離線式過濾器在水泥廠的應用前景

西西延森過濾器（天津）有限公司

油精密過濾器起源與應用

伴隨著設備精度，速度，可靠性，更長的生命周期和更低的能耗要求，生產優化需求在持續上漲。所有這些方面都指向更高的油維護成本上，因為研究表明，80%的油相關機械故障是油污染造成的。

水泥廠的各種機械潤滑應用中，油污染等級絕對是最高污染水平。油進入系統元件接觸表面，可以被視為人體血液一樣必不可少，維護油和機械元件性能是至關重要的。

在液壓或者潤滑系統中，主要目標就是保證油的干燥潔凈，這樣才能實現保護機械元件，確保可靠性生產。因為設備停機成本和產能損失成本都是非常高的，例如一個液壓系統的伺服閥故障可以停止整條生產線。

次要目標就是通過延長零配件壽命來降低系統運行成本，當然其中也包括延長油壽命，以確保與系統生產性能相關的經濟收益。

在大多數油系統中，您會發現泥沙顆粒物尺寸都在2-7微米，這些2-7微米的泥沙顆粒物就是磨料，在伺服閥里面，他們會卡在閥柱塞和外殼間隙之間；在活塞泵里面，他們會卡在活塞和氣缸之間。結果就是磨料磨損，使得設備磨損速度比設備制造廠預估速度倍增長。

大量肉眼可見的顆粒物，從軸封、活塞和其他襯墊進入油系統，如果油箱呼吸過濾器能力不足的話，此處也會是顆粒物注入點。因此油維護必須減少運動元件間隙表面的顆粒物數量，這樣才能減小磨料磨損風險。表1為機械元件典型的動態油膜厚度。

表1　機械元件典型的動態油膜厚度

什么雜質需要從油中過濾掉？

固體顆粒物，尤其是油膜間隙尺寸的顆粒物傷害性最大，因為他們能加速泵、閥、軸承和齒輪磨損，這些顆粒物尺寸通常小于10微米。油里面的磨損金屬是加快油降解的催化劑。

水，因為油中的水可以造成的損害，例如泵、齒輪和軸承里面的微點蝕和氫脆化。水也是生銹和油降解的催化劑，油降解會產生清漆。水也能造成細菌滋生和油泥（尤其在柴油里面，俗稱柴油蟲）。

氧化物/清漆，油降解后產生氧化物和清漆，這會顯著縮短油壽命，同時生成大量的酸。油降解形成軟性污染物，析出后形成清漆和油泥，沉淀在油系統內低溫區域，會粘在閥上，堵塞熱交換器，同時因為產生“砂紙效應”而加速設備磨損。

酸，油降解過程中生成酸，酯基液水解變質會生成酸，或者柴油/汽油燃燒殘留物也生成酸。見圖1所示。

圖1　四種類型油污染物

離線式油過濾

在線壓力過濾器安裝在主泵與敏感機械元件之間，是最后一道防護線，在線過濾并不能獲得油目標清潔度等級，因為主泵的停機/啟動會造成壓力震動，每次啟停主泵會釋放出大量已經被過濾器濾芯截流住的顆粒物，然而，壓力過濾器作為在線過濾的最后防線仍然是非常重要的。

從原理上考慮，離線油過濾器安裝可以比作恢復腎功能的透析機械設備。過濾器有自己的循環泵，在系統油箱上持續地獨立循環過濾。

離線安裝對于油過濾器來說，是唯一適宜的安裝方式。因為離線泵可以支配過濾流量，根據過濾密度選擇泵流量，流量可以保持非常低。只有低流量才能使用精密過濾濾芯，例如3微米；高精度過濾結合濾芯高納污能力，除水可以使用濾芯吸收，如果需要的話，持續凝結分離水也是可以的。

離線過濾器需要持續過濾，這樣可以避免壓力震蕩風險。

在水泥設備停機期間，離線油過濾器仍然可以24小時不間斷過濾，使系統油清潔度和油箱油清潔度都可以保持在非常干凈的水平，水泥設備就可以順利開機。這能避免俗稱的“星期一上午綜合癥”。

圖2 離線式過濾器安裝示意圖，從油槽底部排污口抽油，過濾后干凈油從油箱頂部加油口返回到油箱，24小時不間斷過濾凈化，使用油箱現有接口

何時推薦使用離線式油過濾器？

當油清潔度沒達到最佳狀態，例如水泥磨或生料磨，齒輪或軸承潤滑成本上漲時，推薦使用離線油過濾器。

使用離線油過濾器可以達到以下目標∶

· 保證機械元件和油箱非常干凈，無需沖洗和人工清潔；

· 減少在線過濾器壓力載荷，使得在線過濾壽命盡可能延長（緩解在線壓力）；

· 過濾掉四種污染物（顆粒物，水，清漆，酸），也有可能使用特殊設計過濾器；

· 油系統元件的最佳保護，提升和維護系統油清潔度水平。

離線油過濾器的使用效益∶

· 最大化提升操作穩定性和可靠性，減少停機時間；

· 最大化實現機械精度和重復性；

· 延長零配件和油壽命來降低服務和維護成本；

· 離線式油過濾器可以確保油系統狀態穩定，用最低的成本達到最佳油清潔度。

如何做系統故障診斷？

這不是新說法，全球水泥廠都在做的就是油檢。油液檢測和人看病驗血是一個道理，油液中的成分可以清楚告訴客戶，設備的故障在哪里。

定期取樣送檢，如果條件允許的話每3個月送檢一次，最高送檢周期不要超過1年。做檢測報告趨勢分析是最佳選擇，趨勢分析告知客戶的信息量是最大的。設備磨損是否正常？油添加劑消耗是否正常？含水量是否正常？良好的檢測報告可以有效幫助客戶預防設備故障。中國的水泥廠需要把設備維修理念提升到預防維護水平（表2、3）。

表2　推薦取樣周期

表3　油分析- C.C.JENSEN推薦最低檢測項目

ISO 19/17/14，近似轉換成NAS 8，這是國際標準。

事實上，所有交貨到用戶現場的油或者客戶即將上線使用的新油都達不到零配件對油污染度的要求，因為包裝、運輸、現場存儲條件等這些綜合因素會給油帶來二次污染，二次污染是不可避免的，很多國際品牌交貨的新油，能達到NAS10已經是很好狀態了，實際上很多上線使用的新油，污染度已經超過NAS12，這種現象非常普遍。

零配件壽命

任何零配件達到設計壽命，都是有前提條件的，包括泵、軸承、齒輪箱、在線壓力濾芯、閥等等。

以軸承為例，當油中含水量達到2500ppm,軸承壽命只達到設計壽命的20%；在線濾芯壽命是以截留的污垢量來計算的，通常在線濾芯截留200g左右污垢則需亞更換；伺服閥、比例閥要求油污染度達到NAS5；工業齒輪箱軸承對油污染度的要求是ISO 17/15/13，這里您會發現，很多系統元件對污染度的要求，即使交貨的新油都無法滿足。

當水泥廠面對降成本壓力時，需要增加離線式精密過濾器，進行高精度凈化處理。

何時換油

很少有水泥廠因為油理化指標不合格而換油，大部分水泥廠使用10000小時后被迫換油，因為油重度污染，油中有大量硅，鋁，鐵，銅，鋅等磨損顆粒物，這些磨損顆粒物以及粉塵污染顆粒物尺寸不等，常規來說，即使重度污染的油，50微米以上顆粒物也是非常罕見的，事實上，液壓油、齒輪油維護好的話，壽命甚至可以達到60000小時以上。

當油理化指標合格時，不需要換油，凈化即可！

至于油能否繼續使用，這里給大家推薦一些檢測手段，以進一步了解油性能。

齒輪油檢測手段：外觀，運動黏度 /40/100攝氏度，開口閃點，傾點，TAN 總酸值，水分，銅片腐蝕，泡沫特性，光譜元素分析，燒結負荷，鐵譜磨損分析。

液壓油檢測項目包括：外觀，運動黏度 / 40/100攝氏度，開口閃點，抗乳化性，TAN 總酸值，水分，銅片腐蝕，泡沫特性，光譜元素分析，最大無卡咬負荷（PB），鐵譜磨損分析。

檢測單位：中國水泥工程潤滑技術中心，即廣州機械設備研究院。

常規來說，3年以內的油檢測基本項目即可，超過3年的油是否需要更換，建議增加檢測項目。如果設備磨損嚴重，則油老化速度加快，甚至添加劑元素會吸附在磨損顆粒物上，有的添加劑還有可能被水帶走，加速添加劑消耗速度，客戶需要根據實際情況，酌情考慮檢測項目和檢測周期。

C.C.JENSEN的專業性目標

C.C.JENSEN是全球第一家專業從事離線過濾器的生產廠家，總部在丹麥，根據公司64年的專業經驗，只有高精度“濾芯”過濾技術才能有效攔截10微米以下顆粒物，其他過濾技術，中國的水泥廠最常見使用的是真空式過濾，離心式過濾，這種過濾原理，包括一切國內和國際品牌，都不能實現高精度過濾，不能有效截留10微米以下顆粒物，這需要結合不同過濾技術原理，而并非貶低之詞。

大多數水泥廠對使用濾芯有所忌憚，原因就是濾芯更換成本！

一個CJC濾芯，直徑27cm，高度27cm，可以容納4kg污垢，這是全球濾芯納污能力最高水平。

液壓系統更換濾芯是正常損耗，因為液壓系統密封條件好，承載壓力小，設計合理的CJC過濾器，在液壓系統上，每年更換一次濾芯即可，這個成本非常好計算。

壓力最大的地方還在于減速機齒輪油，高粘度油，重載，密封不良，生產工況惡劣，大量污垢從外界注入等，使減速機年維護費用過高，這已經不是簡單的油過濾凈化問題，而是潤滑管理水平提升問題。中國水泥客戶需要的是潤滑管理方案。

任何一項新技術應用的前提條件就是：降成本！

西西延森公司愿意同中國水泥協會，中國水泥潤滑工程技術中心，水泥設計研究院以及所有水泥設備零配件廠家共同努力，致力為中國水泥行業節能減排，降低成本，貢獻一份力量！