我公司是工程機(jī)械底盤件的專業(yè)生產(chǎn)廠家之一，履帶底盤件中的履帶板、鏈軌節(jié)、銷軸、銷套及各種輪體均需要進(jìn)行熱處理。熱處理工序中水溫的波動(dòng)是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，因此淬火水溫的控制是現(xiàn)場(chǎng)熱處理管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
1.現(xiàn)狀及問(wèn)題點(diǎn)
我公司淬火水池采用集中管理方式，各工序淬火水管理方式為：每個(gè)水泵房為一個(gè)大水池集中管理，然后采用水泵單獨(dú)給各熱處理工序提供冷卻水，各工序淬火水分別再回到水泵房的大水池中。對(duì)于熱處理各工序中產(chǎn)生的熱量也統(tǒng)一匯集到水泵房中的水池中，通過(guò)水泵房中的冷卻塔對(duì)淬火水進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)淬火水的溫度管理（見(jiàn)圖1、圖2）。
圖1 水泵房冷卻水池
圖2 冷水塔冷卻
此方式的優(yōu)點(diǎn)水泵房便于集中管理，分散在車間各熱處理工序的水溫一致。但也帶來(lái)當(dāng)水溫出現(xiàn)異常時(shí)整個(gè)車間的淬火水溫對(duì)所有設(shè)備帶來(lái)影響，因此水泵房的管理是現(xiàn)場(chǎng)熱處理管理的重點(diǎn)。基于以上因素，我們采用專人對(duì)水泵房進(jìn)行管理，每天上班時(shí)開(kāi)啟冷卻塔對(duì)水池進(jìn)行降溫，定時(shí)對(duì)水溫進(jìn)行記錄，水溫過(guò)低時(shí)關(guān)閉冷卻塔，水溫過(guò)高時(shí)再開(kāi)啟冷卻塔，整個(gè)控制全部為人工操作。人工操作主要存在以下問(wèn)題：
（1）淬火水溫隨著季度節(jié)變化，水溫波動(dòng)較大，夏天時(shí)淬火水溫在30～35℃之間，而冬季淬火水溫在10～20℃之間。
（2）冷卻塔冷卻存在著冷卻過(guò)度的情況，造成電能的浪費(fèi)。特別是冬天這種情況更加突出。我公司分布于各車間的水泵房有14個(gè)，冷卻系統(tǒng)總裝機(jī)容量670kW，一班的情況下每天耗能5360kW·h，電費(fèi)在4000元左右。
（3）由于水泵房人工管理有時(shí)存在不到位的情況，出現(xiàn)工廠熱處理工序水溫異常的現(xiàn)象，造成大面積熱處理設(shè)備停工的現(xiàn)象。
2.方案制訂與實(shí)施
基于以上問(wèn)題，有必要對(duì)淬火水池冷卻系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)水溫的穩(wěn)定及電能的降低，因此我們制訂了詳細(xì)的技術(shù)方案：
（1）控制方式：設(shè)計(jì)方案采用中間繼電器、接觸器等控制，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制與自動(dòng)控制兩種控制方式。
（2）溫度控制：溫度儀表實(shí)時(shí)顯示，根據(jù)溫度高低設(shè)定實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)或關(guān)停。
（3）定時(shí)功能：水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，定時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行或停止運(yùn)行。
（4）參數(shù)設(shè)定要求：由于季節(jié)變化，設(shè)定溫度參數(shù)不同，實(shí)現(xiàn)最佳的溫度控制要求。
（5）獨(dú)立控制：自動(dòng)控制方式下，根據(jù)溫度設(shè)定不同，可實(shí)現(xiàn)水泵與風(fēng)機(jī)獨(dú)立控制。
（6）電功率啟動(dòng)：由于水泵電機(jī)頻繁啟停，要求電機(jī)控制系統(tǒng)采用軟啟動(dòng)裝置或星三角形啟動(dòng)。
（7）報(bào)警功能：水池水位、水溫過(guò)高，過(guò)低異常報(bào)警功能。此報(bào)警功能分為異常黃色報(bào)警，紅色報(bào)警。黃色報(bào)警時(shí)不影響生產(chǎn)，設(shè)備管理人員第一時(shí)間到水泵房查找原因并解決異常，為設(shè)備維修提供維修時(shí)間，紅色報(bào)警時(shí)相關(guān)熱處理設(shè)備停止生產(chǎn)。
3.改善效果確認(rèn)
根據(jù)以上要求，我們對(duì)水泵房進(jìn)行水溫自動(dòng)化控制改造，為了更好驗(yàn)證項(xiàng)目改造效果，我們對(duì)其中的一個(gè)水泵房安裝了計(jì)時(shí)器對(duì)水泵房水溫智能控制系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。如附表所示，室外溫度在10℃左右時(shí)，淬火水溫高于32℃時(shí)開(kāi)啟冷卻塔對(duì)淬火水溫進(jìn)行冷卻，低于25℃時(shí)關(guān)閉冷卻塔冷卻系統(tǒng)，可以節(jié)約76.9%的冷卻塔開(kāi)啟時(shí)間。根據(jù)計(jì)時(shí)器運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合季節(jié)性變化，夏季、冬季溫度變化對(duì)涼水運(yùn)行時(shí)間有一定影響，預(yù)計(jì)：
（1）全年綜合節(jié)能效率平均可實(shí)現(xiàn)50%。
（2）參照2015年240個(gè)工作日，以單班生產(chǎn)進(jìn)行計(jì)算，全年可節(jié)約51.5萬(wàn)元，效果非常明顯。
同時(shí)淬火水溫變化在25～35℃之間波動(dòng)，不僅降低運(yùn)行成本，還解決了由于季節(jié)變化造成水溫產(chǎn)生的較大波動(dòng)的問(wèn)題。對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提供了保證。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表
4.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)我們對(duì)水泵房冷卻水水溫自動(dòng)控制改造，取得了以下明顯效果：
（1）預(yù)計(jì)每年我公司可可節(jié)約電費(fèi)約51.5萬(wàn)元。節(jié)能效果非常明顯，全部投資半年即可回收。
（2）淬火水溫控制由原來(lái)的10～40℃之間，可以有效的控制在25～35℃之間，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定起到的很好的保證。
（3）當(dāng)淬火水池發(fā)生異常時(shí)，可以快速反應(yīng)，通過(guò)黃色異常報(bào)警功能為維修人員提供維修緩沖時(shí)間，避免現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備停工現(xiàn)象。
作者：馬強(qiáng)，周興動(dòng)，黃軍鋒
單位：山推履帶底盤事業(yè)部二工廠
來(lái)源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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