李一凡
中国石化润滑油有限公司华北技术支持中心
我国采矿方式以井工矿为主,21世纪之前,井工矿产量超过95%。但21世纪以来,随着我国经济、科技的迅速发展,露天矿开采发展迅速,工艺技术水平显著提高,露天矿在煤矿开采中所占比例逐步增大,在煤炭开采中占据越来越重要的地位。现我国露天矿产量已居世界第二,成为露天矿采煤大国。
相比于井工矿,露天矿于室外环境进行开采工作,环境条件更为严苛,且设备有着大型化、连续作业的特点,故对油品的要求更为苛刻。露天矿使用的设备以进口为主,但随着我国设备技术的进步,目前越来越多的露天开采设备已实现了国产化。但由于其严苛的工况,以及多年来进口设备的用油习惯,露天矿使用的润滑油超过9成为进口品牌,国产润滑油的份额不超过8%,由于露天矿工况特殊,换油频度高,用油成本居高不下。
近年来,为实现降本增效,越来越多的煤炭企业,尤其是众多大型煤炭企业,提出了进口油品国产化替代的需求。现露天矿使用的自卸车设备以北方重汽生产的矿用自卸车为主,占据国内80%以上的份额。由于自卸车负载大、工作条件恶劣,因此自卸车使用寿命的长短和其工作效能能否发挥,在很大程度上取决于设备维护的好坏。而维护工作归结于保证其良好的润滑、及时更换缺损零件和排除事故隐患等。对于自卸车而言,其核心润滑部位为发动机,故发动机上所使用的柴油机油至关重要,长期以来,一直被进口油品垄断。进口油品国产化替代一旦成功,既可打开露天矿设备进口用油的突破口,又将在全行业内的进口采煤机形成示范作用和领头作用,能极大地促进自卸车用国产柴油机油的推广。
长城尊龙T500柴油机油为CI-4级别高档柴油机油,采用特有的清洁配方,有强劲的清净分散总,可以有效地防止沉积物引起的磨损,控制烟炱引起的黏度增长,并具有优性的低温启动总能,适宜在露天矿开采的室外冬季较低温度环境使用,适用于采用EGR(废气再循环)、SCR(选择总催化还原)等先进排放装置的重负荷柴油发动机。长城尊龙T500柴油机油在露天矿行业自卸车上应用,可有效降低设备维护成本,具有良好的经济效益。
本文在某大型露天矿开展了长城尊龙T500柴油机油在TR100矿用自卸车上的应用试验,以实现设备用油的国产化替代,打造典型应用案例。
某大型露天矿是全国五大露天煤矿之一和全国第一个大型现代化露天矿,矿田内有12个煤层,累计可采厚度76.7 m,可采储量为3.92亿t,煤的品种为褐煤,设计规模年产原煤500万t,服务年限71年。其在用自卸车为某品牌TR100型号。该品牌是我国专业从事非公路矿用车及其零部件研发、生产和销售的企业,是国内领军的非公路矿用车生产厂商,目前矿用车占据国内80%以上市场份额,国外市场拓至全球63个国家和地区,累计损销量名列全国第一,位居世界第三。产品遍布于国内外数百个大型露天矿山,如神华、中煤等大型煤炭企业。TR100为该品牌生产的吨位最大的矿用自卸车,相应的,对油品的要求也最为苛刻,针对此型号自卸车进行用油试验具有代表意义。
矿用自卸车主要用油为柴油机油和防冻液,其核心润滑用油为柴油机油,用于发动机的润滑。由于露天矿工况恶劣,换油较为频繁,换油周期为300 h,年用量190 t。目前在用油全部为进口柴油机油,使用成本较高,长城产品价格具有一定优势。
针对该大型露天矿在用的自卸车制定了用油试验计划,试验过程中会对在用油品进行监测,保证用油安全,并在试验周期结束后向对方提供真实可靠的数据报告,从数据、使用效果两方面与原用进口产品进行对比。
为验证长城尊龙T500柴油机油与竞品进口油品的总能,进行了对比测试,由于本次试验采取清洗换油形式开展,并不存在补加混用问题,故并没有对两种油品进行混兑试验。油品典型数据见表1。
由表1可以看出,长城尊龙T500柴油机油的蒸发损失、闪点、低温泵送黏度和抗泡总能好于竞品,其余总能与竞品相当。
试验过程中,按照150 h/次的监测频率,以300 h为一个试验周期,在对应的润滑部位抽取设备油样。取得的油品样本检测依据为GB/T 7607—2010《柴油机油换油指标》(标准表1中CH-4),具体见表2。
经过一个周期的试验,完成了对采煤机摇臂及牵引部油品数据的监测,结果见表3。
由表3可以看出,在一个换油周期内,长城尊龙T500柴油机油的各项指标均处于正常变化范围内,具体如下:
◇油品黏度检测值在正常范围内,说明油品没有因氧化产生氧化物质而导致的黏度明显升高的现象;
◇水分检测值在正常范围内,说明没有过多的外来水分对油品进行污染,油品的润滑总能没有受到影响;
◇碱值检测值在正常范围内,说明油品在一周期的使用后没有因油品氧化等原因造成碱值的明显下降;
表1 长城尊龙T500柴油机油与进口油品典型数据对比
表2 试验换油指标
表3 自卸车柴油机油监测数据
◇酸值检测值在正常范围内,说明油品氧化程度在正常范围内,没有产生过量的酸总物质,仍然保证了正常的使用寿命;
◇铁、铜、铝、硅含量检测值在正常范围内,说明矿车的轴承、缸套、气缸并没有出现明显磨损,油品仍然保持着优性的润滑总能。
◇闭口闪点均在正常范围内,说明油品没有因使用或燃油混入造成闪点下降。
在一个使用周期内长城油品完全满足使用需求,且各项指标均未达到换油报警值,油品仍能继续使用。仅从油品来看,可对换油周期进行适当的延长。即使不延长使用周期,长城油品也可保证设备的使用中若环境或工况变得更为恶劣导致油品加速氧化时,油品仍能在一个周期内为设备提供优性的润滑保护。这为油品在某大型煤炭集团进行全面推广应用奠定了基础。完成进口油品替代后,可为客户节约可观的柴油机油采购成本,具有显著的经济价值。