侯振文

（寧波鋼鐵有限公司，浙江 寧波 315800）

冶金設(shè)備與液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護(hù)工作是非常重要的。不過(guò)，在實(shí)際工作中，很多企業(yè)在對(duì)設(shè)備機(jī)械和液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)存在重維護(hù)輕保養(yǎng)的問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)故障發(fā)生的概率增加。基于此，該文結(jié)合工作實(shí)際對(duì)冶金設(shè)備與液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)與維護(hù)問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 冶金機(jī)械的維護(hù)

1.1 底濾法智能抓渣系統(tǒng)的維護(hù)

1.1.1 高爐易地大修爐渣處理系統(tǒng)

水渣過(guò)濾有多種不同的方式。機(jī)械過(guò)濾具有較大的過(guò)濾速度[1]，但濾水質(zhì)量較差（懸浮物≥1000 mg/L）；傳統(tǒng)底濾法雖然濾水質(zhì)量較好（懸浮物≤30 mg/L），但是過(guò)濾速度較小，耗時(shí)極長(zhǎng)，并且由于采用重力自流方式過(guò)濾，水渣含水量也很大[2]，影響了底濾法的推廣。該文研究的虹吸底濾法水渣工藝，不僅環(huán)保而且節(jié)能。虹吸底濾法水渣工藝以傳統(tǒng)底濾法為基礎(chǔ)，結(jié)合傳統(tǒng)底濾法的優(yōu)點(diǎn)，并且優(yōu)化其濾層結(jié)構(gòu)，取消了傳統(tǒng)底濾法下部的熱水池，將虹吸水泵直接與濾層內(nèi)的虹吸管道相接，利用虹吸泵的吸力，使濾池內(nèi)局部真空，從而將濾池內(nèi)的渣水抽走。在保證了循環(huán)水水質(zhì)的前提下，極大地加快了水渣脫水速度并降低了成品水渣的含水率。

1.1.2 底濾法智能抓渣系統(tǒng)基本要求

抓渣自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)硬件主要包括中控智能抓渣控制PLC、行車(chē)機(jī)上PLC、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、操作員站以及工程師站等。系統(tǒng)可劃分為1套中控智能抓渣控制PLC和4套機(jī)上PLC系統(tǒng)。其中中控PLC用于抓渣行車(chē)智能化管理；機(jī)上PLC系統(tǒng)使用現(xiàn)有的行車(chē)設(shè)備PLC系統(tǒng)，包括由機(jī)上主PLC系統(tǒng)、遠(yuǎn)程IO站、編碼器和變頻器組成的網(wǎng)絡(luò)。抓渣自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用軟件主要包括PLC控制系統(tǒng)、HMI畫(huà)面組態(tài)軟件、操作員站及工程師站操作系統(tǒng)軟件等。

該文所研究的寧波鋼鐵集團(tuán)有線公司1號(hào)高爐易地大修項(xiàng)目底濾法智能抓渣工程項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)是在Windows 7環(huán)境下基于羅克韋爾Logix5000和羅克韋爾FactoryTalk View Studio平臺(tái)開(kāi)發(fā)的，操作站為網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)模式。為了完成數(shù)據(jù)采集、傳送、監(jiān)視、操作、數(shù)據(jù)處理、3D圖形傳輸以及信息查詢(xún)等功能，特別是涉及移動(dòng)機(jī)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，必須保證穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)通信，所有通信設(shè)備采用成熟可靠的產(chǎn)品，形成1套可靠性高、傳輸穩(wěn)定、快速且互不干擾的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。工控機(jī)的3D云圖前端處理平臺(tái)主要對(duì)3D掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理完成后通過(guò)光纖+無(wú)線（熱備方式）將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給設(shè)置在主控樓服務(wù)器室內(nèi)的圖形工作站，進(jìn)行實(shí)時(shí)云圖及建模處理。具體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示。

1.1.3 底濾法智能抓渣系統(tǒng)主要控制功能

底濾法智能抓渣系統(tǒng)主要控制功能包括本地控制和遠(yuǎn)程控制2種，其中遠(yuǎn)程模式包括自動(dòng)操作和手動(dòng)操作，如圖2所示。

1.1.3.1 本地控制

本地控制用于需要機(jī)上操作時(shí)選擇，該模式具有最高優(yōu)先權(quán)，模式切換開(kāi)關(guān)位于行車(chē)機(jī)上司機(jī)室。當(dāng)在機(jī)上選擇本地模式后，中控室遠(yuǎn)程操作平臺(tái)無(wú)法操作；當(dāng)在機(jī)上選擇遠(yuǎn)程模式后，中控室操控平臺(tái)可以操作。

1.1.3.2 遠(yuǎn)程控制-手動(dòng)模式

遠(yuǎn)程控制用于遠(yuǎn)程手動(dòng)作業(yè)，該模式為中控室操作模式。模式切換開(kāi)關(guān)位于行車(chē)機(jī)上司機(jī)室，在該模式下操作員可以通過(guò)設(shè)置在中控室的遠(yuǎn)程操作平臺(tái)進(jìn)行手動(dòng)操作。當(dāng)在機(jī)上選擇本地模式后，中控室遠(yuǎn)程操作平臺(tái)無(wú)法操作；當(dāng)在機(jī)上選擇遠(yuǎn)程模式后，中控室操控平臺(tái)可以操作。手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的切換開(kāi)關(guān)位于中控室的HMI計(jì)算機(jī)上，用于選擇手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。

1.1.3.3 遠(yuǎn)程控制-自動(dòng)模式

遠(yuǎn)程模式為中控室操作模式，該模式用于遠(yuǎn)程自動(dòng)作業(yè)，操作員可以通過(guò)設(shè)置在中控室的遠(yuǎn)程操作平臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)操作，模式切換開(kāi)關(guān)位于行車(chē)機(jī)上司機(jī)室。當(dāng)在機(jī)上選擇本地模式后，中控室遠(yuǎn)程操作平臺(tái)無(wú)法操作；當(dāng)在機(jī)上選擇遠(yuǎn)程模式后，中控室操控平臺(tái)可以操作。手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的切換開(kāi)關(guān)位于中控室的HMI計(jì)算機(jī)上，用于選擇手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。

1.1.4 底濾法智能抓渣系統(tǒng)安全策略

1.1.4.1 行車(chē)防碰撞控制

大車(chē)和大車(chē)相撞：主要是考慮行車(chē)相向行駛的時(shí)候，防止2臺(tái)行車(chē)相撞。防碰撞程序是通過(guò)多次檢查當(dāng)前速度和當(dāng)前位置的偏差來(lái)設(shè)計(jì)的，當(dāng)大車(chē)位置偏差小于8.5 m時(shí)，速度必須小于0.4 m/s；當(dāng)大車(chē)位置偏差小于10.5 m時(shí)，速度必須小于0.6 m/s；當(dāng)大車(chē)位置偏差小于13 m時(shí)，速度必須小于0.8 m/s。

圖1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖

圖2 系統(tǒng)主要控制模式

大車(chē)和護(hù)欄相撞：主要是考慮大車(chē)回到初始位的時(shí)候，防止大車(chē)猛烈地沖擊護(hù)欄。防碰撞程序是通過(guò)多次檢查當(dāng)前速度和當(dāng)前位置的偏差來(lái)設(shè)計(jì)的，當(dāng)大車(chē)與零位位置偏差小于8.5 m時(shí)，速度必須小于0.4 m/s；當(dāng)大車(chē)位置偏差小于10.5 m時(shí)，速度必須小于0.6 m/s；當(dāng)大車(chē)位置偏差小于13 m時(shí)，速度必須小于0.8 m/s。

小車(chē)和兩側(cè)墻相撞：主要是防止小車(chē)速度過(guò)快，猛烈地撞擊兩側(cè)的墻體，對(duì)行車(chē)或其他設(shè)備造成損害。小車(chē)當(dāng)前位置和兩側(cè)的偏差小于3 m時(shí)，速度必須小于0.5 m/s。

1.1.4.2 行車(chē)設(shè)備過(guò)載

抓斗過(guò)載時(shí)，行車(chē)會(huì)急停，需要手動(dòng)打開(kāi)抓斗，釋放掉水渣后，手動(dòng)閉合，然后再繼續(xù)自動(dòng)抓渣，同時(shí)過(guò)載信號(hào)傳送至中控HMI監(jiān)控畫(huà)面報(bào)警，以提醒中控操作人員注意。

受料槽過(guò)載指的是受料斗堵料的情況。堵料是通過(guò)抓斗卸渣后，根據(jù)皮帶電流的變化來(lái)判斷的。卸渣后，如果皮帶電流一直不能達(dá)到運(yùn)渣時(shí)電流的平均值，則判斷為堵料了；一旦皮帶電流超過(guò)運(yùn)渣時(shí)的平均電流則自動(dòng)復(fù)位。如果堵料時(shí)間持續(xù)9 min（即3次卸渣時(shí)間）還未復(fù)位，行車(chē)會(huì)急停。

1.1.4.3 緊急停機(jī)設(shè)計(jì)

在整個(gè)智能抓渣控制系統(tǒng)中，行車(chē)的控制安全尤為重要，因?yàn)樾熊?chē)是高空作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)特別高，一旦出事帶來(lái)的損失巨大，因此在危險(xiǎn)的時(shí)候能夠及時(shí)停下行車(chē)至關(guān)重要。以下幾種情況都會(huì)急停：任何時(shí)候拍下現(xiàn)場(chǎng)或者中控的急停按鈕，對(duì)應(yīng)行車(chē)都會(huì)及時(shí)停止；有人打開(kāi)安全門(mén)；行車(chē)PLC、格雷母線PLC與智能抓渣PLC通信中斷；行車(chē)超速；行車(chē)抓斗超載；受料槽堵料長(zhǎng)達(dá)9 min。

1.2 煤氣管道系統(tǒng)腐蝕控制維護(hù)

1.2.1 煤氣管道系統(tǒng)腐蝕機(jī)理

酸性水溶液會(huì)給金屬管道、閥門(mén)等帶來(lái)酸性腐蝕。高鹽煤氣冷凝水作為電解液，管道壁的鐵元素和其他元素作為原電池，導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕。

1.2.2 煤氣管道系統(tǒng)腐蝕控制

高壓煤氣管道及補(bǔ)償器底部焊縫和低壓煤氣管道焊縫（全徑向腐蝕）及在線補(bǔ)償器、閥門(mén)、流量計(jì)等容易出現(xiàn)大量泄漏點(diǎn)。造成該部位泄露的主要原因及處理措施有以下4點(diǎn)：1） 工況比較惡劣，高爐煤氣含水量、氯離子含量過(guò)高，酸性強(qiáng)，腐蝕嚴(yán)重。未經(jīng)噴堿塔洗滌之前的煤氣管道的腐蝕尤其嚴(yán)重，解決方法是在高爐煤氣管道上設(shè)置噴堿中和脫氯裝置。用噴槍將堿液和軟水混合液體以霧狀噴入管道，中和煤氣內(nèi)的酸性離子，脫除氯離子。通過(guò)對(duì)煤氣管道內(nèi)冷凝水pH值的測(cè)量，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)噴堿量，減少酸性氯離子對(duì)煤氣管道的腐蝕。2） 煤氣管道排水器設(shè)置不足，導(dǎo)致內(nèi)部積水較多。處理方法是增加排水器配置數(shù)量，減少管道積水。3） 插板閥、補(bǔ)償器等設(shè)備本體質(zhì)量問(wèn)題多，原因是不銹鋼材質(zhì)未按要求選用254SMO不銹鋼。處理方法為加強(qiáng)材質(zhì)質(zhì)量控制，嚴(yán)格按相關(guān)要求選擇不銹鋼材料。4） 煤氣管道復(fù)合管本體耐腐蝕性能良好，煤氣管道本體材質(zhì)采用內(nèi)層254SMO厚度3 mm+、外層Q235B厚度7 mm的復(fù)合管。管道對(duì)接焊縫的焊接質(zhì)量不可靠，導(dǎo)致焊縫有漏點(diǎn)。處理方式為按照要求采用內(nèi)部修補(bǔ)焊條進(jìn)行修補(bǔ)。

2 冶金設(shè)備液壓系統(tǒng)的維護(hù)

2.1 油品質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

油品（例如液壓油、潤(rùn)滑油）是工業(yè)生產(chǎn)尤其是機(jī)械設(shè)備的命脈，油況的好壞決定著設(shè)備的運(yùn)行效率、可靠性和使用壽命。實(shí)踐證明70%～80%的設(shè)備事故與油品的污染有關(guān)系，由于不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理油品污染、劣化及參數(shù)異常等問(wèn)題，許多設(shè)備一直處于亞健康運(yùn)行狀態(tài)，容易引起設(shè)備、質(zhì)量事故，造成較大安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失[3]。

油品質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)工作油箱內(nèi)油品顆粒污染度、水分含量等指標(biāo)，在線定期自動(dòng)抽樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)，如果超標(biāo)則會(huì)報(bào)警。油品質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是旁路檢測(cè)，不影響生產(chǎn)，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定，自動(dòng)分析判斷、自動(dòng)報(bào)警，并且作為獨(dú)立系統(tǒng)，安裝維護(hù)方便。

2.2 油品質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

油品質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于電力、冶金、船舶、化工、機(jī)械、石油、航天以及軍事設(shè)備等油品質(zhì)監(jiān)測(cè)、記錄及報(bào)警中，具體應(yīng)用范圍包括以下3條：1） 風(fēng)力發(fā)電齒輪箱、液壓站，例如華能風(fēng)電蓬萊二期風(fēng)場(chǎng)03#、05#風(fēng)機(jī)主齒，寧波舟山港碼頭某卸船機(jī)主減速箱。2） 冶金潤(rùn)滑站、液壓站，火電汽輪機(jī)潤(rùn)滑站。例如原寶鋼集團(tuán)某1780熱軋廠油膜軸承潤(rùn)滑站，寧波某熱電廠02#汽輪機(jī)潤(rùn)滑油站。3） 軍工、船舶，水泥、化工以及機(jī)加工等其他領(lǐng)域。

三是1992年，公司實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)一開(kāi)始，就啟動(dòng)了上市步伐，并向市政府和國(guó)家主管證券的劉鴻儒同志作了匯報(bào)，獲得批準(zhǔn)后于1993年上市，成為深受?chē)?guó)內(nèi)歡迎的優(yōu)質(zhì)上市公司。到2000年，三大公司都成為了實(shí)際投資七八百億元、資產(chǎn)規(guī)模上千億元的公司，實(shí)現(xiàn)了朱 基同志當(dāng)年提出的百億美元級(jí)的投資目標(biāo)。后來(lái)的張江高科技園區(qū)、花木世紀(jì)公園住宅區(qū)的開(kāi)發(fā)也都采用了這種辦法。

2.3 系統(tǒng)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析

油品質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括智能運(yùn)行功能、在線監(jiān)測(cè)功能、超標(biāo)報(bào)警功能、自動(dòng)控制功能、在線凈化功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與遠(yuǎn)傳功能以及后臺(tái)專(zhuān)家診斷與管理功能。

智能運(yùn)行功能：根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)啟、停，無(wú)人值守運(yùn)行。

在線監(jiān)測(cè)功能：油中顆粒污染度、水飽和度、微水含量以及油溫等參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。

超標(biāo)報(bào)警功能：數(shù)據(jù)采集、分析，超標(biāo)后自動(dòng)報(bào)警。

自動(dòng)控制功能：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，自動(dòng)控制報(bào)警和凈化系統(tǒng)全部或部分的工作運(yùn)行。

在線凈化功能：自動(dòng)脫除油中顆粒污染物、水分和氧化物等，保證油品品質(zhì)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與遠(yuǎn)傳功能：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間大于30 d，有網(wǎng)絡(luò)接口或無(wú)線傳輸模塊。

后臺(tái)專(zhuān)家診斷系統(tǒng)：專(zhuān)用云服務(wù)器支持，大數(shù)據(jù)積累分析，周期性專(zhuān)家診斷意見(jiàn)報(bào)告。

以潤(rùn)滑系統(tǒng)常見(jiàn)故障現(xiàn)象、典型的故障數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊控制算法為基礎(chǔ)的分析軟件，及時(shí)提供潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀態(tài)和劣化趨勢(shì)的相關(guān)信息，生成參數(shù)變化趨勢(shì)曲線和矩陣圖等進(jìn)行系統(tǒng)分析，預(yù)測(cè)設(shè)備故障，為設(shè)備的維護(hù)和管理提供輔助決策。例如換油周期預(yù)測(cè)、檢修周期預(yù)測(cè)、提供設(shè)備狀態(tài)評(píng)估根據(jù)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、發(fā)熱監(jiān)測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)、設(shè)備參數(shù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及維修管理等。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著冶金行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，冶金設(shè)備與液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)也與之前有了很大的區(qū)別。冶金企業(yè)要將設(shè)備機(jī)械與液壓系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)放在首位，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，提高設(shè)備機(jī)械與液壓系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。