1080m3高爐爐頂干油潤滑站電氣控制系統故障分析與改進

陳龍飛

摘 要：本文主要介紹了國內某鋼廠煉鐵高爐爐頂干油潤滑電氣控制系統存在的問題與不足，通過分析、研討、制定改造方案和實施后，設備的穩定性和潤滑效果得到明顯改善，為高爐生產的穩定順行創造了有利條件。

關鍵詞：高爐；潤滑；故障；改進

中圖分類號：TF325 文獻標志碼：A

0 概述

爐頂干油潤滑系統負責給高爐爐頂設備提供油脂，保證爐頂設備潤滑正常，減少機械磨損，延長機械設備使用壽命，確保高爐上料系統及布料系統設備穩定運行。需要潤滑的爐頂設備主要包括：布料系統的關鍵設備——氣密箱以及均壓閥、放散閥、柱塞閥、上密封閥及料流閥等各個閥體。如果爐頂干油站潤滑系統出現異常，將使爐頂設備的潤滑效果得不到保證，造成下密、料流軸封進灰導致竄風泄漏或氣密箱齒輪軸承缺油，嚴重時將損壞不能正常轉動，導致高爐慢風或休風。

1 現狀分析

在1080m3高爐年修之前，爐頂干油站潤滑系統未改造，系統因頻繁出現故障而造成打油設備長時間停機，潤滑效果無法保證，對爐頂各設備造成了不同程度的損壞。

原因分析：原干油潤滑系統的啟動、停止及換向等動作，完全依靠從爐頂現場反饋回的壓力信號進行控制，負責發送壓力反饋信號的液壓元器件，即壓力繼電器工作情況的好壞，決定了整個干油潤滑系統能否可靠、穩定運行。因壓力反饋信號不穩定且無指示，不能確定壓力反饋信號的真假與大小，而且壓力信號的調整全憑檢修人員感覺進行，毫無精確性，導致整個干油潤滑系統的工作性能極不穩定，爐頂設備的潤滑效果較差。雖然經過多次調整及多次更換壓力繼電器，但仍未收到良好的運行效果。

2 改造思路與可行性分析

通過上述分析，要想保證爐頂干油潤滑系統工作性能的穩定，爐頂設備潤滑效果的可靠，最直接、最可靠的解決方案就是檢測每一個潤滑點的潤滑脂流量，通過對潤滑點進入潤滑脂流量的多少就可判斷其潤滑效果的好壞。從而保證爐頂設備得到可靠潤滑，確保高爐上料系統和布料系統的正常運行，為高爐生產順行奠定堅實的基礎。

經過與生產廠機動科及生產車間技術人員技術交流，并召開專題研討會，以及聯系液壓潤滑廠家進行技術咨詢，一致認定由北京中冶華潤科技發展有限公司研制開發的新一代智能潤滑專利產品（ZDRH—2000型智能集中潤滑系統）能夠解決目前存在的問題。

該智能集中潤滑系統具有如下技術優勢：

（1）采用微電腦技術與可編程邏輯控制器相結合的控制方式，以SIEMENS S7—200系列可編程控制器作為主要控制元件，通過網絡與上位計算機的連接進行實時監控，潤滑狀態一目了然。

（2）現場給油分配直接受可編程控制器的控制，每點每次給油量大小、給油循環時間長短均能自動控制，且能方便地進行調整。

（3）流量傳感器實時檢測每個潤滑點的運行狀態，如有故障及時報警，方便檢修人員快速、準確判斷和處理故障點。

（4）操作人員可根據設備各點的潤滑要求，通過文本顯示器遠程調整供油參數，以適應潤滑點的不同潤滑要求。

3 改造方案

3.1 聯系北京中冶華潤科技發展有限公司，說明現場使用要求，定稿設計方案，訂購ZDRH—2000型智能集中潤滑系統。

3.2 ZDRH—2000型智能集中潤滑系統到貨后，組織有關人員學習技術資料，熟悉、掌握該系統的工作原理及控制方式，了解工作性能。

3.3 拆除原爐頂干油潤滑系統，并運至廢舊設備存放區。

3.4 利用汽車吊或卷揚設備將新型爐頂干油潤滑設備放置現場，并固定就位。

3.5 按照設計圖紙完成電氣接線及管道安裝工作，分別對新系統的控制回路、主回路及邏輯程序部分進行調試。

3.6 在不加潤滑油脂的情況下，對新爐頂干油潤滑系統進行模擬聯動試車。

3.7 添加潤滑油脂，調整供油參數，檢查爐頂設備潤滑效果，至滿足生產工藝要求。

4 方案實施

提前編制完成潤滑系統改造實施方案，利用1080m3高爐年修機會按照施工網絡計劃對原爐頂干油潤滑系統進行改造。

4.1 高爐完全休風后，爐頂各設備停止動作，在允許原爐頂干油潤滑系統停止運行的前提下，將原爐頂干油潤滑系統停機，并釋放潤滑管道中介質壓力。

4.2 將原爐頂干油潤滑系統處于低配室內的電源分斷，為防止他人誤操作造成送電后檢修人員發生電氣傷害事故，將空氣開關出線側的電纜頭拆除，并懸掛“禁止合閘”標識牌。

4.3 拆除原爐頂干油潤滑系統，包括電氣控制柜及電纜線路、潤滑泵、加油泵及各路供油管道等。

4.4 安裝新潤滑系統的液壓部分，包括：固定潤滑點，敷設潤滑脂輸送及分配油管，安裝電磁給油器控制箱，安裝固定油站（兩臺潤滑油泵、1臺加油泵、壓力傳感器及壓力表等）。

4.5 安裝新潤滑系統的電氣部分，包括：（1）安裝電磁給油器控制箱，敷設電氣控制線路并接線；（2）安裝固定主控設備（包括 DC24V 及 AC380V電源、西門子S7—200可編程控制器及擴展板、壓力顯示及控制系統、供油參數調整與顯示系統、油站控制及保護系統、控制潤滑點執行系統等）并接線；（3）敷設油站的電氣控制線路并接線。

4.6 分別核查新的爐頂干油潤滑系統的液壓部分及電氣部分，檢查確認無誤后，恢復低配室電源接線，對控制線路單獨進行試車，檢查主回路控制部分是否正確。

4.7 控制線路試車正常后，在潤滑油箱內不加油的情況下，測試潤滑泵及加油泵，查看轉向是否正確。

4.8 模擬測試，檢查邏輯控制部分是否正確。（1）手動：模擬供油過程中壓力下限信號到來，潤滑泵應自動啟動；模擬壓力上限信號到來，潤滑泵應自動停止。（2）自動：模擬液位下限信號到來，加油泵應自動啟動；模擬液位上限信號到來，加油泵應自動停止。

4.9 高爐大修完畢，加入潤滑油脂到油箱中，通過潤滑泵將油脂泵送至各設備加油點，在高爐開爐前對新干油潤滑系統進行打點測試，如有問題及時檢查消缺，至新系統符合設計及現場使用要求。

5 實施效果

爐頂設備動作頻繁程度不同，潤滑油需求量也具有差異化，將需求量相近的設備歸為一個區間，劃分爐頂設備為若干區間，改造后的干油潤滑系統，可針對各區間分別設定潤滑循環間隔時間，以適應不同設備的潤滑要求。

另外，新干油潤滑系統還增加了潤滑效果的微機動態監控畫面，能直觀地顯示各潤滑點的實際潤滑效果，在設備自動運行過程中，每一個潤滑點供油時，主控系統能顯示潤滑點正在供油與供油時間及供油狀態，系統進入循環間隔時間后，主控系統顯示間隔時間倒計數值，以便清楚當前設備運行狀態。

每一次運行后，主控系統都會自動記錄下故障信息等一些數據，以便管理和維護。壓力調節系統隨時顯示和控制系統供油壓力并反饋至主控系統，如系統出現油壓過高的故障時，壓力控制系統動作，油泵停止工作，從而保護了油泵、管道及設備。

在設備出現故障時，主控系統采取措施進行處理，當措施無效時，向上位計算機發出故障請求信號，以便檢修人員來進行相應處理。

實施改造后，新干油潤滑系統的工作可靠性和潤滑效果較改造前都有了很大程度的提高和改善。改造后的爐頂干油潤滑系統由于系統運行穩定、可靠，給油（脂）量調整方便，故障點容易查找，維護量少，大大減少了人工勞動強度，避免環境污染和油脂浪費，延長了設備使用壽命，效益可觀。

參考文獻

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