技术|精密定向过滤设备在水泥生产线润滑中的应用
润滑设备是水泥厂必备的辅助设备，由于水泥行业的特点，润滑油容易受到污染，增加了废油排放量，废油属于编号HW08危险废物，不得随意排放。本文介绍了一种精密定向过滤设备，能够延长润滑油的服务周期，节约润滑油的采购费用，提高设备的运行性能。
1 水泥生产工艺过程润滑油的状况
润滑油污染后会加速水泥生产设备磨损，尤其是配件寿命大大缩短，例如泵、阀、轴承、齿轮箱、液压缸等配件频繁损坏。换配件和换油时，水泥生产线面临停产风险，以5 000 t/d生产线为例，每停机1 h面临200 t熟料产能损失；又如齿轮箱轴承损坏，可能需要1~2 d的维修时间。因此，水泥行业急需在线解决生产状态润滑油快速污染和老化问题，降低设备磨损，保证低能耗生产，降低设备意外停机风险。
2 传统处理油污的方法
水泥厂润滑油污染现象非常普遍，在线运行过程中润滑油中混入大量粉尘颗粒、金属磨损颗粒、油泥、冷凝水，甚至油箱意外漏油也是很常见的。水泥厂水泥磨、生料磨等，都需要定期人工清理油箱油泥，以往水泥厂为了保生产，每年大修期间换一次油，甚至个别工厂每半年换一次油。大修期间工人爬进油箱用面团粘油泥，油箱空间狭小，工人没有防护措施，工作环境恶劣，容易出现人身伤害事故。
3 精密定向过滤设备的原理
每100 mL污染变质的润滑油中，就可能包含高达500万个颗粒物，包括磨损颗粒、研磨颗粒、粉尘颗粒，最终这些颗粒物会造成设备故障或损坏。润滑油长期存储过程会形成晶状物，在卸货和运输途中，油桶盖没拧紧导致颗粒物进入。大多数污染物的侵入，都是润滑系统在工作过程中，或者频繁维修和维护工作中产生的。本文介绍一种CJC™精密定向过滤设备，采用木质纤维过滤原理，没有任何化学反应和电荷反应，对基础油和添加剂没有负面影响，适合各类矿物油、半合成油、全合成油。
润滑油过滤系统有在线过滤和离线过滤两种形式。在线过滤形式可以实现全流过滤，普遍使用玻璃纤维为过滤介质，最佳的在线过滤精度可滤除20 μm，可以接受大流量，高压差；离线过滤形式流量较低，过滤精度达1 μm，可以过滤颗粒物、油泥等所有污垢，单个滤芯容纳污垢能力达4 kg。
4 精密定向过滤设备与传统滤油机的对比
水泥企业过去一般采用传统的真空滤油机过滤润滑油，这种滤油设备体积较大，比较笨重，自动化程度低，适用的油黏度范围一般在ISO VG 68以下，当油黏度高时，需要加热以降低运动黏度，破坏基础油和添加剂，易造成润滑油加速老化，且无法拦截小于50 μm的颗粒物，当润滑系统出现漏水时，真空过滤的排水速度太慢，容易造成设备二次故障。
精密定向过滤设备则具有更好的过滤能力，3 μm颗粒物过滤能力达98.7%，0.8 μm颗粒物过滤能力达50%，可以过滤粉尘、炭黑、设备磨损颗粒等硬颗粒和油氧化降解产物等软颗粒，同时实现3 μm精密过滤同时凝结排放除水，100%排放掉游离水，适用范围广。
5 过滤小颗粒的重要性
油维护专家马克弗森在齿轮油系统做了测试，演示过滤掉油中小颗粒物的重要性。基于对10个滚动轴承的加速测试，滚动轴承受齿轮箱污物污染。当观察过滤精度时，去除非常小的颗粒会延长组件的使用寿命，这就是过滤的主要目的，同时过滤还延长了油的寿命，马克弗森曲线见图1。
马克弗森曲线证明，过滤精度越高，轴承寿命越长。测试依据齿轮箱油被不同颗粒物污染的滚子轴承加速测试。3 μm过滤精度，轴承寿命>800万转数；10 μm过滤精度，轴承寿命<400万转数；20 μm、30 μm、40 μm过滤精度，轴承寿命<200万转数。
图1 马克弗森曲线
6 应用案例分析
某水泥企业水泥磨主轴承和滑履瓦采用460#工业闭式齿轮油，通过油液检测分析发现油品出现重度污染（见图2），污染度高于NAS 16级，主要污染成分Fe、Cu、Si、Sn含量分别达到96 mg/kg、32 mg/kg、30 mg/kg、30 mg/kg，滑履瓦出现严重的磨损和粉尘污染，油品出现老化现象。现有管道式过滤器过滤精度200 μm，过滤能力远远不能满足设备润滑要求，油品变质会直接造成设备过度磨损，降低配件寿命，增加维修成本，较为直接的办法是换油，油品容量3 960 L，换油成本约91 000元。
图2 油液取样
6.1 解决方案
采用精密定向过滤设备在线过滤，经过2次过滤后，油品污染度由高于NAS 16级降至NAS 13级以下，油品分析报告见表1。主要污染成分Fe、Cu、Si、Sn含量分别下降至27 mg/kg、16 mg/kg、5 mg/kg、4 mg/kg，磨损元素和粉尘污染物下降至正常范围值，油品清洁度大幅提升，油液过滤前后对比见图3。
图3 油液过滤前后对比
6.2 经济效益计算
延长了换油周期，在不停产的情况下解决了油品污染的问题，实现了可靠性生产，节省了换油费用，避免了换油造成的停产损失，消除了设备隐患，节约了废油处理费用。
作者单位：中材萍乡水泥有限公司
