1080m3高炉炉顶干油润滑站电气控制系统故障分析与改进

陈龙飞

摘 要：本文主要介绍了国内某钢厂炼铁高炉炉顶干油润滑电气控制系统存在的问题与不足，通过分析、研讨、制定改造方案和实施后，设备的稳定性和润滑效果得到明显改善，为高炉生产的稳定顺行创造了有利条件。

关键词：高炉；润滑；故障；改进

中图分类号：TF325 文献标志码：A

0 概述

炉顶干油润滑系统负责给高炉炉顶设备提供油脂，保证炉顶设备润滑正常，减少机械磨损，延长机械设备使用寿命，确保高炉上料系统及布料系统设备稳定运行。需要润滑的炉顶设备主要包括：布料系统的关键设备——气密箱以及均压阀、放散阀、柱塞阀、上密封阀及料流阀等各个阀体。如果炉顶干油站润滑系统出现异常，将使炉顶设备的润滑效果得不到保证，造成下密、料流轴封进灰导致窜风泄漏或气密箱齿轮轴承缺油，严重时将损坏不能正常转动，导致高炉慢风或休风。

1 现状分析

在1080m3高炉年修之前，炉顶干油站润滑系统未改造，系统因频繁出现故障而造成打油设备长时间停机，润滑效果无法保证，对炉顶各设备造成了不同程度的损坏。

原因分析：原干油润滑系统的启动、停止及换向等动作，完全依靠从炉顶现场反馈回的压力信号进行控制，负责发送压力反馈信号的液压元器件，即压力继电器工作情况的好坏，决定了整个干油润滑系统能否可靠、稳定运行。因压力反馈信号不稳定且无指示，不能确定压力反馈信号的真假与大小，而且压力信号的调整全凭检修人员感觉进行，毫无精确性，导致整个干油润滑系统的工作性能极不稳定，炉顶设备的润滑效果较差。虽然经过多次调整及多次更换压力继电器，但仍未收到良好的运行效果。

2 改造思路与可行性分析

通过上述分析，要想保证炉顶干油润滑系统工作性能的稳定，炉顶设备润滑效果的可靠，最直接、最可靠的解决方案就是检测每一个润滑点的润滑脂流量，通过对润滑点进入润滑脂流量的多少就可判断其润滑效果的好坏。从而保证炉顶设备得到可靠润滑，确保高炉上料系统和布料系统的正常运行，为高炉生产顺行奠定坚实的基础。

经过与生产厂机动科及生产车间技术人员技术交流，并召开专题研讨会，以及联系液压润滑厂家进行技术咨询，一致认定由北京中冶华润科技发展有限公司研制开发的新一代智能润滑专利产品（ZDRH—2000型智能集中润滑系统）能够解决目前存在的问题。

该智能集中润滑系统具有如下技术优势：

（1）采用微电脑技术与可编程逻辑控制器相结合的控制方式，以SIEMENS S7—200系列可编程控制器作为主要控制元件，通过网络与上位计算机的连接进行实时监控，润滑状态一目了然。

（2）现场给油分配直接受可编程控制器的控制，每点每次给油量大小、给油循环时间长短均能自动控制，且能方便地进行调整。

（3）流量传感器实时检测每个润滑点的运行状态，如有故障及时报警，方便检修人员快速、准确判断和处理故障点。

（4）操作人员可根据设备各点的润滑要求，通过文本显示器远程调整供油参数，以适应润滑点的不同润滑要求。

3 改造方案

3.1 联系北京中冶华润科技发展有限公司，说明现场使用要求，定稿设计方案，订购ZDRH—2000型智能集中润滑系统。

3.2 ZDRH—2000型智能集中润滑系统到货后，组织有关人员学习技术资料，熟悉、掌握该系统的工作原理及控制方式，了解工作性能。

3.3 拆除原炉顶干油润滑系统，并运至废旧设备存放区。

3.4 利用汽车吊或卷扬设备将新型炉顶干油润滑设备放置现场，并固定就位。

3.5 按照设计图纸完成电气接线及管道安装工作，分别对新系统的控制回路、主回路及逻辑程序部分进行调试。

3.6 在不加润滑油脂的情况下，对新炉顶干油润滑系统进行模拟联动试车。

3.7 添加润滑油脂，调整供油参数，检查炉顶设备润滑效果，至满足生产工艺要求。

4 方案实施

提前编制完成润滑系统改造实施方案，利用1080m3高炉年修机会按照施工网络计划对原炉顶干油润滑系统进行改造。

4.1 高炉完全休风后，炉顶各设备停止动作，在允许原炉顶干油润滑系统停止运行的前提下，将原炉顶干油润滑系统停机，并释放润滑管道中介质压力。

4.2 将原炉顶干油润滑系统处于低配室内的电源分断，为防止他人误操作造成送电后检修人员发生电气伤害事故，将空气开关出线侧的电缆头拆除，并悬挂“禁止合闸”标识牌。

4.3 拆除原炉顶干油润滑系统，包括电气控制柜及电缆线路、润滑泵、加油泵及各路供油管道等。

4.4 安装新润滑系统的液压部分，包括：固定润滑点，敷设润滑脂输送及分配油管，安装电磁给油器控制箱，安装固定油站（两台润滑油泵、1台加油泵、压力传感器及压力表等）。

4.5 安装新润滑系统的电气部分，包括：（1）安装电磁给油器控制箱，敷设电气控制线路并接线；（2）安装固定主控设备（包括 DC24V 及 AC380V电源、西门子S7—200可编程控制器及扩展板、压力显示及控制系统、供油参数调整与显示系统、油站控制及保护系统、控制润滑点执行系统等）并接线；（3）敷设油站的电气控制线路并接线。

4.6 分别核查新的炉顶干油润滑系统的液压部分及电气部分，检查确认无误后，恢复低配室电源接线，对控制线路单独进行试车，检查主回路控制部分是否正确。

4.7 控制线路试车正常后，在润滑油箱内不加油的情况下，测试润滑泵及加油泵，查看转向是否正确。

4.8 模拟测试，检查逻辑控制部分是否正确。（1）手动：模拟供油过程中压力下限信号到来，润滑泵应自动启动；模拟压力上限信号到来，润滑泵应自动停止。（2）自动：模拟液位下限信号到来，加油泵应自动启动；模拟液位上限信号到来，加油泵应自动停止。

4.9 高炉大修完毕，加入润滑油脂到油箱中，通过润滑泵将油脂泵送至各设备加油点，在高炉开炉前对新干油润滑系统进行打点测试，如有问题及时检查消缺，至新系统符合设计及现场使用要求。

5 实施效果

炉顶设备动作频繁程度不同，润滑油需求量也具有差异化，将需求量相近的设备归为一个区间，划分炉顶设备为若干区间，改造后的干油润滑系统，可针对各区间分别设定润滑循环间隔时间，以适应不同设备的润滑要求。

另外，新干油潤滑系统还增加了润滑效果的微机动态监控画面，能直观地显示各润滑点的实际润滑效果，在设备自动运行过程中，每一个润滑点供油时，主控系统能显示润滑点正在供油与供油时间及供油状态，系统进入循环间隔时间后，主控系统显示间隔时间倒计数值，以便清楚当前设备运行状态。

每一次运行后，主控系统都会自动记录下故障信息等一些数据，以便管理和维护。压力调节系统随时显示和控制系统供油压力并反馈至主控系统，如系统出现油压过高的故障时，压力控制系统动作，油泵停止工作，从而保护了油泵、管道及设备。

在设备出现故障时，主控系统采取措施进行处理，当措施无效时，向上位计算机发出故障请求信号，以便检修人员来进行相应处理。

实施改造后，新干油润滑系统的工作可靠性和润滑效果较改造前都有了很大程度的提高和改善。改造后的炉顶干油润滑系统由于系统运行稳定、可靠，给油（脂）量调整方便，故障点容易查找，维护量少，大大减少了人工劳动强度，避免环境污染和油脂浪费，延长了设备使用寿命，效益可观。

参考文献

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[2]高钦和.可编程序控制器应用技术与设计实例[M].北京：人民邮电出版社，2004：50-107.

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[4]北京中冶华润科技发展公司，ZDRH-2000型智能集中润滑系统使用说明书[Z].

[5]西门子S7-200编程手册[Z].