冶金設備與液壓系統的保養與維護

侯振文

（寧波鋼鐵有限公司，浙江 寧波 315800）

冶金設備與液壓系統的保養和維護工作是非常重要的。不過，在實際工作中，很多企業在對設備機械和液壓系統進行維護保養時存在重維護輕保養的問題，導致設備和系統故障發生的概率增加。基于此，該文結合工作實際對冶金設備與液壓系統的保養與維護問題進行分析。

1 冶金機械的維護

1.1 底濾法智能抓渣系統的維護

1.1.1 高爐易地大修爐渣處理系統

水渣過濾有多種不同的方式。機械過濾具有較大的過濾速度[1]，但濾水質量較差（懸浮物≥1000 mg/L）；傳統底濾法雖然濾水質量較好（懸浮物≤30 mg/L），但是過濾速度較小，耗時極長，并且由于采用重力自流方式過濾，水渣含水量也很大[2]，影響了底濾法的推廣。該文研究的虹吸底濾法水渣工藝，不僅環保而且節能。虹吸底濾法水渣工藝以傳統底濾法為基礎，結合傳統底濾法的優點，并且優化其濾層結構，取消了傳統底濾法下部的熱水池，將虹吸水泵直接與濾層內的虹吸管道相接，利用虹吸泵的吸力，使濾池內局部真空，從而將濾池內的渣水抽走。在保證了循環水水質的前提下，極大地加快了水渣脫水速度并降低了成品水渣的含水率。

1.1.2 底濾法智能抓渣系統基本要求

抓渣自動作業系統硬件主要包括中控智能抓渣控制PLC、行車機上PLC、網絡系統、操作員站以及工程師站等。系統可劃分為1套中控智能抓渣控制PLC和4套機上PLC系統。其中中控PLC用于抓渣行車智能化管理；機上PLC系統使用現有的行車設備PLC系統，包括由機上主PLC系統、遠程IO站、編碼器和變頻器組成的網絡。抓渣自動作業系統應用軟件主要包括PLC控制系統、HMI畫面組態軟件、操作員站及工程師站操作系統軟件等。

該文所研究的寧波鋼鐵集團有線公司1號高爐易地大修項目底濾法智能抓渣工程項目監控系統是在Windows 7環境下基于羅克韋爾Logix5000和羅克韋爾FactoryTalk View Studio平臺開發的，操作站為網絡站點模式。為了完成數據采集、傳送、監視、操作、數據處理、3D圖形傳輸以及信息查詢等功能，特別是涉及移動機上數據傳輸的情況，必須保證穩定可靠的網絡通信，所有通信設備采用成熟可靠的產品，形成1套可靠性高、傳輸穩定、快速且互不干擾的網絡傳輸系統。工控機的3D云圖前端處理平臺主要對3D掃描儀獲取的點云數據進行處理，處理完成后通過光纖+無線（熱備方式）將圖像數據發送給設置在主控樓服務器室內的圖形工作站，進行實時云圖及建模處理。具體的網絡架構圖如圖1所示。

1.1.3 底濾法智能抓渣系統主要控制功能

底濾法智能抓渣系統主要控制功能包括本地控制和遠程控制2種，其中遠程模式包括自動操作和手動操作，如圖2所示。

1.1.3.1 本地控制

本地控制用于需要機上操作時選擇，該模式具有最高優先權，模式切換開關位于行車機上司機室。當在機上選擇本地模式后，中控室遠程操作平臺無法操作；當在機上選擇遠程模式后，中控室操控平臺可以操作。

1.1.3.2 遠程控制-手動模式

遠程控制用于遠程手動作業，該模式為中控室操作模式。模式切換開關位于行車機上司機室，在該模式下操作員可以通過設置在中控室的遠程操作平臺進行手動操作。當在機上選擇本地模式后，中控室遠程操作平臺無法操作；當在機上選擇遠程模式后，中控室操控平臺可以操作。手動控制和自動控制的切換開關位于中控室的HMI計算機上，用于選擇手動模式和自動模式。

1.1.3.3 遠程控制-自動模式

遠程模式為中控室操作模式，該模式用于遠程自動作業，操作員可以通過設置在中控室的遠程操作平臺進行自動操作，模式切換開關位于行車機上司機室。當在機上選擇本地模式后，中控室遠程操作平臺無法操作；當在機上選擇遠程模式后，中控室操控平臺可以操作。手動控制和自動控制的切換開關位于中控室的HMI計算機上，用于選擇手動模式和自動模式。

1.1.4 底濾法智能抓渣系統安全策略

1.1.4.1 行車防碰撞控制

大車和大車相撞：主要是考慮行車相向行駛的時候，防止2臺行車相撞。防碰撞程序是通過多次檢查當前速度和當前位置的偏差來設計的，當大車位置偏差小于8.5 m時，速度必須小于0.4 m/s；當大車位置偏差小于10.5 m時，速度必須小于0.6 m/s；當大車位置偏差小于13 m時，速度必須小于0.8 m/s。

圖1 網絡構架圖

圖2 系統主要控制模式

大車和護欄相撞：主要是考慮大車回到初始位的時候，防止大車猛烈地沖擊護欄。防碰撞程序是通過多次檢查當前速度和當前位置的偏差來設計的，當大車與零位位置偏差小于8.5 m時，速度必須小于0.4 m/s；當大車位置偏差小于10.5 m時，速度必須小于0.6 m/s；當大車位置偏差小于13 m時，速度必須小于0.8 m/s。

小車和兩側墻相撞：主要是防止小車速度過快，猛烈地撞擊兩側的墻體，對行車或其他設備造成損害。小車當前位置和兩側的偏差小于3 m時，速度必須小于0.5 m/s。

1.1.4.2 行車設備過載

抓斗過載時，行車會急停，需要手動打開抓斗，釋放掉水渣后，手動閉合，然后再繼續自動抓渣，同時過載信號傳送至中控HMI監控畫面報警，以提醒中控操作人員注意。

受料槽過載指的是受料斗堵料的情況。堵料是通過抓斗卸渣后，根據皮帶電流的變化來判斷的。卸渣后，如果皮帶電流一直不能達到運渣時電流的平均值，則判斷為堵料了；一旦皮帶電流超過運渣時的平均電流則自動復位。如果堵料時間持續9 min（即3次卸渣時間）還未復位，行車會急停。

1.1.4.3 緊急停機設計

在整個智能抓渣控制系統中，行車的控制安全尤為重要，因為行車是高空作業，風險等級特別高，一旦出事帶來的損失巨大，因此在危險的時候能夠及時停下行車至關重要。以下幾種情況都會急停：任何時候拍下現場或者中控的急停按鈕，對應行車都會及時停止；有人打開安全門；行車PLC、格雷母線PLC與智能抓渣PLC通信中斷；行車超速；行車抓斗超載；受料槽堵料長達9 min。

1.2 煤氣管道系統腐蝕控制維護

1.2.1 煤氣管道系統腐蝕機理

酸性水溶液會給金屬管道、閥門等帶來酸性腐蝕。高鹽煤氣冷凝水作為電解液，管道壁的鐵元素和其他元素作為原電池，導致電化學腐蝕。

1.2.2 煤氣管道系統腐蝕控制

高壓煤氣管道及補償器底部焊縫和低壓煤氣管道焊縫（全徑向腐蝕）及在線補償器、閥門、流量計等容易出現大量泄漏點。造成該部位泄露的主要原因及處理措施有以下4點：1） 工況比較惡劣，高爐煤氣含水量、氯離子含量過高，酸性強，腐蝕嚴重。未經噴堿塔洗滌之前的煤氣管道的腐蝕尤其嚴重，解決方法是在高爐煤氣管道上設置噴堿中和脫氯裝置。用噴槍將堿液和軟水混合液體以霧狀噴入管道，中和煤氣內的酸性離子，脫除氯離子。通過對煤氣管道內冷凝水pH值的測量，控制系統自動調節噴堿量，減少酸性氯離子對煤氣管道的腐蝕。2） 煤氣管道排水器設置不足，導致內部積水較多。處理方法是增加排水器配置數量，減少管道積水。3） 插板閥、補償器等設備本體質量問題多，原因是不銹鋼材質未按要求選用254SMO不銹鋼。處理方法為加強材質質量控制，嚴格按相關要求選擇不銹鋼材料。4） 煤氣管道復合管本體耐腐蝕性能良好，煤氣管道本體材質采用內層254SMO厚度3 mm+、外層Q235B厚度7 mm的復合管。管道對接焊縫的焊接質量不可靠，導致焊縫有漏點。處理方式為按照要求采用內部修補焊條進行修補。

2 冶金設備液壓系統的維護

2.1 油品質在線監測系統功能

油品（例如液壓油、潤滑油）是工業生產尤其是機械設備的命脈，油況的好壞決定著設備的運行效率、可靠性和使用壽命。實踐證明70%～80%的設備事故與油品的污染有關系，由于不能及時發現和處理油品污染、劣化及參數異常等問題，許多設備一直處于亞健康運行狀態，容易引起設備、質量事故，造成較大安全隱患和經濟損失[3]。

油品質在線監測系統主要針對工作油箱內油品顆粒污染度、水分含量等指標，在線定期自動抽樣檢測，檢測結果與設定標準比對，如果超標則會報警。油品質在線監測系統的特點是旁路檢測，不影響生產，檢測數據準確穩定，自動分析判斷、自動報警，并且作為獨立系統，安裝維護方便。

2.2 油品質在線監測系統的應用

油品質在線監測系統可以廣泛應用于電力、冶金、船舶、化工、機械、石油、航天以及軍事設備等油品質監測、記錄及報警中，具體應用范圍包括以下3條：1） 風力發電齒輪箱、液壓站，例如華能風電蓬萊二期風場03#、05#風機主齒，寧波舟山港碼頭某卸船機主減速箱。2） 冶金潤滑站、液壓站，火電汽輪機潤滑站。例如原寶鋼集團某1780熱軋廠油膜軸承潤滑站，寧波某熱電廠02#汽輪機潤滑油站。3） 軍工、船舶，水泥、化工以及機加工等其他領域。

三是1992年，公司實際運轉一開始，就啟動了上市步伐，并向市政府和國家主管證券的劉鴻儒同志作了匯報，獲得批準后于1993年上市，成為深受國內歡迎的優質上市公司。到2000年，三大公司都成為了實際投資七八百億元、資產規模上千億元的公司，實現了朱 基同志當年提出的百億美元級的投資目標。后來的張江高科技園區、花木世紀公園住宅區的開發也都采用了這種辦法。

2.3 系統測試和數據分析

油品質在線監測系統主要包括智能運行功能、在線監測功能、超標報警功能、自動控制功能、在線凈化功能、數據存儲與遠傳功能以及后臺專家診斷與管理功能。

智能運行功能：根據設定參數自動啟、停，無人值守運行。

在線監測功能：油中顆粒污染度、水飽和度、微水含量以及油溫等參數的在線實時監測功能。

超標報警功能：數據采集、分析，超標后自動報警。

自動控制功能：根據數據分析結果，自動控制報警和凈化系統全部或部分的工作運行。

在線凈化功能：自動脫除油中顆粒污染物、水分和氧化物等，保證油品品質。

數據存儲與遠傳功能：現場數據存儲時間大于30 d，有網絡接口或無線傳輸模塊。

后臺專家診斷系統：專用云服務器支持，大數據積累分析，周期性專家診斷意見報告。

以潤滑系統常見故障現象、典型的故障數據庫和模糊控制算法為基礎的分析軟件，及時提供潤滑系統的工作狀態和劣化趨勢的相關信息，生成參數變化趨勢曲線和矩陣圖等進行系統分析，預測設備故障，為設備的維護和管理提供輔助決策。例如換油周期預測、檢修周期預測、提供設備狀態評估根據、振動監測、發熱監測、噪聲監測、設備參數狀態監測以及維修管理等。

3 結語

近年來，隨著冶金行業自動化技術的發展，冶金設備與液壓系統的維護保養也與之前有了很大的區別。冶金企業要將設備機械與液壓系統的維護和保養放在首位，根據實際需求進行維護與保養，提高設備機械與液壓系統的可靠性，延長設備的使用壽命。