新型智能潤滑系統在焦化行業的應用

王世俊

（安陽鋼鐵股份有限公司，河南安陽 455004）

0 引言

由于干油（潤滑脂）具有較高的承載能力和更好的阻尼減震能力，干油潤滑在重型工業設備上的運用越來越廣泛，潤滑方式也越來越先進。特別是在生產系統更為線性、設備一致性更強的軋鋼生產線，干油潤滑的發展和推廣特別快，先后經歷了單體潤滑、單線集中潤滑、雙線集中潤滑和智能潤滑的發展階段[1]。國內大型鋼鐵企業的軋鋼生產線基本上都完成了干油智能潤滑的改造，效果良好。

焦化行業由于設備多樣性且設備較為分散，特別是焦爐移動機械（裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車），干油潤滑的發展十分緩慢，仍停留在集中潤滑甚至單體潤滑階段，有大量設備沒有安裝自動潤滑系統，還需要維修工定期進行更換潤滑脂，設備維護效率低下、費時費力，急需進行智能化改造。

1 焦爐移動設備的特點

1.1 移動性

與軋鋼生產線相比，焦爐移動設備并非固定在一個基礎上，而是一直處于移動狀態，且一套焦爐系統配備的兩臺裝煤車、兩臺推焦車、兩臺攔焦車、兩臺干熄焦罐車和一臺濕熄焦車互不聯系，因此很難在地面上建立潤滑基站同時對所有移動設備進行潤滑控制。

1.2 多樣性和分散性

與軋鋼生產線設備單一的運轉模式相比，焦爐移動設備需要完成走行、推焦、平煤、清掃、機構進退、閘門開閉等多種動作，因此設備豐富多樣，且同一類設備又存在很多型號，因此潤滑脂的供給量也各不相同。為完成設備不同點位潤滑脂的供給計算、分配、執行，需要控制系統有很強的運算能力。

軋鋼生產線是單線式的，潤滑脂管路隨生產線分布即可，而一臺空間有限的焦爐移動設備為了完成多種功能，需要保證結構的緊湊，各單體設備會散亂分布在車輛上的各個角落，設備的分散導致潤滑系統計算量的增加。

1.3 工作的間歇性

裝煤車、推焦車、攔焦車各有兩臺，互為備用，一臺工作的時候另一臺停機維護，這時如果繼續潤滑將造成浪費。

1.4 環境惡劣

焦爐移動設備安裝在焦爐爐頂、機側和焦側，由于緊靠焦爐，存在環境溫度高、粉塵量大、荷載大、室外安裝等問題，對潤滑的密封性、耐腐蝕性要求極高。

2 建立標準的智能潤滑系統

焦爐移動設備的潤滑系統是由標準的智能潤滑系統改進而來，因此需要先建立標準的潤滑系統。

標準潤滑系統最基礎的部分是潤滑油泵、給油管路和電控分油箱（電磁給油器）；在此基礎上配套電氣控制柜，實現自動啟停油泵和電控分油箱，實現自動化；然后將電氣控制柜接入計算機，通過計算機控制給油周期和給油時長（加油量），實現遠程控制和監控；最后不斷開發和升級程序，通過精確分析需潤滑設備的結構，采集潤滑點、油泵、線路、控制柜等各部位信號，自動分析調整潤滑數據，實現智能化（圖1）。

圖1 焦爐移動設備智能潤滑系統基本結構

3 針對性智能潤滑系統升級改造

3.1 小型化改造

（1）針對焦爐移動設備的移動性，拋棄原始的地面潤滑基站，將智能潤滑系統的電氣部件高度集成，減少控制線路，縮小各部分體積，最后安裝在焦爐移動設備上，跟隨焦爐移動設備一同移動。

（2）改變受電方式。由于要與焦爐移動設備同時移動，不能從地面配電室取電，需要從焦爐移動設備上取電，因此需要對焦爐移動設備的供電系統進行擴容和改造。另外，有些焦爐移動設備的供電電壓為特殊的660 V，因此需要變壓后再為潤滑系統供電。

3.2 采用星形拓撲結構

針對焦爐移動設備的分散性，改變原有的環形拓撲結構為星形拓撲結構。

軋鋼系統一般采用環形拓撲結構，該結構除控制系統外，潤滑泵和電磁給油器依次順序連接，最后首尾相連，形成一個閉合的環形鏈路[2]。在這種結構中，所有的通信共用一條物理通道（圖2）。環形拓撲結構的優勢是方便管理和調節，可一次調節線路上所有點位的參數，特別適合軋鋼系統整條線路的潤滑，這是因為軋鋼線路上每個支輥的工作狀態相同，潤滑周期和潤滑量也相同。但該結構有一個缺點，就是不能滿足個性化的設定，不能針對不同的工況條件設定不同的參數，因此不適用焦爐移動設備。

圖2 智能潤滑的環形拓撲結構

星形拓撲結構由中央節點和各個站點組成，整個網絡由中心節點執行集中式通行控制管理，也可對不同點位做出不同的設定，如圖3 所示。

圖3 智能潤滑的星形拓撲結構

焦爐移動設備智能潤滑采用星形拓撲結構，可以將各潤滑點獨立起來，方便根據各點不同的潤滑要求設置程序，電磁給油器按照實際所需的油量和周期供油，有效避免潤滑不良或潤滑過度。

3.3 自定義區域潤滑

針對焦爐移動設備的多樣性和工作間歇性，對智能潤滑系統的控制系統進行升級改造，實現自定義區域潤滑的功能。

由于給油箱潤滑點就近安裝，必然存在多個不同功能設備塊交叉共用同一個或多個給電磁給油器（如1 個電磁給油器配置4 個潤滑點），但這些設備塊沒有任何必然的聯系，存在其中一部分工作，另一部檢修或者間歇輪流工作，這時候潤滑系統就要分辨出那些不工作的設備塊，即使潤滑周期到達也不會進行供油，以免造成浪費供油，甚至油脂溢出后污染周邊環境。

自定義區域潤滑簡單來說就是模擬人的思維方式，將區域潤滑的潤滑點分散編號管理，將每個現場潤滑點編入不同的區域內，只對當前正在工作區域的系統進行潤滑。另外設立公共區域，可以編輯非工作時刻仍需要潤滑的點。

3.4 防塵設計

將智能潤滑系統小型化、緊湊型設計，可以安裝到焦爐移動設備的配電室內，實現控制系統的防塵。

由于潤滑泵油箱的容量有限，在潤滑泵前增加補油泵和儲油罐，可以實現潤滑泵油箱的自動補油。儲油罐容積較大，加滿后可以使用較長時間，因此可以減少補油次數，降低雜質進入系統的風險；儲油罐和油箱之間加裝過濾器，油罐加攪拌裝置避免局部抽空的問題。通過以上方法可以實現潤滑脂全程在密閉環境傳遞，達到良好的防塵效果。

3.5 自動控制與手動控制切換

焦爐移動設備正常使用時智能潤滑采用自動運行模式，特殊狀態下需要對某些潤滑點單獨給脂時，可以切換到手動模式。

自動運行時可以按照設定好的量自動地對每個潤滑點逐點檢測，確認油路暢通后逐點供脂，直至所有潤滑點給脂完成，然后進入循環等待時間，循環等待時間結束，自動進行下一次給油過程，整個過程無需人工干預，只要根據潤滑點位的工況條件提前設定好參數即可。檢測出故障時，自動彈出故障代碼，維修人員可以根據故障代碼快速判斷故障點和故障類型，及時處理故障。

手動運行是一種特殊操作，一般在檢修過程或非正常生產的情況下使用。如檢修時更換焦爐移動設備上的某個運轉部件，更換完畢后，油路和新部件內沒有潤滑脂，需要手動給脂直至注滿，然后再調回自動運行模式。手動操作時只需要在觸摸屏的手動控制畫面上輸入潤滑點號，然后點擊手動控制即可。

改造后的控制界面如圖4 所示。

圖4 焦爐移動設備智能潤滑系統控制界面

4 結束語

智能干油潤滑系統是一種自動化程度高、拓展能力強的潤滑系統，焦爐移動設備進行智能潤滑系統的改造和應用后效果良好，不僅提升了焦爐設備的自動化程度，還降低的設備的故障率，保障了生產穩定，取得了較好的經濟效益。