煤化工企業(yè)油品選型優(yōu)化研究與應(yīng)用*

鐘龍風(fēng)

(廣州機(jī)械科學(xué)研究院有限公司，工業(yè)摩擦潤滑技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心 廣東廣州 510535)

煤化工是我國化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，未來隨著世界石油資源不斷減少，煤化工的重要性將更加凸顯。加上我國富煤少油的資源現(xiàn)狀，近年來煤化工發(fā)展更加迅速。當(dāng)前制約煤化工行業(yè)發(fā)展的一大因素是煤化工生產(chǎn)污染較大、排放高，這與國家當(dāng)前低碳、綠色的發(fā)展戰(zhàn)略吻合度不高，因而減少污染和排放是煤化工企業(yè)當(dāng)務(wù)之急。煤化工企業(yè)生產(chǎn)的整個工藝流程中涉及大量轉(zhuǎn)動設(shè)備，如離心壓縮機(jī)組、空分裝置、汽輪發(fā)電機(jī)組、各類泵等，這些轉(zhuǎn)動設(shè)備潤滑的好壞與企業(yè)的節(jié)能減排密切相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計，全世界有1/3～1/2的能源以各種形式消耗在摩擦上，而摩擦導(dǎo)致的磨損是機(jī)械設(shè)備失效的主要原因，大約有80%的損壞零件是由于各種形式的磨損引起的，而在工業(yè)企業(yè)中潤滑是減少設(shè)備摩擦、磨損的重要手段[1-5]。因而做好設(shè)備的潤滑管理對于煤化工企業(yè)實現(xiàn)低碳、綠色生產(chǎn)意義重大，而潤滑油品的管理是潤滑管理的重要環(huán)節(jié)，也是煤化工企業(yè)潤滑管理中普遍存在的薄弱環(huán)節(jié)，因而開展?jié)櫥推返墓芾硎敲夯て髽I(yè)實現(xiàn)設(shè)備管理精細(xì)化和綠色低碳生產(chǎn)的重要一步[6-8]。

煤化工相比石油化工起步晚、工藝流程更復(fù)雜，涉及到的設(shè)備種類和數(shù)量更多，因而設(shè)備的管理工作更繁重，但同時可挖掘的潛力也更大。潤滑管理作為設(shè)備日常管理中的一個重要環(huán)節(jié)，對于眾多煤化工企業(yè)而言就是一個待挖掘的“金礦”。本文作者分析煤化工企業(yè)潤滑油使用普遍存在的問題，提出開展油品選型優(yōu)化的思路，為煤化工企業(yè)提升潤滑管理工作提供了參考。

1 煤化工企業(yè)用油現(xiàn)狀

(1)油品種類繁多

油品種類多幾乎是煤化工企業(yè)的一個“通病”。以兩家大型煤化工企業(yè)為例，一家設(shè)備用油種類達(dá)到138種，另一家達(dá)到163種。這還只是設(shè)備上使用的油品，如果再加上倉庫中因各種原因而 “閑置”的油品，總的油品種類接近200種(見表1)。油品種類繁多一是體現(xiàn)在油品品牌多，以上述企業(yè)為例，其接近200種的油品品牌不僅襄括了國外和國內(nèi)幾大主流品牌，還有大量非主流品牌，全部油品品牌數(shù)量達(dá)29個，且油品種類多的幾大品牌在油品年使用量上沒有顯著差別，即企業(yè)沒有以某一品牌的油品為主的策略，這其實并不利于企業(yè)在采購時通過量的優(yōu)勢提高議價能力。油品種類繁多另一個體現(xiàn)是油品黏度等級多，以該企業(yè)工業(yè)齒輪油為例，從ISO VG46至ISO VG3200黏度等級一應(yīng)俱全，一個企業(yè)的設(shè)備即使再復(fù)雜多樣，也很難想象其真有必要把齒輪油的黏度等級幾乎用全。

表1 某企業(yè)各品牌油品種類分布

企業(yè)用到的油品種類繁多帶來的首要問題就是現(xiàn)場加錯油的風(fēng)險陡增。以上述企業(yè)為例，在對現(xiàn)場關(guān)鍵設(shè)備在用油進(jìn)行取樣檢測發(fā)現(xiàn)，在很小的抽樣比例下就發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備存在加錯油的情況，見表2。公用工程中心磨煤機(jī)減速機(jī)油站采用的是某品牌L-CKD320工業(yè)閉式齒輪油，共抽檢了2臺設(shè)備，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中1臺設(shè)備存在加錯油的情況，1#磨煤機(jī)減速機(jī)在用油黏度檢測值為212.6 mm2/s，這與該潤滑點要求所用油品牌的黏度范圍不相符。該黏度符合ISO VG 220的黏度范圍，且現(xiàn)場也正好用到了ISO VG 220黏度等級的齒輪油，所以基本可以判斷這是由于現(xiàn)場加錯油導(dǎo)致的結(jié)果。油品種類繁多帶來的問題還包括油品庫存量居高不下，初步統(tǒng)計該企業(yè)油品庫存金額達(dá)200萬元以上；現(xiàn)場為避免潤滑器具混用需配備的各類潤滑器具數(shù)量增加等。

表2 磨煤機(jī)減速機(jī)在用油檢測數(shù)據(jù)

(2)油品性能等級偏高

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多家煤化工企業(yè)發(fā)現(xiàn)煤化工企業(yè)用油性能等級普遍偏高，尤其是在一些大型關(guān)鍵設(shè)備上。例如空分壓縮機(jī)采用了全合成汽輪機(jī)油，汽輪發(fā)電機(jī)也采用了全合成汽輪機(jī)油，這在其他類型工業(yè)企業(yè)中是比較罕見的。以汽輪機(jī)用油為例，在電力行業(yè)無論是30 MW小機(jī)組，還是核電1 000 MW大機(jī)組，普遍采用的是礦物型汽輪機(jī)油；在石油化工行業(yè)，各類大型離心壓縮機(jī)組也普遍采用的是礦物型汽輪機(jī)油，很少使用合成油。一方面，合成油的價格通常是礦物油的5～6倍，而這類設(shè)備用油量又很大，導(dǎo)致設(shè)備用油成本非常高。另一方面像離心壓縮機(jī)、汽輪機(jī)這類設(shè)備通常采用循環(huán)潤滑系統(tǒng)，整體潤滑工況環(huán)境較好，油品使用周期很長，使用合成油性價比不明顯。

煤化工企業(yè)用油性能等級普遍偏高的原因，主要有2個方面：一是煤化工企業(yè)部分關(guān)鍵設(shè)備(例如空分)進(jìn)口設(shè)備居多，設(shè)備廠家推薦的油品性能等級較高；另一方面是煤化工行業(yè)相比石油化工、電力行業(yè)來說仍屬于較小眾行業(yè)，設(shè)備實踐經(jīng)驗有限，也相對閉塞，與行業(yè)外的交流少，造成煤化工行業(yè)類似設(shè)備的用油性能等級明顯高于其他行業(yè)[9-13]。

(3)油品使用經(jīng)濟(jì)性偏低

煤化工企業(yè)油品使用經(jīng)濟(jì)性偏低主要表現(xiàn)在油品性能等級偏高，但換油周期普遍偏短。例如某企業(yè)甲醇中心各類離心式壓縮機(jī)使用的是性能等級更優(yōu)的某品牌半合成型汽輪機(jī)油，但確定的換油周期僅為2年。而其他行業(yè)大部分采用的為礦物型汽輪機(jī)油，但換油周期普遍更長，有4年換油周期的，甚至還有使用周期達(dá)到8年的。類似的還有聚烯烴反應(yīng)器攪拌器減速機(jī)使用的是某品牌全合成型齒輪油，而換油周期為1年。而其他行業(yè)類似設(shè)備上通常使用礦物油，且換油周期普遍在2年以上。因此，這些設(shè)備油品使用經(jīng)濟(jì)性是偏低的。

潤滑油品本質(zhì)上是石油附屬產(chǎn)品的一種，因而潤滑油品的消耗量與企業(yè)的能耗是相關(guān)的，更重要的是潤滑油品在使用后屬于危險廢物。根據(jù)2016年8月1日修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，國家危險廢物名錄中“HW08廢礦物油與含礦物油廢物非特定行業(yè)類”，明確廢棄潤滑油需要找有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)回收處理。因而設(shè)備換油周期偏短不僅關(guān)乎企業(yè)油品使用成本上升、換油工作量增加，更重要的是會增加煤化工企業(yè)危險廢物的排放，這與當(dāng)前國家節(jié)能減排的發(fā)展主旋律以及發(fā)展“綠色煤化工”都是不相符的[14-15]。

2 油品選型優(yōu)化思路

油品選型優(yōu)化采取以下五項原則(見圖1)：

(1)非關(guān)鍵設(shè)備用油往關(guān)鍵設(shè)備用油靠攏：關(guān)鍵設(shè)備對企業(yè)的正常生產(chǎn)非常關(guān)鍵，因而選型優(yōu)化過程中盡可能不動關(guān)鍵設(shè)備的用油，而其他非關(guān)鍵設(shè)備的用油往關(guān)鍵設(shè)備用油靠攏。

(2)使用量少的油品往使用量多的油品靠攏：油品使用量多往往意味著有更多設(shè)備在使用該油品，而油品替代過程始終會帶來一定的影響，因而采取使用量少的油品往使用量多的油品靠攏的方法，以盡可能減少換油的影響。

(3)滿足設(shè)備潤滑要求前提下提高用油性價比：在滿足安全、可靠的前提下實現(xiàn)用油的經(jīng)濟(jì)性。

(4)同類或同一中心設(shè)備的用油盡可能統(tǒng)一：該方法可減少設(shè)備加錯油情況的發(fā)生，也便于現(xiàn)場潤滑管理工作的開展。

(5)替代油品不改變目前設(shè)備換油周期：設(shè)備選用替代油品后，設(shè)備的換油周期不會改變，部分設(shè)備降低了用油性能等級，但前提是保持目前的換油周期不改變。

3 優(yōu)化結(jié)果及效益分析

3.1 優(yōu)化結(jié)果

以上述提到的煤化工企業(yè)為例，通過選型優(yōu)化，設(shè)備用油種類從138種優(yōu)化為57種，優(yōu)化幅度達(dá)到59%(見圖2)。通過選型優(yōu)化，不僅油品種類大幅減少，還優(yōu)化了部分設(shè)備用油，例如用油性能等級過高的設(shè)備，用油選擇不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備等。通過這些優(yōu)化一方面可以降低油品使用成本，提高用油經(jīng)濟(jì)性，另一方面避免部分設(shè)備因用油選擇不當(dāng)導(dǎo)致的設(shè)備潤滑失效。

3.2 效益分析

(1)直接效益分析

通過開展油品選型優(yōu)化可以帶來直接經(jīng)濟(jì)效益。主要包括2個方面，一是通過優(yōu)化減少特種油品、專用油品以及部分性能等級過高油品的使用。據(jù)粗略統(tǒng)計，通過油品選型優(yōu)化可使油品年采購成本下降約15%。二是優(yōu)化后油品種類大幅減少，庫存油品種類及數(shù)量也隨之大幅減少。根據(jù)其他工業(yè)企業(yè)開展油品選型優(yōu)化的統(tǒng)計，通過油品選型優(yōu)化庫存成本可下降50%以上，部分企業(yè)還嘗試實施“零庫存”。

(2)間接效益分析

除了直接經(jīng)濟(jì)效益，開展油品選型優(yōu)化還能帶來不少的間接收益。主要包括以下幾個方面：

(1)減少現(xiàn)場加錯油情況的發(fā)生。設(shè)備加錯油會導(dǎo)致設(shè)備短期內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重故障。油品種類大幅減少可以從客觀上減少了現(xiàn)場加錯油的概率，同時在優(yōu)化中盡可能保證同中心或同類設(shè)備用油統(tǒng)一，也可以減少現(xiàn)場加錯油情況的發(fā)生。

(2)減少現(xiàn)場潤滑器具混用情況?，F(xiàn)場潤滑器具混用時，潤滑器具殘留的潤滑油，也會造成潤滑油的混用，給設(shè)備的潤滑帶來一些隱患。尤其是加脂槍的混油，因潤滑脂間的不兼容情況遠(yuǎn)大于潤滑油間的不兼容，加脂槍的混用會給軸承潤滑帶來很大的隱患。例如上述企業(yè)采用的潤滑脂種類達(dá)到30多種，在現(xiàn)場為每種潤滑脂配備一把加脂槍并嚴(yán)格執(zhí)行是很難實現(xiàn)的。因此，減少油品種類是才能避免現(xiàn)場器具混用情況的發(fā)生。

(3)減少油品采購、入庫工作量，提高采購議價能力。隨著油品種類大幅度削減，油品采購工作量也隨之減少，尤其是解決了一些小眾油品采購渠道少、采購周期長的問題。并且隨著油品品牌逐步向1～2個主要品牌靠攏，油品采購量大幅上升，因而還能提高采購時的議價能力。油品種類的減少還能大大減少倉庫的管理工作，如入庫、盤點、儲存搬運等。

(4)為潤滑管理的持續(xù)提升奠定基礎(chǔ)。油品的管理是潤滑管理的第一步，在油品理清、管順、種類下降后，才能更好地開展企業(yè)設(shè)備潤滑管理的其他環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語

針對煤化工企業(yè)潤滑油使用普遍存在的問題，如采用的油品種類多、油品性能等級偏高、油品使用經(jīng)濟(jì)性偏低，提出總體上按照“油品種類最少化、設(shè)備潤滑更優(yōu)化、用油成本更低化”開展油品選型優(yōu)化的思路。通過油品選型優(yōu)化的開展，一方面大幅度減少了設(shè)備用油種類，從而減少了現(xiàn)場加錯油及潤滑器具混用情況，提高設(shè)備潤滑可靠性；另一方面，通過優(yōu)化整合油品的集中度提高，企業(yè)在油品采購、倉儲等環(huán)節(jié)都可以獲得較好的效益。油品的管理可作為企業(yè)開展?jié)櫥芾淼那腥朦c，企業(yè)在管理好油品，才能進(jìn)一步開展?jié)櫥芾硖嵘ぷ鳌?/p>