杜永剛

一、引言

2009年7月，對(duì)河北邢鋼、普陽(yáng)鋼鐵公司使用雷士牌（產(chǎn)品標(biāo)號(hào)LS-009）工業(yè)齒輪油添加劑的情況進(jìn)行了考察。根據(jù)介紹，在鼓風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)用的齒輪油中加入一定量的添加劑后，可以變?cè)瓉?lái)的“滑動(dòng)摩擦”為“滾動(dòng)摩擦”，大幅降低齒輪嚙合摩擦副表面的摩擦內(nèi)耗，在提升齒輪油膜強(qiáng)度的同時(shí)，顯著降低油品自身粘滯阻力帶來(lái)的能量消耗。上述兩公司使用新型工業(yè)齒輪油添加劑半年內(nèi)，平均節(jié)電10% 。鑒于此種新型添加劑的實(shí)際效果，2009年9月，公司選定煉鐵廠6#高爐的5#鼓風(fēng)機(jī)作為試點(diǎn)，對(duì)新型齒輪油添加劑使用前后的設(shè)備節(jié)電情況進(jìn)行考核。

二、齒輪油添加劑節(jié)能潤(rùn)滑原理

設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，載荷使齒輪的摩擦表面相互貼近，當(dāng)兩個(gè)表面上的微凸體穿透油膜，彼此發(fā)生碰撞和斷裂，并產(chǎn)生新磨粒進(jìn)入油中，不僅增大了摩擦副表面的磨損，同時(shí)對(duì)設(shè)備的使用壽命也造成了不良作用。加入了新型齒輪油添加劑后，當(dāng)摩擦副表面產(chǎn)生臨界摩擦?xí)r，添加劑會(huì)以類(lèi)似“軸承滾珠”的原理變?cè)盎瑒?dòng)摩擦”為“滾動(dòng)摩擦”，直接降低摩擦因數(shù)20多倍，在降低摩擦和消除磨損的同時(shí)，對(duì)由此帶來(lái)的摩擦性?xún)?nèi)耗也得到有效控制。另一方面，在熱運(yùn)動(dòng)的作用下，新型添加劑會(huì)以每秒十幾米的速度做不規(guī)則布朗運(yùn)動(dòng)，在對(duì)齒輪等零部件表面不斷撞擊中形成強(qiáng)效的“物理清洗”和降溫作用，齒輪箱噪聲和油溫也有降低，同時(shí)改變了潤(rùn)滑油結(jié)構(gòu)，變單一的均相材料為復(fù)合材料，使得潤(rùn)滑油的油膜強(qiáng)度顯著提高，即使在異常的極壓狀態(tài)下油膜仍不至穿透、破裂，避免了齒輪表面的膠合、磨損和塑性變形等損傷，從而提升齒輪油各項(xiàng)性能指標(biāo)、延長(zhǎng)油品使用周期和設(shè)備使用壽命。圖1是齒輪副結(jié)構(gòu)圖，圖2是局部放大示意圖。

考核前應(yīng)保證設(shè)備在完好、正常工況下運(yùn)行；在相同設(shè)備同等工況下考核；保證電量表、電流表的計(jì)量準(zhǔn)確性。

三、考核過(guò)程的3個(gè)階段

（1）加入添加劑前采集考核基礎(chǔ)數(shù)據(jù)階段。

（2）加入添加劑后磨合階段（不列入數(shù)據(jù)考核）。

（3）加入添加劑后數(shù)據(jù)考核階段。

節(jié)電考核基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由廠機(jī)動(dòng)科、公司計(jì)量檢驗(yàn)中心能源計(jì)量管理站和新型工業(yè)齒輪油添加劑生產(chǎn)廠家共同進(jìn)行，審核確認(rèn)添加前月總耗電量及添加后的總耗電量，考核數(shù)據(jù)為三方現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)的電表數(shù)據(jù)。

四、考核方法

（1）對(duì)煉鐵廠6#高爐的5#鼓風(fēng)機(jī)（4700kW，6kV）電量表、電流量采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以煉鐵廠、計(jì)量檢驗(yàn)中心能源計(jì)量管理站及添加劑生產(chǎn)廠家三方審核認(rèn)同蓋章的加劑前總耗電量作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？己似陂g電表電量數(shù)據(jù)三方人員在場(chǎng)記錄，確認(rèn)無(wú)誤后由三方記錄員簽字，耗電量以三方審核認(rèn)同蓋章的加劑后的耗電量為考核數(shù)據(jù)。

第一階段：2009年9月1日-9月23日，采集考核前基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第二階段：2009年9月23日-10月23日，磨合期數(shù)據(jù)不作為考核依據(jù)。

第三階段：2009年11月1日-2010年2月28日，采集考核期數(shù)據(jù)。

第一階段與第三階段耗電量、功率進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算節(jié)電率。

（2）添加劑與齒輪油的量

添加劑與工業(yè)齒輪油的比例1∶10，考核設(shè)備中工業(yè)齒輪油量5400kg，添加劑添加量540kg。

五、數(shù)據(jù)采集對(duì)比及節(jié)電率計(jì)算

（1）根據(jù)煉鐵廠工藝條件以及到邢鋼、普陽(yáng)鋼鐵公司考察情況，在計(jì)算節(jié)電率時(shí)將鼓風(fēng)機(jī)加添加劑前后的數(shù)據(jù)換算為同等工況，才能體現(xiàn)出試驗(yàn)的精確性。節(jié)電率分兩種情況計(jì)算：直接按節(jié)電量計(jì)算和按產(chǎn)品單耗計(jì)算，效益按兩種情況節(jié)電率較低的計(jì)算。

（2）計(jì)算公式。加添加劑后同等工況平均耗電量=加劑后平均耗電量+加劑后平均耗電量×負(fù)荷減少率。節(jié)電率（耗電量）=[（加劑前平均耗電量－加劑后換算與加劑前同等工況平均耗電量）/加劑前平均耗電量]×100%。送風(fēng)壓力減少值=加劑前平均送風(fēng)壓力－加劑后平均送風(fēng)壓力。負(fù)荷減少率=（送風(fēng)壓力減少值/加劑前平均送風(fēng)壓力）×100%。

（3）6#高爐的5#鼓風(fēng)機(jī)2009年9月使用添加劑，11月考核節(jié)電效果，使用添加劑前1～8月每月平均耗電量為3912000 kW·h，使用添加劑后4個(gè)月后，直接按節(jié)電量計(jì)算的節(jié)電率見(jiàn)表1。按產(chǎn)品單耗計(jì)算的節(jié)電率見(jiàn)表2。設(shè)備每年使用添加劑費(fèi)用33.48萬(wàn)元，節(jié)電率取上述兩種方法最低值，按8.52%計(jì)算，預(yù)計(jì)5#鼓風(fēng)機(jī)每年節(jié)省電費(fèi)170.52萬(wàn)元。

六、結(jié)論

宣鋼煉鐵廠6#高爐的5#鼓風(fēng)機(jī)試用雷士（LS-009）工業(yè)齒輪油添加劑，使用期間數(shù)據(jù)計(jì)量方法科學(xué)準(zhǔn)確，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果，節(jié)能作用明顯，且使用新型工業(yè)齒輪油添加劑的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備和在用的工業(yè)齒輪潤(rùn)滑油沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何不良的情況。目前這種新型的工業(yè)齒輪油添加劑已在宣鋼部分單位設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。

表1 直接按節(jié)電量計(jì)算的節(jié)電率

表2 按產(chǎn)品單耗計(jì)算的節(jié)電率

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