我公司是工程機械底盤件的專業(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行熱處理。熱處理工序中水溫的波動是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，因此淬火水溫的控制是現(xiàn)場熱處理管理的一項重要內(nèi)容。
1.現(xiàn)狀及問題點
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：每個水泵房為一個大水池集中管理，然后采用水泵單獨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，通過水泵房中的冷卻塔對淬火水進行冷卻，從而實現(xiàn)淬火水的溫度管理（見圖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。但也帶來當水溫出現(xiàn)異常時整個車間的淬火水溫對所有設(shè)備帶來影響，因此水泵房的管理是現(xiàn)場熱處理管理的重點。基于以上因素，我們采用專人對水泵房進行管理，每天上班時開啟冷卻塔對水池進行降溫，定時對水溫進行記錄，水溫過低時關(guān)閉冷卻塔，水溫過高時再開啟冷卻塔，整個控制全部為人工操作。人工操作主要存在以下問題：
（1）淬火水溫隨著季度節(jié)變化，水溫波動較大，夏天時淬火水溫在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度的情況，造成電能的浪費。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，冷卻系統(tǒng)總裝機容量670kW，一班的情況下每天耗能5360kW·h，電費在4000元左右。
（3）由于水泵房人工管理有時存在不到位的情況，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.方案制訂與實施
基于以上問題，有必要對淬火水池冷卻系統(tǒng)進行自動控制，實現(xiàn)水溫的穩(wěn)定及電能的降低，因此我們制訂了詳細的技術(shù)方案：
（1）控制方式：設(shè)計方案采用中間繼電器、接觸器等控制，實現(xiàn)手動控制與自動控制兩種控制方式。
（2）溫度控制：溫度儀表實時顯示，根據(jù)溫度高低設(shè)定實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)啟動或關(guān)停。
（3）定時功能：水溫自動控制系統(tǒng)可實現(xiàn)定時功能，定時啟動運行或停止運行。
（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，實現(xiàn)最佳的溫度控制要求。
（5）獨立控制：自動控制方式下，根據(jù)溫度設(shè)定不同，可實現(xiàn)水泵與風機獨立控制。
（6）電功率啟動：由于水泵電機頻繁啟停，要求電機控制系統(tǒng)采用軟啟動裝置或星三角形啟動。
（7）報警功能：水池水位、水溫過高，過低異常報警功能。此報警功能分為異常黃色報警，紅色報警。黃色報警時不影響生產(chǎn)，設(shè)備管理人員第一時間到水泵房查找原因并解決異常，為設(shè)備維修提供維修時間，紅色報警時相關(guān)熱處理設(shè)備停止生產(chǎn)。
3.改善效果確認
根據(jù)以上要求，我們對水泵房進行水溫自動化控制改造，為了更好驗證項目改造效果，我們對其中的一個水泵房安裝了計時器對水泵房水溫智能控制系統(tǒng)運行進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計。如附表所示，室外溫度在10℃左右時，淬火水溫高于32℃時開啟冷卻塔對淬火水溫進行冷卻，低于25℃時關(guān)閉冷卻塔冷卻系統(tǒng)，可以節(jié)約76.9%的冷卻塔開啟時間。根據(jù)計時器運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合季節(jié)性變化，夏季、冬季溫度變化對涼水運行時間有一定影響，預計：
（1）全年綜合節(jié)能效率平均可實現(xiàn)50%。
（2）參照2015年240個工作日，以單班生產(chǎn)進行計算，全年可節(jié)約51.5萬元，效果非常明顯。
同時淬火水溫變化在25～35℃之間波動，不僅降低運行成本，還解決了由于季節(jié)變化造成水溫產(chǎn)生的較大波動的問題。對于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提供了保證。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
4.結(jié)語
通過我們對水泵房冷卻水水溫自動控制改造，取得了以下明顯效果：
（1）預計每年我公司可可節(jié)約電費約51.5萬元。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的10～40℃之間，可以有效的控制在25～35℃之間，對于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定起到的很好的保證。
（3）當淬火水池發(fā)生異常時，可以快速反應，通過黃色異常報警功能為維修人員提供維修緩沖時間，避免現(xiàn)場設(shè)備停工現(xiàn)象。
作者：馬強，周興動，黃軍鋒
單位：山推履帶底盤事業(yè)部二工廠
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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