在线油品监测系统在轧钢厂的应用

郭玉晖

（吉林鑫达钢铁有限公司设备部）

摘  要：高线轧机组具有高速、重载、运行精度高以及作业环境恶劣等特点，而油膜润滑系统进水是高线轧机管理永远的痛，如不能及时发现及处理系统进水问题，往往伴随而来的是油品乳化、润滑不良轴承磨损、外来污染物导致油品清洁度降低、过滤器频繁堵塞寿命短、轴承烧损故障停产造成巨大损失等。所以及时发现润滑油系统进水是解决高线轧机组进水问题的第一步，也是至关重要的一步。

关键词：轧机进水；乳化；分析；润滑系统进水；在线油品监测

0  前言

高线设备管理的一大难题就是轧机油膜轴承润滑系统进水问题，不论是进口设备制作商，如 Morgan，Danieli，SMS 公司设备，还是国产的哈飞，哈广旺等公司设备，都存在轧机进水问题，造成设备运行的极大隐患。当前采用的轧机进水查找方法，通常是监控润滑系统的油品颜色，以及停机检查精轧机组的箱体内，是否存在冷凝水等情况，判断是否有进水问题。这种方法都属于被动式检查模式，在时间上不具备及时性，同时无法判断哪一架轧机进水，查找的准确度也不够，因此往往当系统大量进水以后，才发现有进水问题，不得不停机查找轧机进水来源并处理。由于进水量达到一定数量后，油品乳化的速度加快，油品分水的难度加大，轴承和齿轮的磨损速度明显加快。因此，有效的做出进水的检测，可以减少油品、轴承和齿轮的消耗量，节约成本。

1  项目介绍

在线油品分析系统是壳牌集团面向工业4.0开发的“壳智慧工业物联网（IIOT）智能解决方案”中的重要一环，是结合传感器技术与物联网技术，以实现油品在线监测分析，提升油品使用周期、降低油品消耗、提高设备使用效率和生产效率为目的新兴技术方案。我厂经过考察和对比，决定以轧钢二线为试点，实施、投入使用该系统，用来及时发现、处理轧机油膜系统进水及污染问题，达到降本增效的目的。

2  项目实施前现场状况

项目实施前我厂采用离线取样检测方法，取样方法不同时，检测结果差异较大，不能反映油品的真实状态，且时效性较差，无法为设备起到预检、预休作用。与大部分高线生产厂相同，由于油膜润滑系统进水情况发现不及时，经常会导致以下情况发生：

（1）齿轮、轴承等设备磨损，使用寿命下降；

（2）油品污染、造成清洁度下降；（见图1）

（3）生产线设备进水发现不及时，油品乳化现象时有发生；

（4）轴承烧损故障停机，损失巨大。

图1  油品对比图

3  系统实施方案

3.1  系统主要设备设施安装方案

（1）在预精轧、精轧共14架轧机回油管安装温度及含水率传感器，监测轧机进水及温度情况；

（2）在粗轧、预精轧、精轧油箱油品过滤装置后安装颗粒度传感器，监测整体油品清洁度；

（3）在液压工作站或控制中心安装报警监测工控机，与传感器控制箱直连，离线实时监测油品状况，对超出温度或含水率阈值的轧机报警提示，并确保网络中断时，可使用离线设备监测油品情况。

        （1）传感器安装              （2）颗粒度传感器安装             （3）现场监控

图2  油品在线分析现场安装图

3.2  系统在线监测方案

传感器数据通过网关设备上传至云端服务器，在云端进行数据处理实现以下功能：

（1）手机微信小程序报警,对温度和含水率超过阈值或数据异常故障的设备，发送微信消息报警，及时提示维修人员查看；

（2）通过手机微信小程序查看各个传感器二十四小时内的数据及曲线变化；

（3）通过网页端查看所有传感器数值情况及24小时曲线，并能导出指定传感器的历史数据；

            （1）微信小程序                 （2） 微信报警                （3）手机查看曲线

                                           （4）网页端在线监控

图3  系统在线监测组成

4  系统实施效果与数据分析方法

（1）工控机作为离线数据储存端，提供了最全面的数据及分析办法，其中包括：

①声光报警功能，系统针对传感器温度或含水率超过阈值的设备发出声光报警，及时提示相关人员查看异常情况；

②8小时区域内数据曲线横向对比，通过观察同区域传感器近期含水数据曲线，分析单个数据明显异常传感器，对区域内整体含水率曲线的影响，判断该设备是否进水。（见图4）

③指定区域传感器的温度及含水率历史数据导出或生成曲线进行横向对比，查找设备开始进水时段、规律等，精确定位进水设备、辅助排查设备具体进水点。（见图5）

图4  8小时区域曲线对比图                   图5  指定传感器历史曲线对比

（2）微信小程序提供传感器异常远程报警功能，对含水率超标的设备，每4小时发送一次报警信息，并可通过实施监控功能查看各个传感器24小时的曲线变化，更方便快捷的协助维修维护人员确定进水设备。

（3）网页端可同时对比传感器的温度和含水率曲线（见图6），当设备进水时往往伴随着温度的异常升高，且温度升降趋势与含水率趋势成对应关系，可通过温度变化趋势配合含水率趋势确定进水设备及进水时间。

图6  网页端温度与含水率数据曲线对比

5  结语

在线油品分析系统投入使用的数月来切实的为我厂监测油品状况，及时发现设备进水提供了有效的助力，并能协助现场人员精确定位进水机组，极大程度的缩小了进水点的排查范围。系统同时提供了油品清洁度监测功能，执行NAS清洁度标准实施监控油品清洁度，为使用人员全面分析和掌握油品情况提供了数据依据。

    在线油品分析系统通过科技手段，解决了不能及时发现油膜润滑系统进水问题，同时缩小了进水点排查范围，为处理高线轧机组进水问题踏出了漂亮的一步。配合现场人员的及时响应与处理，通过有针对性的排查具体进水点，切断进水来源，切换邮箱，更换滤芯等操作，以保证油膜润滑系统低含水率、高清洁度运行，可以有效提高润滑油和轴承的使用寿命，减少了维护和换油费用的同时，也减少或避免了因轴承烧损导致故障停机的情况出现，促进我厂的降本增效工作又向前迈进了一步。