30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油潤(rùn)滑加熱系統(tǒng)改造

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200)

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200)

首鋼京唐公司30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，原套管式電加熱器存在加熱功率偏小與加熱效果不良等問(wèn)題，通過(guò)將原套管式加熱器改造為管道式電加熱器，同時(shí)優(yōu)化了壓力、溫度、流量聯(lián)鎖控制，解決了該潤(rùn)滑系統(tǒng)加熱器存在的突出問(wèn)題。

圓盤(pán)剪;碎邊剪;稀油潤(rùn)滑站;管道電加熱器

0 前言

首鋼京唐公司30萬(wàn)t熱軋帶鋼橫切生產(chǎn)線是目前國(guó)內(nèi)設(shè)備配置、自動(dòng)化操作水平較高的剪切線，主要用于熱軋鋼卷的后部精加工處理，是將熱軋鋼卷開(kāi)卷、切邊、矯平、定尺剪切、包裝，然后發(fā)往終端用戶。全線設(shè)備運(yùn)行日益穩(wěn)定，但稀油潤(rùn)滑站加熱系統(tǒng)在運(yùn)行中存在一些問(wèn)題。

1 存在的問(wèn)題

1.1 稀油潤(rùn)滑站配置

30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用是向圓盤(pán)剪與碎邊剪的齒輪箱提供噴油式潤(rùn)滑。該稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑油的粘度為220 mm2/s;油箱容積為5 m3;2臺(tái)螺桿泵(1用1備)，流量為206 L/min，額定壓力為1 MPa;1臺(tái)雙筒式過(guò)濾器，過(guò)濾精度為80μ;1臺(tái)板式冷卻器，冷卻面積為20.68 m2;6個(gè)嵌入油箱的套管式電加熱器，單個(gè)加熱器的功率為5 kW。

1.2 存在的問(wèn)題

當(dāng)廠房室溫低于10℃時(shí)，30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，加熱器會(huì)暴露出如下問(wèn)題:

(1)安裝在油箱底部的套管式電加熱器之間布置較密集，布局間隔較小，油液在加熱器處流動(dòng)性差，影響加熱效果;

(2)套管式電加熱器的加熱功率不足，造成加加熱器長(zhǎng)時(shí)間處于加熱狀態(tài)，嚴(yán)重縮短電加熱器的使用壽命(使用壽命僅為1～2個(gè)月);

(3)系統(tǒng)油溫不均勻，油箱溫度達(dá)到40℃，而供油溫度僅為30℃，與設(shè)計(jì)溫度(40℃±2℃)相差較大，此外，在加熱器套管周?chē)植繙囟壬踔粮哌_(dá)70～80℃，加劇油液老化變質(zhì)。

加熱器改造前稀油潤(rùn)滑原理如圖1所示。

圖1 加熱器改造前稀油潤(rùn)滑原理Fig.1Oil lubrication principle before electric heaters modification

2 改造措施

2.1 改進(jìn)加熱方式

為解決30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油潤(rùn)滑站加熱系統(tǒng)存在的問(wèn)題，將原嵌入油箱中的套管式電加熱器改造為管道電加熱器，考慮到投資成本及場(chǎng)地空間限制，無(wú)法增加一套獨(dú)立循環(huán)加熱回路，決定將管道電加熱器2安裝在電機(jī)+螺桿泵1與雙筒過(guò)濾器3之間(見(jiàn)圖2)，原套管式加熱器全部取消。改造后的管道電加熱器為立式就地安裝型式。油液從加熱器下部流入，流經(jīng)若干有外加套管的加熱棒，熱油從加熱器頂部排出［1］。在管道加熱器進(jìn)油口與出油口增加一個(gè)旁通，在加熱器出現(xiàn)緊急狀況或維修時(shí)投入使用。

2.2 提高加熱功率

原套管式加熱器總加熱功率為30 kW，不能滿足潤(rùn)滑系統(tǒng)的加熱要求。為提高加熱能力，需提高改造后的管道加熱器的功率。管道加熱器應(yīng)具備的加熱器功率計(jì)算方法［2］如下:

式中，C為油液的比熱，一般取值范圍為1 680～2 094 J/(kg·℃);ρ為油液的密度，kg/m3; V為油箱的容積，m3;Δt為油液加熱前后的溫差，℃;T為加熱時(shí)間，η為熱效率，一般取值范圍為0.6～0.8。

因該潤(rùn)滑系統(tǒng)管路較短且設(shè)置在車(chē)間內(nèi)，故忽略潤(rùn)滑系統(tǒng)在運(yùn)行中的對(duì)外熱交換，取C=1 850 J/kg℃，ρ=900 kg/m3，V=5 m3，Δt= 20℃，T=90 min，η=0.7，代入公式(1)中計(jì)算得到加熱器功率P=44.05 kW，實(shí)際選用的管道式電加熱器功率為45 kW。

圖2 加熱器改造后稀油潤(rùn)滑原理Fig.2Oil lubrication principle after electric heaters modification

2.3 完善控制聯(lián)鎖

改造后的管道電加熱器與原套管式電加熱器均與螺桿泵的啟停聯(lián)鎖，即只有螺桿泵處于工作狀態(tài)時(shí)，加熱器方可啟動(dòng)，當(dāng)螺桿泵停止工作時(shí)，加熱器不可啟動(dòng)。改造后的管道電加熱器與原套管式電加熱器的聯(lián)鎖條件相比，進(jìn)行了如下改進(jìn):

(1)增加壓力聯(lián)鎖。在管道加熱器入口處安裝一個(gè)壓力傳感器，用以實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)入管道加熱器的流體壓力，當(dāng)流經(jīng)管道電加熱器的油液壓力超過(guò)設(shè)定值(1 MPa)時(shí)，加熱器將立即停止工作，同時(shí)發(fā)出報(bào)警號(hào)，以確保潤(rùn)滑系統(tǒng)安全、可靠的工作。

(2)改進(jìn)溫度聯(lián)鎖。改造后的立式管道電加熱器，通過(guò)安裝在加熱器出口溫度傳感器的溫度設(shè)定實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)與停止。管道加熱器出口實(shí)測(cè)溫度記為T(mén)，該加熱器設(shè)定下限溫度T1為38℃，上限溫度T2為42℃。當(dāng)T＜T1時(shí)，加熱器會(huì)全功率(45 kW)加熱;當(dāng)T≥T1時(shí)，加熱器低功率(15 kW)加熱;當(dāng)T≥T2時(shí)，加熱器停止工作。管道加熱器的上限溫度與下限溫度可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行重新設(shè)定。

(3)增加流量聯(lián)鎖。在管道加熱器出口處安裝一個(gè)渦輪式流量傳感器，用以實(shí)時(shí)檢測(cè)通過(guò)管道加熱器的油液流動(dòng)情況，該加熱器的最低流量設(shè)定值為2 m3/h(正常工作時(shí)的流量是12 m3/ h)，當(dāng)通過(guò)加熱器的實(shí)際流量小于或等于最低設(shè)定值時(shí)，加熱器將停止工作。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油潤(rùn)滑站加熱系統(tǒng)存在的問(wèn)題分析，制定并實(shí)施了相應(yīng)的改造措施，改造后效果顯著產(chǎn)。

(1)改造后的管道式電加熱器既不同于傳統(tǒng)安裝于油箱底部的套管式電加熱器，也不同于現(xiàn)在使用較多的獨(dú)立循環(huán)加熱回路，改造后的加熱器安裝在供油泵出口處，相比套管式電加熱器，改善了油液在加熱器處的流動(dòng)性，提高了加熱器系統(tǒng)的加熱能力;相比獨(dú)立加熱循環(huán)回路，在滿足了系統(tǒng)加熱能力要求前提下，降低設(shè)備投資成本與節(jié)省場(chǎng)地空間。

(2)改造后的管道式加熱器實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、溫度、流量的自動(dòng)檢測(cè)、控制與報(bào)警聯(lián)鎖功能。

(3)改造后的管道式加熱器實(shí)際應(yīng)用效果較好，對(duì)其它類似工況的稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)加熱方式的選擇與加熱效果的改進(jìn)具有一定的參考意義。

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30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線稀油潤(rùn)滑加熱系統(tǒng)改造

李鵬來(lái)

Electric heater system modification of the oil lubrication station of 300，000 t crosscutting production line

LI Peng-lai
(Shougang Jingtang Iron and Steel Co.，Ltd.，Tangshan 063200，China)

Casing heaters exposed the problems that heating power was a little small and heating effect was bad when the oil lubrication system of Shougang Jingtang 300，000 t crosscutting production line ran.The problem of the oil lubrication system was thoroughly solved by replacing the casing heaters with the pipeline heater and optimizing the interlocking conditions of pressure，temperature and flow rate.

edge shear;rotary shear;oil lubrication station;pipeline electric heater

TH117

A

1001-196X(2014)05-0091-03

2014-03-21;

2014-05-13

李鵬來(lái)(1981-)，男，碩士，工程師，主要從事液壓技術(shù)方面的設(shè)備管理與維護(hù)工作。