在線油品監測系統在軋鋼廠的應用

郭玉暉

（吉林鑫達鋼鐵有限公司設備部）

摘  要：高線軋機組具有高速、重載、運行精度高以及作業環境惡劣等特點，而油膜潤滑系統進水是高線軋機管理永遠的痛，如不能及時發現及處理系統進水問題，往往伴隨而來的是油品乳化、潤滑不良軸承磨損、外來污染物導致油品清潔度降低、過濾器頻繁堵塞壽命短、軸承燒損故障停產造成巨大損失等。所以及時發現潤滑油系統進水是解決高線軋機組進水問題的第一步，也是至關重要的一步。

關鍵詞：軋機進水；乳化；分析；潤滑系統進水；在線油品監測

0  前言

高線設備管理的一大難題就是軋機油膜軸承潤滑系統進水問題，不論是進口設備制作商，如 Morgan，Danieli，SMS 公司設備，還是國產的哈飛，哈廣旺等公司設備，都存在軋機進水問題，造成設備運行的極大隱患。當前采用的軋機進水查找方法，通常是監控潤滑系統的油品顏色，以及停機檢查精軋機組的箱體內，是否存在冷凝水等情況，判斷是否有進水問題。這種方法都屬于被動式檢查模式，在時間上不具備及時性，同時無法判斷哪一架軋機進水，查找的準確度也不夠，因此往往當系統大量進水以后，才發現有進水問題，不得不停機查找軋機進水來源并處理。由于進水量達到一定數量后，油品乳化的速度加快，油品分水的難度加大，軸承和齒輪的磨損速度明顯加快。因此，有效的做出進水的檢測，可以減少油品、軸承和齒輪的消耗量，節約成本。

1  項目介紹

在線油品分析系統是殼牌集團面向工業4.0開發的“殼智慧工業物聯網（IIOT）智能解決方案”中的重要一環，是結合傳感器技術與物聯網技術，以實現油品在線監測分析，提升油品使用周期、降低油品消耗、提高設備使用效率和生產效率為目的新興技術方案。我廠經過考察和對比，決定以軋鋼二線為試點，實施、投入使用該系統，用來及時發現、處理軋機油膜系統進水及污染問題，達到降本增效的目的。

2  項目實施前現場狀況

項目實施前我廠采用離線取樣檢測方法，取樣方法不同時，檢測結果差異較大，不能反映油品的真實狀態，且時效性較差，無法為設備起到預檢、預休作用。與大部分高線生產廠相同，由于油膜潤滑系統進水情況發現不及時，經常會導致以下情況發生：

（1）齒輪、軸承等設備磨損，使用壽命下降；

（2）油品污染、造成清潔度下降；（見圖1）

（3）生產線設備進水發現不及時，油品乳化現象時有發生；

（4）軸承燒損故障停機，損失巨大。

圖1  油品對比圖

3  系統實施方案

3.1  系統主要設備設施安裝方案

（1）在預精軋、精軋共14架軋機回油管安裝溫度及含水率傳感器，監測軋機進水及溫度情況；

（2）在粗軋、預精軋、精軋油箱油品過濾裝置后安裝顆粒度傳感器，監測整體油品清潔度；

（3）在液壓工作站或控制中心安裝報警監測工控機，與傳感器控制箱直連，離線實時監測油品狀況，對超出溫度或含水率閾值的軋機報警提示，并確保網絡中斷時，可使用離線設備監測油品情況。

        （1）傳感器安裝              （2）顆粒度傳感器安裝             （3）現場監控

圖2  油品在線分析現場安裝圖

3.2  系統在線監測方案

傳感器數據通過網關設備上傳至云端服務器，在云端進行數據處理實現以下功能：

（1）手機微信小程序報警,對溫度和含水率超過閾值或數據異常故障的設備，發送微信消息報警，及時提示維修人員查看；

（2）通過手機微信小程序查看各個傳感器二十四小時內的數據及曲線變化；

（3）通過網頁端查看所有傳感器數值情況及24小時曲線，并能導出指定傳感器的歷史數據；

            （1）微信小程序                 （2） 微信報警                （3）手機查看曲線

                                           （4）網頁端在線監控

圖3  系統在線監測組成

4  系統實施效果與數據分析方法

（1）工控機作為離線數據儲存端，提供了最全面的數據及分析辦法，其中包括：

①聲光報警功能，系統針對傳感器溫度或含水率超過閾值的設備發出聲光報警，及時提示相關人員查看異常情況；

②8小時區域內數據曲線橫向對比，通過觀察同區域傳感器近期含水數據曲線，分析單個數據明顯異常傳感器，對區域內整體含水率曲線的影響，判斷該設備是否進水。（見圖4）

③指定區域傳感器的溫度及含水率歷史數據導出或生成曲線進行橫向對比，查找設備開始進水時段、規律等，精確定位進水設備、輔助排查設備具體進水點。（見圖5）

圖4  8小時區域曲線對比圖                   圖5  指定傳感器歷史曲線對比

（2）微信小程序提供傳感器異常遠程報警功能，對含水率超標的設備，每4小時發送一次報警信息，并可通過實施監控功能查看各個傳感器24小時的曲線變化，更方便快捷的協助維修維護人員確定進水設備。

（3）網頁端可同時對比傳感器的溫度和含水率曲線（見圖6），當設備進水時往往伴隨著溫度的異常升高，且溫度升降趨勢與含水率趨勢成對應關系，可通過溫度變化趨勢配合含水率趨勢確定進水設備及進水時間。

圖6  網頁端溫度與含水率數據曲線對比

5  結語

在線油品分析系統投入使用的數月來切實的為我廠監測油品狀況，及時發現設備進水提供了有效的助力，并能協助現場人員精確定位進水機組，極大程度的縮小了進水點的排查范圍。系統同時提供了油品清潔度監測功能，執行NAS清潔度標準實施監控油品清潔度，為使用人員全面分析和掌握油品情況提供了數據依據。

    在線油品分析系統通過科技手段，解決了不能及時發現油膜潤滑系統進水問題，同時縮小了進水點排查范圍，為處理高線軋機組進水問題踏出了漂亮的一步。配合現場人員的及時響應與處理，通過有針對性的排查具體進水點，切斷進水來源，切換郵箱，更換濾芯等操作，以保證油膜潤滑系統低含水率、高清潔度運行，可以有效提高潤滑油和軸承的使用壽命，減少了維護和換油費用的同時，也減少或避免了因軸承燒損導致故障停機的情況出現，促進我廠的降本增效工作又向前邁進了一步。