設(shè)備用油品優(yōu)化方法探討[J].潤(rùn)滑與密封, 2016,41(10):138-140.

[4]陸喜勝. 鋼鐵企業(yè)設(shè)備用油專業(yè)化管理探究[J].中國(guó)冶金, 2016,26(10):90-93.

[5]王沛沛，李軻，毛文江.火電廠油品優(yōu)化整合探討[J].潤(rùn)滑與密封, 2016, 41( 1) : 138-140.

[6]屈智煜，劉銳銘，秦鶴年.如何做好潤(rùn)滑油的采購(gòu)、應(yīng)用與管理工作[J].潤(rùn)滑油，2008，23(3)：29.

[7]程樹(shù)林，黃志堅(jiān)，毛寧. 進(jìn)口冶金設(shè)備潤(rùn)滑油脂國(guó)產(chǎn)化探討與實(shí)踐[J].潤(rùn)滑與密封，2004(6):105.

[8]李平.潤(rùn)滑油混溶性試驗(yàn)方法的研究[J].潤(rùn)滑油與燃料，2010，20(1)：37.

[9]張業(yè)建，高堅(jiān).鋼鐵行業(yè)潤(rùn)滑油脂技術(shù)管理分析[J].冶金設(shè)備，2012，195(s1)：169-170.

[10]龐樹(shù)民，楊新強(qiáng).潤(rùn)滑油狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在設(shè)備管理中的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2013(4)：59-61.

[11] 關(guān)衛(wèi)東，王琴，文海. 風(fēng)電潤(rùn)滑的優(yōu)化管理[J].風(fēng)能，2011(9)：76-78.

Exploration on Oil Optimization Management of Iron and Steel Enterprise Equipment

ZHOU Kang, ZHANG Kuan-de, YAO Yuan-peng, MI Li-ping, WANG Yu-ling

(PetroChina Lanzhou Lubricating Oil Ramp;D Institute, Lanzhou 730060, China)

There are many problems of oil being used in iron and steel enterprises，such as a wide variety of species，the unreasonable selection of the oil type and the weak management for the process technology. Therefore, it is necessary to optimize the equipment oil for iron and steel enterprises combination with the operation conditions of the equipment，so as to minimize the oil type, optimize the equipment lubrication and reduce the cost. This can be achieved by regulating the oil type, monitoring the oil liquid and enhancing the lubrication management. On the premise of ensuring the normal equipment operation, the optimization can further extend the life of grease and equipment, reduce the times of failures and downtime, and lowering the costs of production and spare parts. It can also give some reference to iron and steel enterprises' lubricant technology management.

iron and steel enterprise; oil optimization; reducing the cost; equipment lubrication

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.06.004

1002-3119(2017)06-0019-04

TE626.3

A

2017-06-02。

周康，碩士，工程師，2013年畢業(yè)于蘭州大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)主要從事工業(yè)潤(rùn)滑油油品研究開(kāi)發(fā)工作。E-mail：zhoukang_rhy@petrochina.com.cn