選煤廠主要設(shè)備故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熊海兵

摘 要：選煤設(shè)備全生命周期健康管理是智能化選煤廠建設(shè)的重要內(nèi)容，而設(shè)備故障預(yù)測(cè)是實(shí)現(xiàn)選煤設(shè)備全生命周期健康管理的核心環(huán)節(jié)。運(yùn)用有效的故障預(yù)測(cè)方法，及時(shí)預(yù)測(cè)設(shè)備故障的發(fā)展態(tài)勢(shì)，有利于把握設(shè)備的退化趨勢(shì)，了解設(shè)備發(fā)生故障的大致時(shí)機(jī)，便于在故障發(fā)生前及時(shí)制定并實(shí)施預(yù)防性維護(hù)策略，以預(yù)防故障產(chǎn)生，降低由于設(shè)備故障帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：選煤廠設(shè)備;故障診斷;維護(hù)策略;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引 言

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步與轉(zhuǎn)型升級(jí)，煤炭資源在社會(huì)生產(chǎn)中占據(jù)了重要的地位，煤礦選煤業(yè)務(wù)也變得愈發(fā)的重要，本文針對(duì)如何加強(qiáng)對(duì)選煤廠設(shè)備的維護(hù)管理進(jìn)行了細(xì)致的分析與研究。

一、選煤廠旋轉(zhuǎn)設(shè)備存在問題分析

齒輪箱在使用過(guò)程中經(jīng)常由于旋轉(zhuǎn)中心和中心軸未有效重合而出現(xiàn)齒輪的偏心現(xiàn)象，致使齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生了較大幅度的振動(dòng)現(xiàn)象，且隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的不同，其振動(dòng)幅度也不盡相同。造成此故障的原因主要有兩方面：一是齒輪在設(shè)計(jì)加工時(shí)造成的中心軸偏心誤差;二是齒輪在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生了較大程度的磨損，且受到外界不同載荷的交替影響，最終造成了齒輪箱發(fā)生了振動(dòng)現(xiàn)象，影響著設(shè)備的正常運(yùn)行。

二、煤礦主要設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

煤礦主要設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)在設(shè)備表面或內(nèi)部布置傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，搭建物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的振動(dòng)、溫度等信號(hào)的采集，并將數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器，通過(guò)專業(yè)系統(tǒng)軟件進(jìn)行處理和分析。

當(dāng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)異常時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，并可通過(guò)短信、郵件以及手機(jī)APP方式推送至現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備管理人員?，F(xiàn)場(chǎng)工程師可通過(guò)軟件中的分析工具對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行追蹤回溯，判斷當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)，也可通過(guò)容知遠(yuǎn)程專家支持實(shí)現(xiàn)云端故障診斷，幫助現(xiàn)場(chǎng)確定設(shè)備異常原因、部位、損傷嚴(yán)重程度、部件剩余壽命評(píng)估等，為運(yùn)維檢修決策提供數(shù)據(jù)支撐。

三、故障診斷系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（一）硬件系統(tǒng)

針對(duì)選煤廠設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障問題，設(shè)計(jì)了一套故障診斷系統(tǒng)。其中，硬件系統(tǒng)是該系統(tǒng)的重要組成部分。故障診斷系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站、企業(yè)監(jiān)測(cè)中心、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警模塊等。其中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要通過(guò)加速度傳感器、溫度傳感器、位移傳感器等對(duì)選煤廠的運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析。而該故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊則采用了美國(guó)NI公司開發(fā)的處理模塊，該公司開發(fā)的模塊具有性能穩(wěn)定可靠性特點(diǎn)，在全球較多選煤廠設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，能較好地滿足選煤廠的使用需求。另外，為保證設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行，防止因停電而導(dǎo)致設(shè)備停止工作現(xiàn)象發(fā)生，在診斷系統(tǒng)中安裝了一套PUS設(shè)備，能有效保證設(shè)備的正常用電需求。

（二）建立定點(diǎn)的檢測(cè)維修制度

在實(shí)際定點(diǎn)維修的過(guò)程中，專業(yè)人員可以根據(jù)相關(guān)的規(guī)定來(lái)對(duì)機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)零件和部分重要缺陷進(jìn)行檢修，這樣才能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)潛藏在機(jī)電設(shè)備內(nèi)部的隱患。更多的工作人員自然能夠?qū)κ鹿蔬M(jìn)行全面地調(diào)整和維修。可以說(shuō)，這種維修方式是動(dòng)態(tài)性的。它的存在能夠保證機(jī)電設(shè)備更加平穩(wěn)和安全地運(yùn)行。在實(shí)際煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中，專業(yè)人員更需要將“安全第一，看重發(fā)展效率”的理念融入生產(chǎn)體系內(nèi)部。這樣一方面要將多數(shù)定點(diǎn)維修制度科學(xué)地結(jié)合在一起，之后才能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同發(fā)展。包括設(shè)備操作崗人員、安全檢查崗人員、技術(shù)崗人員和其他崗位的人員都要在默契配合之后才能夠讓設(shè)備更好地運(yùn)行。多數(shù)人更需要在分析和總結(jié)報(bào)告之后反饋給負(fù)責(zé)人，這些資料也能夠?yàn)楹罄m(xù)機(jī)電設(shè)備的維修提供重要的基礎(chǔ)。

（三）加速度傳感器

由于選煤廠設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)不同程度的振動(dòng)現(xiàn)象，其振動(dòng)幅度及振動(dòng)頻率均會(huì)對(duì)設(shè)備造成重大影響，因此，需在該故障診斷系統(tǒng)中配備一套加速度傳感器對(duì)其信號(hào)采集。在該系統(tǒng)中，主要負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備的振動(dòng)情況及受沖擊程度進(jìn)行信號(hào)采集，該設(shè)備具有較好的耐沖擊性和信號(hào)采集精度，能滿足設(shè)備危險(xiǎn)部位或無(wú)法測(cè)量的部位進(jìn)行檢測(cè)，適合永久安裝。

（四）做好設(shè)備的潤(rùn)滑管理工作

大部分的不良磨損都會(huì)直接引發(fā)機(jī)電設(shè)備故障。因此，在前期維修的過(guò)程中，一定要重視潤(rùn)滑管理。在運(yùn)行的過(guò)程中應(yīng)該立下五項(xiàng)管理內(nèi)容：第一，全面明確給油的位置。爭(zhēng)取能夠?qū)C(jī)電設(shè)備的重要部位進(jìn)行潤(rùn)滑管理，這樣既能夠保證該部位的情節(jié)，還能夠更好地進(jìn)行科學(xué)維護(hù)。第二，全方位對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，如果有必要，則可以在選擇正確品牌的潤(rùn)滑之后進(jìn)行用油管理。注意在使用的過(guò)程中保證所有潤(rùn)滑的材料都不能夠是劣質(zhì)的產(chǎn)品。第三，保證潤(rùn)滑油的數(shù)量。在實(shí)際潤(rùn)滑機(jī)電設(shè)備的過(guò)程中，專業(yè)人員需要科學(xué)地計(jì)算需要使用的潤(rùn)滑油的量。并在之后有效地研究添油量和換油的時(shí)間。第四，注意明確每個(gè)崗位工作人員的職責(zé)，以便更好地進(jìn)行分工。

四、故障診斷系統(tǒng)實(shí)際測(cè)試情況分析

為進(jìn)一步測(cè)試該選煤廠故障診斷系統(tǒng)的實(shí)際診斷性能， 將其在選煤廠進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，在測(cè)試過(guò)程中，該系統(tǒng)功能相對(duì)較為全面，運(yùn)行正常穩(wěn)定，能將選煤廠設(shè)備工作 過(guò)程中的工作溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、設(shè)備振動(dòng)情況等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)采集和直觀顯示，且各類傳感器的信號(hào)傳輸速度相對(duì)較快，針對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的振動(dòng)異常情況，能通過(guò)人機(jī)顯示界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和報(bào)警。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹，該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)相比，具有性能更加穩(wěn)定、功能更加齊全、 精度更高等特點(diǎn)，能較好地滿足該選煤廠的使用需要，得到了作業(yè)人員的一致好評(píng)。由此，驗(yàn)證了該診斷系統(tǒng)在一定程度上具有一定的可行性。

結(jié)束語(yǔ)

提高選煤廠設(shè)備的運(yùn)行安全性，已成為當(dāng)下企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。因此，在對(duì)選煤廠旋轉(zhuǎn)設(shè)備常見問題分析基礎(chǔ)上，從硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等方面入手，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套選煤廠設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，并進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：（1）該故障診斷系統(tǒng)功能較為全面，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能對(duì)選煤廠設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)采集和數(shù)據(jù)分析處理;（2）該診斷系統(tǒng)能對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)異常情況發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警提示，提高了設(shè)備的運(yùn)行安全性;（3）該診斷系統(tǒng)的應(yīng)用，得到了該煤礦作業(yè)人員的一致好評(píng)，驗(yàn)證了該故障診斷系統(tǒng)在一定程度上具有可行性;（4）該研究對(duì)提高選煤廠設(shè)備的工作效率及運(yùn)行安全具有重要作用。

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