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设备“润滑无废油管理”与新净化技术应用

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设备“润滑无废油管理”与新净化技术应用

发布日期:2017-07-25 00:00 来源:http://www.shilingongye.com 点击:

摘要:现代润滑管理中非常重要和关键的技术环节是润滑油净化,这一环节决定着整个润滑管理的效率和成本。新型离心净油技术应用于现代润滑管理,能大幅降低净化成本,大幅提高净化效率,配合检测技术,能够保证设备的润滑状态始终处于良好状态,能极大地减少设备维修维护的成本,从而节能挖潜,向管理要效益。

 

主题词:润滑无废油管理   润滑油净化  闭式离心  主动维护  积极监测 

一、概述

(一)立项背景

世林(漯河)冶金设备有限公司是一家重型机械制造企业,主打业务是设计制造高炉炼铁设备,下设铸造分厂、机械分厂、净油机分厂等三个制造单位。

其中铸造分厂与机械分厂有电炉、立式车床、数控车床、磨床、钻床、空压机、起重机、叉车、液压站等113台(套)用油设备,使用包括液压油、齿轮油、空气压缩机油等种类的润滑油,年润滑油采购费用约在80万元左右。

对设备运行中的润滑油进行监测,对受污染润滑油及时净化,是企业挖潜增效的重要技术手段,也是设备管理的关键环节。但之前世林公司在设备润滑管理方面存在较多的问题。

一是未形成制度化管理。加、注油甚至换油都没有统一的标准;也意识不到油液污染和设备损坏之间的关联性。

二是没有检测化验润滑油状态的手段与工作习惯。完全凭经验判断油液能否继续使用。一些应废弃的油仍然在用,一些不应废弃的油反而报废处理。

三是缺乏有效的净化方法。因过滤净化速度慢,成本高,有些使用单位干脆放弃对受污染的油液进行净化,一出问题就换油或者更换配件。

因此,选择一种行之有效的净化手段,并加强对润滑油的管理和监测,将会是为世林公司节能降耗挖潜提供有力的保证。

2014年开始,世林(漯河)冶金设备有限公司针对企业的设备情况与用油情况进行了规划,应用本公司生产的离心式净油机,开始推行“润滑无废油管理”。该管理方法实施1年多的时间内,就取得了良好的成效。

(二)国内外现状

目前国内外大型或重型工业企业纷纷推行“全优润滑管理”,即从润滑油“选油”、“污染控制”、“油品检测”、“油品净化”、“油品回收”等所有环节都采用科学管理的办法,从管理中挖潜增效。

做得比较好的企业是日本的新日铁公司,新日铁通过润滑管理在1979-1986年里取得了极其骄人的成绩:全厂轴承采购下降50%;液压泵更换下降80%;润滑油(主要为液压油)消耗量下降83%;各种泵大修下降90%;润滑有关的失效下降90%

另一个日本钢铁企业Kawasaki, 应用现代设备润滑之后将液压泵的更换率降低了97%

上世纪80年代,美国从电力行业开始推广润滑管理,并迅速推广至其它行业甚至扩展到全球。

我国1992年颁布了《合理润滑技术通则》,国内大型企业纷纷实施“五定三过滤”。进入21世纪后,更先进的润滑管理理念与净化技术及检测技术也纷纷出现。

润滑管理的五个重点环节中,目前除“油品净化”环节之外,都有相对成熟的技术。而“油品净化”环节,又是整个润滑管理的最关键环节,能否从润滑管理中得到效益,主要取决于净化的成本和净化的效率。但因为技术局限,目前的主流净化技术过滤技术存在着净化成本高和净化效率低的特点,极大地制约了润滑管理的进一步发展。

因此国内外积极推行润滑管理的往往是用油量大或者必须保护连续生产的企业,只有这一类企业才可能通过精细管理从中得到效益,中小型企业由于成本关系,能获得的效益非常有限,推行润滑管理的动力也严重不足。

(三)项目计划内容

公司自201311月开始生产离心式净油机,此后还为这一产品筹建了一个专门的检测实验室。

公司生产的SL系列离心式净油机是一种闭式结构的碟片离心机。该设备最高净化精度可达NAS00级;NAS 12级的46号液压油单次通过即可达到NAS 10级;54升的46号液压油从NAS 12级净化至NAS 3级仅需1.5小时。

这种离心式净油机不消耗滤材、耗电量低、净化速度快、使用寿命长、故障率低、维护周期长、纳污量大,并有操作简单、体积小、重量轻、移动方便的优点。使用这种净化技术,润滑油的净化成本可降低至原来的10%甚至更低(要求精度越高净化成本越低)。

该离心式净油机不仅可以去除油液中的固体污染物,还可以去除润滑油中的水分与空气,并且在除水方面,有着非常强大的破乳化能力。当油液中进入较大量的水时,该离心式净油机的表现非常突出,除水效率约为同等流量真空净油机的1030倍。

基于该设备的良好性能,公司计划筹建检测室,并对各分厂的用油情况做了充分的调查,制定了检测与净化的初步方案,要求做到全公司无废油产生,所有润滑油都可以循环利用,整个管理方案称之为“润滑无废油管理”。

(四)计划实施情况

    1.详细事例

   (1)叉车、起重机等移动设备油液净化与检测

全厂有8吨叉车1台,3吨叉车3台。以上4台叉车的液压系统均为低压系统,使用齿轮泵,之前长期使用美孚46号抗磨液压油。

在推行无废油方案之前,我公司叉车的液压油污染控制水平较为低下,基本从不检测污染度,完全凭经验管理,约每6个月清理一次油箱,更换一次液压油,每年更换一次油泵及部分电磁阀等液压配件。

推行“润滑无废油管理”之后,规定每3个月使用高精度离心式净油机对叉车液压系统净化一次,并依据油箱大小规定其净化时间。

8吨叉车为例(见图1)。其油箱容积为120L,要求净化时需要把油液连续从油箱抽出再注入两次,让沉积在油箱底部的污染物随着油液循环流动混合在油液里。然后对油箱内的液压油循环净化1小时。最后在叉车液压系统在工作的状态下(即进行各种举升动作),对油液再净化30分钟。在此状态下,滞留在油管和液压缸内部的油液也能进入油箱得到净化。

完成以上全部净化内容后对净化后的油液使用便携式颗粒计数器进行在线检测,油液污染度可达NAS 78级,远远高于叉车需要的NAS 10级污染度水平。并且采取净化措施之后,未再使用价格较高的美孚油,而使用了国产长城46号液压油。

采用以上方案进行净化和检测以来, 4台叉车均未出现过因油液污染产生的故障。平时工作时动作也毫无阻滞,工作效率大大提高。


叉车在线净化图片.jpg

1  8吨叉车液压系统净化现场

      此后,公司的其他移动型液压设备也采用了定期检测和定期净化的维护方案。

   (2)大型立式车床油液净化与检测

世林公司有大型立车5台,冬季使用46号液压油,夏季添加68号液压油,换油周期约为1年。其液压系统主要用于卡盘浮升,主轴换挡变速和刀架的平衡。以往使用没有净化油的概念,当油太脏以致杂质堵塞电磁阀时采取排泄所有脏油,再重新加注新油的解决方式,造成很大的浪费和污染。

 实施“润滑无废油管理”后对两台立车的油箱进行了彻底的清理,发现油箱底部有非常多的污染物,并对使用中的油液进行了检测。油液污染度都大于NAS 12级,并且油液中含水严重,超过1000ppm,油液外观已经呈现乳白色。这种状态的油液粘度丧失,污染物严重超标,会对立式车床的正常使用带来极为不好的影响。

之后使用离心式净油机对大型立车的液压系统进行净化(见图2),累计净化时间为90小时,净化后检测油液常规指标:污染度水平为NAS 9级,运动粘度为41.77mm2/s,含水量为165ppm,净化后各项指标完全符合使用要求。

 并规定此后每6个月对其污染度及含水量做一次检测,当污染度超过NAS 11级或含水量超过300 ppm后应对油液进行净化。

按此规定执行以来,5台大型立车未出现任何因油液污染产生的故障,未再更换过新油,且污染度一直维持在NAS 10级以上。

 

5米立车现场净化图片.jpg

                            

                                                            图2  5米立车液压油净化现场

 

               机械分厂5米立车46#液压油净化前后油样对比.jpg

 

图3  5米立车液压油净化前后对比

    3)液压剪板机、液压压力机、电炉等其他液压系统净化与检测

世林公司有大型液压剪板机2台,液压压力机5台,电炉液压站1个,以及刨床、铣床等液压设备若干。以上设备累计年用油量约在15500升,换油周期一般为1年,之前未做过任何污染检测,每年都要支付一定的采购润滑油费用及采购配件费用。

20146月对重型压力机液压油箱进行净化。净化前油液含水严重(密封不严,下雨进水)已经呈现乳化状态,压力机无法正常工作。净化后液压油恢复了正常的颜色和性能(见图4)。 

                       机械分厂压力机油净化前后油样对比.jpg

 

图4  重型压力机液压油净化前后对比

此后公司对上述的液压站一一进行净化及检测。并规定每6个月对以上液压站的油液进行1次取样检测,凡污染度或含水量超过规定要求即再次对其进行净化。自此规定执行以来,公司各液压站都运行良好,其污染度及含水量均保持在系统要求的水平,未再更换过液压油,也没有因为油液污染产生维修或采购配件。

车床之类的小型设备,因该类设备用油污染度等级要求不高,被污染的可能性也小,公司在组织人力对其进行统一净化后,规定每1年做一次检测,按检测结果决定是否进行净化。

自规定执行以来,小型液压系统的设备污染度等级一直维持在合格的范围内,未再产生由于油脏而引发的维修或故障。

   (4)空气压缩机油的净化与检测

公司使用3台大型空气压缩机,每年用油量约为270升,该油液价格较高,每年公司需要为采购新空压机油支出1万元以上。

推行“润滑无废油管理”后,公司对到期应该更换的空气压缩机油进行了净化,净化后检测各项指标均符合使用要求,因此该部分油液再次投入使用。空气压缩机使用净化后的油运用至今约8个月,未产生因油液污染或油液指标有问题引起的任何故障。

      2.关键技术及创新点

  (1)关键技术:应用了闭式离心净油技术,使得净化成本能极大地下降,净化效率能极大地提升。应用了现代检测技术对油品状态实行监测,从而能够做到主动维护、积极净化,保证油液和设备始终处于良好的状态。

  2)创新点:是实现了“润滑无废油管理”,使润滑油始终处在被监测和被管理状态,从根源上杜绝了产生“废油”的可能。

绝大多数润滑油,在不经过高温或者长期进水的情况下,其寿命远比人们了解得长。经常监测润滑油状态,当发现润滑油受污染时及时净化,一方面能够延长油品寿命,另一方面则极大地保护了设备。这样的管理不仅仅不产生废油,也使得设备的维修降到一个极低的频率。

  (3)技术难点:在对润滑油管理过程中,发现企业的润滑油污染控制做得不好。因有低成本的净化技术和检测技术存在,工人对油品的管理变得散淡,很不注意污染控制,觉得反正可以去净化,脏点也不怕。这样一方面会造成不必要的开支,另一方面如果检测环节稍有疏忽,就有可能造成油污染事故。此后公司会加强培训,树立全员“润滑无废油管理”意识,力争在润滑管理的每一个环节都做到最好。

二、技术总结

(一)研究设计

    公司设备管理部门花了三个多月时间对全厂的用油情况做了调查,之后技术部门提出检测与净化方案,由执行部门在净化过程中不断积累数据,从中寻找规律,之后确定最终管理方法。

    前期对设备用油的检测比较频繁,达到每月一次甚至每月数次,后期掌握规律之后检测频率才变成固定。

    前期净化因涉及到清理油箱及制造部门接口或辅助设备,用时也较长,后期理顺净化流程后净化时间及方式也基本做到了标准化。

(二)技术方案

     1、定期检测方案:

  (1)污染度检测:对于有污染度要求的油品,凡可以在线检测的,均采取在线检测的方式,避免取样等环节的污染。对于不具备在线检测条件的油品,取样时要严格要求,必须使用经过专业清洗的洁净采样瓶,必须保证整个取样环节科学且无污染。

  (2)常规理化指标检测:对于油液的运动粘度、水分、酸值、机械杂质含量等常规理化指标,采用取样的方式检测。

  (3)本厂无法完成的指标:润滑油有多种指标,我厂检测室只能检测常规指标,对于一些特殊指标,采取送到外部专业检测室检测的方式处理。

      2、净化流程标准化方案:

      针对不同的设备,设计不同的净化方式,并形成标准流程: 

  (1)如移动式液压设备,是定期将设备移动至分厂测试车间进行净化。 

  (2)固定式大型设备,是由净化服务人员将离心式净油机移动到被净化设备油箱旁边连接净化。

  (3)对于特殊种类的油液,需要准备特殊的容器及对净油机进行清洗后净化。

     3、长期记录,积累数据

    每次净化除了净化前后要做的检测形成数据之外,净化的时长,当时的环境条件及设备情况都要有详细的记录,这些数据可以成为长期监测的分析数据。

三、 应用情况、效益分析及市场前景

(一)应用情况

       推广一年以来,全厂所有润滑油都纳入管理,润滑油采购量大幅下降,设备维修费用大幅下降,基本实现了“润滑无废油管理”的目标。

(二)效益分析

推行”润滑无废油管理”前,公司每年润滑油采购成本近80万元,设备维修成本近20万元。

推行”润滑无废油管理”以后,2014年全年用油成本约39万元,设备维修成本约9万元,用于实施“润滑无废油管理”的费用约20万元。综合统计,公司2014年在润滑管理方面节约成本约32万元。因2014年是首次推行计划,初期投入的检测很多,各项费用分摊也较高,还未能完全挖出节能潜力。预计2015年“润滑无废油管理”将至少为公司节约成本40万元以上。

(三)市场前景

世林公司仅是一家中等规模的企业,因大部分润滑油的用油要求都不高,润滑管理方面能够挖掘的潜力有限。这种管理如果应用到大型重型企业,如年润滑油采购费用在千万以上或滤芯采购费用在百万以上的企业,对其节能降耗挖潜的作用将会非常突出。

中国近几年来每年约有750万吨左右的润滑油因为各种各样的原因废弃,其中80%以上的废弃润滑油仅需要对其进行净化就可以回收再利用。例如一大型肉食企业某分厂每年约废弃价值300万元左右的68号食品级液压油,该油液仅使用一次就因被铝粉污染废弃,以普通的净化技术回收的话成本太高没有意义。经我公司推荐后,使用我公司的闭式离心净油机,在很短的时间内,以很低的净化成本就将油液净化至可重复利用的程度。预计如果将我公司的“润滑无废油管理“推行到整个双汇集团,每年可为集团节约费用5001000万元。

润滑油的使用,几乎涉及到所有的重工业领域,而润滑管理挖潜增效也是所有重工业领域及部分轻工业领域的共同目标。我公司的“润滑无废油管理”方案如能广泛推行,将使所有使用润滑油的单位,尤其是要求连续生产,对润滑油有非常高的污染度要求的企业获得巨大的效益。

四、结论

国外对于润滑管理有一个投入产出比推算,基本认为在润滑管理方面投入一元钱,可以得到约10元左右的产出,即投入产出比为110

这个统计推论在上世纪“全优润滑”风行的时候就已经得出。如果在“全优润滑”的管理基础上,再推行我公司的“无废油管理”方案,应可使管理和净化成本再降低约80%左右,则润滑管理的投入与产出比可达到惊人的150。“向管理要效益”将不再是一句口号,会成为所有工业企业内部挖潜的便捷途径。 

 

参考文献:

1】雷天觉.新编液压工程手册.北京理工大学出版社.1998.12

2】韩维等.液压油污染控制技术研究.海军航空工程学院学报.1997(3)

3】戴钧墚.废润滑油再生.中国石化出版社.1999

4】潘书业.现场检测液压油劣化的方法.工程机械.200105

5】刘延俊.液压系统的使用与维修.化学工业出版社.2006.5

6Noria,第一届设备管理经理年会讲稿,美国休斯敦,20044





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