水泥熟料線主機設(shè)備診斷系統(tǒng)應(yīng)用實效

安徽海螺水泥股份有限公司 詹家干、張厚友

1. 水泥行業(yè)設(shè)備維護現(xiàn)狀

水泥行業(yè)中設(shè)備基本是長期連續(xù)運行，現(xiàn)行的設(shè)備運維策略通常采取預(yù)防式維修，雖然可以在一定程度上減少非計劃停機，但過于依賴技術(shù)管理人員的經(jīng)驗；現(xiàn)代化水泥向生產(chǎn)規(guī)模大型化、生產(chǎn)工藝節(jié)能化、操作管理自動化、環(huán)保措施生態(tài)化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的檢維修模式難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，對設(shè)備運維管理科學(xué)化、智能化的要求越來越高，設(shè)備智能診斷已成為設(shè)備預(yù)防性維修必然需求。

2. 主機設(shè)備智能診斷系統(tǒng)簡介

近兩年來，我們對某水泥公司一條5000t/d生產(chǎn)線實施了部分設(shè)備的在線監(jiān)測。檢測的主要設(shè)備有：立磨磨機、入窯、入庫提升機、回轉(zhuǎn)窯減速機、煤磨減速機及排風(fēng)機、斜拉鏈輸送機。

系統(tǒng)架構(gòu)如下：

系統(tǒng)架構(gòu)

主機設(shè)備診斷系統(tǒng)通過在設(shè)備的相應(yīng)部位安裝傳感器，采集設(shè)備的振動、溫度數(shù)據(jù)，通過智能報警策略，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行異常狀態(tài)，并通過系統(tǒng)自動推送短信和郵件報警提醒，遠(yuǎn)程對數(shù)據(jù)進行精密分析，出具設(shè)備診斷結(jié)論及建議。

設(shè)備診斷系統(tǒng)由三級組成：

· 第一級為數(shù)據(jù)采集層：通過傳感器實現(xiàn)對振動、溫度的同步采集、監(jiān)測，機械故障在傳統(tǒng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)故障的預(yù)警，提高設(shè)備運行可靠性。

· 第二級為現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)：與監(jiān)測系統(tǒng)配套服務(wù)器，從采集站發(fā)回的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，現(xiàn)場維護人員通過電腦終端的在線監(jiān)測系統(tǒng)，了解設(shè)備實時運行狀態(tài)。通過智能報警體系，確及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備報警信息。

· 第三級為遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng):通過，斷專家系統(tǒng)，對所有監(jiān)控的設(shè)備進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析與診斷。隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不斷歸集，診斷案例以及故障模型的豐富，在發(fā)展的后期甚至可以解放診斷專家，實現(xiàn)“自診”的智能診斷。

· 部分設(shè)備采集站測點安裝示意圖如下：

立磨測點布置示意圖回轉(zhuǎn)窯減速機測點配置示意圖

3. 系統(tǒng)應(yīng)用效果簡介

3.1典型故障及分析過程

系統(tǒng)運行以來，共發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備三臺，故障類型四種，具體故障診斷及驗證過程如下：

在此，針對上表中立磨減速機故障診斷思路及內(nèi)窺鏡驗證進行詳細(xì)介紹。

3.1.1 診斷結(jié)論

減速箱行星輪大齒圈12點鐘方向（輸入軸為6點鐘方向）附近有剝落現(xiàn)象，暫未影響整個齒輪嚙合，目前趨勢走平平穩(wěn)。

3.1.2 檢修建議

持續(xù)監(jiān)控運行。擇機對大齒圈齒面進行檢查，根據(jù)實際情況對齒面做相關(guān)修復(fù)。

3.1.3 分析過程

3.1.3.1 趨勢、指標(biāo)參數(shù)等證據(jù)說明

立式磨機大齒圈（12 點鐘10H128k加速度波形(0.1-20000) 趨勢分析

12 點鐘方向上的測點振動出現(xiàn)震蕩上升，其他相關(guān)測點無同步性變化。

3.1.3.2 時域、頻譜、包絡(luò)解調(diào)等有用證據(jù)說明

立式磨機大齒圈（12點鐘10H128k加速度波形(0.1-20000)時域波形

峭度指標(biāo)同步變化，時域波形中出現(xiàn)尖峰狀沖擊。

立式磨機大齒圈（12點鐘10H128k加速度波形(0.1-20000)_頻譜分析

沖擊對應(yīng)的能量主要集中于14000Hz-18000Hz。

立式磨機大齒圈（12點鐘）10H_長時域波形

最新一組的長時域波形中可以看到準(zhǔn)周期的異常沖擊特征，峰值顯著。

立式磨機大齒圈（12點鐘）10H_包絡(luò)解調(diào)

顯示以 0.83Hz 的調(diào)制頻率為主，為內(nèi)齒圈損失頻率的 1/2，內(nèi)齒圈表面有損傷。

3.1.4 內(nèi)窺鏡檢查結(jié)果

檢查結(jié)果與振動分析結(jié)果一致。齒輪正常磨損，存在時間已久。

內(nèi)窺鏡檢查結(jié)果

3.2 系統(tǒng)應(yīng)用價值

專家診斷系統(tǒng)提前預(yù)知設(shè)備故障，并進行精準(zhǔn)定位故障，分析故障原因，提供檢修決策參考；診斷專家對現(xiàn)場檢修質(zhì)量進行獨立評估，確保設(shè)備檢修質(zhì)量可靠。

4、結(jié)論

隨著設(shè)備診斷系統(tǒng)智能化的提升，系統(tǒng)未來可實現(xiàn)設(shè)備管理的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對動、靜、電、儀等設(shè)備數(shù)據(jù)的全面感知與獲取。作為開放的平臺，設(shè)備診斷系統(tǒng)可集成各類智能算法，實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)預(yù)測，對分析結(jié)果進行展示，實現(xiàn)診斷的及時性、準(zhǔn)確性和安全性，為預(yù)知性維修提供依據(jù)，有廣闊的應(yīng)用前景。