鋼鐵行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過改革開放40年的發(fā)展，發(fā)生了翻天覆地的變化。40多年來(lái)，為了追趕世界先進(jìn)水平，中國(guó)鋼鐵行業(yè)的工作者從學(xué)習(xí)模仿到自主創(chuàng)新，改變了中國(guó)鋼材嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，鋪陳了一條康莊大道。作為國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)龍頭企業(yè)，寶鋼多年來(lái)一直通過技術(shù)創(chuàng)新和管理變革提升生產(chǎn)效率，降低能耗和排放，在保持行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，也給行業(yè)樹立了標(biāo)桿。
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)朝著高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型，有專家指出，鋼鐵企業(yè)需要向技術(shù)高效化、管理精益化、結(jié)構(gòu)清潔低碳化、資源循環(huán)化和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的方向前進(jìn)。在此背景下，在“提升效率”方面已經(jīng)十分完善的寶鋼，逐步將目光聚焦到了一些精細(xì)化領(lǐng)域，比如潤(rùn)滑管理。
鋼鐵企業(yè)采用自動(dòng)化連續(xù)性的生產(chǎn)模式，設(shè)備的穩(wěn)定可靠工作極為重要，像寶鋼這樣的大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大、產(chǎn)線機(jī)組眾多、工況各有不同，而復(fù)雜惡劣的工況條件對(duì)設(shè)備提出苛刻的潤(rùn)滑要求，特別是現(xiàn)代化鋼鐵設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、價(jià)格貴，良好的潤(rùn)滑管理不僅能夠幫助延長(zhǎng)設(shè)備壽命、減少故障次數(shù)及異常停機(jī)時(shí)間、降低生產(chǎn)維護(hù)及備件費(fèi)用，還能幫助降低能耗和廢油排放，優(yōu)化資源利用。
延長(zhǎng)“高空換油”周期，安全環(huán)保還節(jié)能!
寶鋼硅鋼廠里有56臺(tái)冷卻水塔，由于其風(fēng)機(jī)減速箱位于19米高的平臺(tái)，油品取樣比較困難，無(wú)法進(jìn)行周期檢測(cè)，一直以來(lái)寶鋼只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定換油周期，每7000小時(shí)就要更換一次減速箱油。然而風(fēng)機(jī)減速箱的特殊結(jié)構(gòu)和位置，使得每次換油必須以人工方式“高空作業(yè)”，操作相當(dāng)不便，還非常耗時(shí)，更有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。頻繁的換油需求和高昂的換油成本，讓寶鋼困擾不已。為此寶鋼找到了埃克森美孚，尋求專業(yè)的潤(rùn)滑解決方案。
經(jīng)埃克森美孚工程師現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)寶鋼原先在減速箱軸承上使用的礦物油抗氧化性能較差，時(shí)間一長(zhǎng)齒輪上容易形成油泥沉積，因而導(dǎo)致?lián)Q油周期短。同時(shí)，由于礦物油牽引系數(shù)較高，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)減速箱能耗較高。經(jīng)過工程計(jì)算，埃克森美孚推薦客戶使用美孚SHC? 629合成潤(rùn)滑油替代原先的礦物油，以滿足風(fēng)機(jī)減速箱軸承長(zhǎng)壽命運(yùn)行和節(jié)能降耗的需求。
美孚SHC?合成油與礦物油抗氧化性測(cè)試對(duì)比圖
與普通礦物油相比，美孚SHC? 629合成潤(rùn)滑油在設(shè)備保護(hù)、油品壽命及無(wú)故障操作等方面表現(xiàn)杰出，進(jìn)而幫助提高生產(chǎn)力。作為一款性能卓越的齒輪與軸承潤(rùn)滑油，美孚SHC? 629合成潤(rùn)滑油具備優(yōu)越的抗高溫及抗氧化性能，能有效減少油泥沉積;即使在應(yīng)用于負(fù)荷極重的齒輪和受高剪切作用的軸承時(shí)，仍能承受機(jī)械剪切力的作用，而黏度則幾乎沒有降低，因此能夠在實(shí)際工作溫度下，滿足冷卻水塔風(fēng)機(jī)減速箱中的兩種低速軸軸承的潤(rùn)滑需求，使“高空換油”作業(yè)問題得到了極大的改善，換油周期從原來(lái)的7,000小時(shí)延長(zhǎng)至28,000小時(shí)[1]，顯著減少了換油次數(shù)和工程師換油時(shí)的安全隱患。
不僅如此，由于分子內(nèi)摩擦力比礦物油小了很多，美孚SHC? 629合成潤(rùn)滑油還給工廠帶來(lái)了顯著的節(jié)能效果，大幅降低了風(fēng)機(jī)減速箱的能耗。通過現(xiàn)場(chǎng)控制變量條件下的對(duì)比能耗測(cè)試，發(fā)現(xiàn)使用美孚SHC? 629合成潤(rùn)滑油，較原先使用的ISO VG 150礦物油節(jié)約電耗達(dá)0.9%[2]，一年下來(lái)56臺(tái)冷卻水塔可降低能耗約306兆瓦時(shí)(MWh)，每年減少228噸二氧化碳排放，加上延長(zhǎng)換油周期帶來(lái)的效益，僅僅是這56臺(tái)冷卻水塔就可每年為寶鋼節(jié)省超過21萬(wàn)元的維護(hù)成本[3]，每年減少?gòu)U油排放約2,100升[4]。
選擇合適的潤(rùn)滑油品，“電老虎”進(jìn)一步節(jié)能減排!
類似的狀況也發(fā)生在空壓機(jī)上。由于對(duì)壓縮空氣需求量非常大，主要用于氣動(dòng)傳動(dòng)、干燥、金屬切割、設(shè)備冷卻、處理火焰及工廠儀表吹掃等各個(gè)環(huán)節(jié)，空壓機(jī)在寶鋼的應(yīng)用十分廣泛，設(shè)立了多個(gè)空壓站，耗電量占比非常高。寶鋼通過優(yōu)化空壓機(jī)組本體的設(shè)計(jì)和選型、改進(jìn)壓縮空氣系統(tǒng)管網(wǎng)的運(yùn)行和管理、以及先進(jìn)生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了主要生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的壓縮空氣系統(tǒng)能源利用效率的提高，有效降低了空壓機(jī)組的生產(chǎn)成本。從細(xì)節(jié)處比如潤(rùn)滑油的升級(jí)入手，實(shí)實(shí)在在幫助寶鋼實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能降耗。
以螺桿式空壓機(jī)為例，其潤(rùn)滑方式可分為噴油潤(rùn)滑和無(wú)油潤(rùn)滑，噴油式的主要潤(rùn)滑部件是螺桿和軸承，而無(wú)油式的主要潤(rùn)滑部件為同步齒輪和軸承。無(wú)論是螺桿還是同步齒輪，摩擦副間都以滑動(dòng)摩擦為主，與礦物油相比，合成潤(rùn)滑油能夠更加有效地降低部件表面的摩擦，因而產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。而另一種離心式空壓機(jī)在使用合成潤(rùn)滑油時(shí)，也能夠更加有效地降低齒輪嚙合時(shí)的表面摩擦，因而節(jié)能效果顯著。
除此以外，由于具備更優(yōu)越的抗氧化性能，合成潤(rùn)滑油的高溫表現(xiàn)更優(yōu)于礦物油，能有效幫助減少積碳的形成，避免潤(rùn)滑故障和非計(jì)劃停機(jī)，幫助延長(zhǎng)換油周期。
寶鋼冷軋廠2#彩涂線空壓站的4臺(tái)螺桿式空壓機(jī)，原先采用的專用礦物油因抗氧化性能較差，高溫時(shí)容易產(chǎn)生積碳，且易于揮發(fā)，采購(gòu)成本高昂。埃克森美孚工程師現(xiàn)場(chǎng)檢查后，推薦使用美孚SHC? 626合成潤(rùn)滑油以改善空壓機(jī)的潤(rùn)滑現(xiàn)狀。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比測(cè)試，使用美孚SHC? 626合成潤(rùn)滑油替代ISO VG 68專用礦物油，可節(jié)約電耗約5.7%[5]。根據(jù)保守估算，僅這4臺(tái)空壓機(jī)使用美孚SHC? 626合成潤(rùn)滑油，每年可為寶鋼節(jié)省能耗約376兆瓦時(shí)(MWh)，減少超過293噸二氧化碳的排放，節(jié)約27萬(wàn)多元人民幣[6]，這其中還不包括因使用合成油而避免的非正常停機(jī)損失和空壓機(jī)維護(hù)成本等。
而對(duì)寶鋼硅鋼部壓縮器站的9臺(tái)離心式空壓機(jī)，埃克森美孚工程師則推薦使用美孚SHC? 624合成潤(rùn)滑油替代ISO VG 32礦物油，不僅幫助有效解決了軸承潤(rùn)滑不良的問題，還為寶鋼帶來(lái)了每年67萬(wàn)千瓦時(shí)(KWh)的能耗節(jié)省，由此每年可減少二氧化碳排放約560噸，僅在節(jié)能和潤(rùn)滑油采購(gòu)方面就能為公司每年節(jié)省超過44萬(wàn)元人民幣[7]。
優(yōu)化油品庫(kù)存管理，也是有效的減排措施!
為了滿足生產(chǎn)需要，寶鋼集團(tuán)有大量的潤(rùn)滑油品庫(kù)存。然而由于市場(chǎng)變化原因，美孚威格力? 533和美孚威格力? 546有大量的庫(kù)存不能及時(shí)投入使用，這不僅占用了庫(kù)存空間，而且也是一種資金的浪費(fèi)。
經(jīng)美孚?優(yōu)釋達(dá)?現(xiàn)場(chǎng)工程服務(wù)調(diào)研，并在計(jì)算的基礎(chǔ)上提出潤(rùn)滑油調(diào)和方案，建議將現(xiàn)有大量庫(kù)存的美孚威格力? 533和美孚威格力? 546按一定比例進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)油品混合，將混合油作為美孚威格力? 537的替代產(chǎn)品，用于寶鋼下屬第一鋼鐵廠熱軋車間的一條初軋生產(chǎn)線和七條精軋生產(chǎn)線。調(diào)和方案綜合考慮調(diào)和后油品的黏度和主要理化指標(biāo)及黏度控制極限問題，將原先黏度為ISO VG 220和ISO VG 460的兩款潤(rùn)滑油混合成ISO VG 320黏度的調(diào)和油，并兼顧環(huán)境因素調(diào)整調(diào)和方式，建議可使用加熱裝置將原儲(chǔ)油罐的油品加熱到40攝氏度以上，同時(shí)在調(diào)和前期、中期和后期提供定期油品分析及維護(hù)建議，并提供現(xiàn)場(chǎng)快速黏度測(cè)試和相應(yīng)潤(rùn)滑管理與設(shè)備維護(hù)的培訓(xùn)，以保證整個(gè)操作過程的油品調(diào)和效果和投入使用后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)。
使用調(diào)和潤(rùn)滑油這幾條熱軋生產(chǎn)線原先均使用美孚威格力? 537作為設(shè)備潤(rùn)滑油品，每年有很大的使用和消耗量。調(diào)和替代方案的有效執(zhí)行有效幫助寶鋼平衡了潤(rùn)滑油庫(kù)存，使資源得到了更有效合理的利用，實(shí)現(xiàn)了更為可持續(xù)性的生產(chǎn)，據(jù)計(jì)算，還可為寶鋼帶來(lái)超過33萬(wàn)元的成本節(jié)省[8]。
全面優(yōu)化的潤(rùn)滑管理幫助寶鋼有效提升設(shè)備可靠性，實(shí)現(xiàn)更為高效、綠色的生產(chǎn)，更進(jìn)一步挖掘其可持續(xù)性發(fā)展?jié)摿Α毶戒撹F股份有限公司工程師施華杰先生曾經(jīng)表示：“我們與埃克森美孚開展了多方面的多年合作，不僅通過美孚?優(yōu)釋達(dá)?的多項(xiàng)定制化服務(wù)幫助我們簡(jiǎn)化了設(shè)備潤(rùn)滑方案，改善了庫(kù)存管理，更是通過高性能潤(rùn)滑產(chǎn)品降低了用油成本，幫助節(jié)能減排，并提高生產(chǎn)效率。”
[1] 美孚合成油Mobil SHC? 629即使應(yīng)用于負(fù)荷極重的齒輪和受高剪切作用的軸承時(shí)，仍能承受機(jī)械剪切力的作用，而黏度則幾乎沒有降低，在工作溫度時(shí)的黏度大于軸承實(shí)際需要的黏度;而實(shí)驗(yàn)室測(cè)試顯示PAO 基礎(chǔ)油的壽命可達(dá)到礦物基礎(chǔ)油的6-8 倍，按照保守4 倍壽命周期換油，應(yīng)用美孚合成油Mobil SHC? 629 后，換油周期從7,000 小時(shí)延長(zhǎng)至28,000 小時(shí)。
[2] 在實(shí)際工況下，采用統(tǒng)計(jì)平均電流的方法，對(duì)比統(tǒng)計(jì)1#冷卻塔風(fēng)機(jī)減速箱使用ISO VG 150 礦物油運(yùn)行的平均電流和減速箱使用Mobil SHC? 629 運(yùn)行的平均電流。經(jīng)過跟蹤對(duì)比冷卻塔風(fēng)機(jī)減速箱電流值，使用美孚合成油Mobil SHC? 629 替代礦物油ISO VG 150 后，平均電流值下降0.9%，即節(jié)約電耗達(dá)0.9%。
[3] 平均電耗節(jié)省按56臺(tái)機(jī)器年總電耗計(jì)算，平均電價(jià)0.72元/千瓦時(shí)，當(dāng)?shù)氐亩趸?溫室氣體)與每千瓦時(shí)電能生產(chǎn)因子為0.7812公斤/千瓦時(shí)，以合成油節(jié)能0.9%估算。
[4] 目前年度潤(rùn)滑油更換次數(shù)為0.5次/年，使用美孚合成油Mobil SHC? 629后建議年度潤(rùn)滑油更換次數(shù)為0.125次/年，每次換油的系統(tǒng)容量為100升。
[5] 在實(shí)際工況下，對(duì)冷軋車間2# 彩涂空壓站無(wú)油螺桿式空壓機(jī)分別使用ISO VG 68專用礦物油和Mobil SHC? 626進(jìn)行潤(rùn)滑時(shí)，分別記錄空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的加載/卸載電流，并加以比較。測(cè)試結(jié)果顯示使用美孚合成油Mobil SHC? 626較使用ISO VG 68專用礦物油平均電流值下降5.7%，即可節(jié)省電耗約5.7%。
[6] 按冷軋彩涂站4臺(tái)螺桿式空壓機(jī)采用美孚合成油Mobil SHC? 626進(jìn)行潤(rùn)滑計(jì)算年總電耗，平均加載功率244千瓦，平均卸載功率93千瓦，以合成油節(jié)能5.7%保守估算，平均電價(jià)0.7168元/千瓦時(shí)，按電網(wǎng)每提供1千瓦時(shí)的電力需要向環(huán)境排放0.84千克二氧化碳計(jì)算年總排放量。
[7] 選擇工況穩(wěn)定的，具有增速齒輪的空壓機(jī)分別使用某品牌ISO VG 32號(hào)礦物油和Mobil SHC? 624進(jìn)行潤(rùn)滑時(shí)，分別記錄空壓機(jī)在不同進(jìn)氣閥開度狀態(tài)下的電流，并加以比較。結(jié)果表明不同進(jìn)氣閥開度下，電流有0.83%~1.46%的節(jié)能，最終效益測(cè)算按照節(jié)能比例的平均值1.06% 保守估算，計(jì)算硅鋼站9臺(tái)離心式空壓機(jī)采用美孚合成油Mobil SHC? 624進(jìn)行潤(rùn)滑的年總電耗，同時(shí)按電網(wǎng)每提供1千瓦時(shí)的電力需要向環(huán)境排放0.84千克二氧化碳計(jì)算年總排放量。
[8] 將庫(kù)存500桶美孚威格力? 533和500桶美孚威格力? 546調(diào)和后按一年時(shí)間分批投入系統(tǒng)使用，計(jì)算這些油品的當(dāng)前總價(jià)值。并假設(shè)這批油品按照原先使用方法三年使用完折算的當(dāng)前價(jià)值，進(jìn)行比較。
