旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)在煉鋼設(shè)備中的應(yīng)用研究

周永椗，胡曉宇，丁邦權(quán)

（廣東韶鋼松山股份有限公司，廣東 韶關(guān)512123）

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)在發(fā)展的同時(shí)帶來(lái)的生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模與數(shù)量也在不斷的增加，對(duì)鋼鐵需求量日益增加。煉鋼廠在運(yùn)行的過程中，需要提高煉鋼的效率和質(zhì)量，因此煉鋼廠通常會(huì)選擇增加煉鋼設(shè)備數(shù)量的方式來(lái)提高煉鋼的產(chǎn)量，然而煉鋼設(shè)備工作環(huán)境極為復(fù)雜，容易導(dǎo)致煉鋼設(shè)備出現(xiàn)故障，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率和質(zhì)量下降。傳統(tǒng)的煉鋼設(shè)備維修使用的是周期性的維修方式，只有煉鋼設(shè)備發(fā)生故障時(shí)才會(huì)進(jìn)行維修，這并不利于煉鋼設(shè)備的正常運(yùn)行。煉鋼設(shè)備具有連續(xù)工作的特點(diǎn)，在工作的過程中，煉鋼設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)直接影響到煉鋼的效率和質(zhì)量，因此煉鋼企業(yè)要重視煉鋼設(shè)備維護(hù)工作的重要性，確保煉鋼設(shè)備在運(yùn)行的過程中不會(huì)因?yàn)楣收蠁栴}而對(duì)正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響。

1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的危害

煉鋼企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，對(duì)于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的使用非常頻繁，同時(shí)煉鋼生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備較為依賴，在生產(chǎn)的過程中會(huì)出現(xiàn)較大的磨損，因此容易發(fā)生機(jī)械設(shè)備故障。煉鋼企業(yè)為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，在不斷加大對(duì)設(shè)備的投入和設(shè)備的使用數(shù)量，但是缺乏相應(yīng)的設(shè)備檢修和故障排除常識(shí)，絕大多數(shù)設(shè)備出現(xiàn)故障存在不維護(hù)的問題，或者是當(dāng)故障發(fā)生后才去找專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行維修。這種維修模式對(duì)于煉鋼企業(yè)來(lái)說會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，會(huì)對(duì)煉鋼企業(yè)的正常生產(chǎn)活動(dòng)造成干擾，影響企業(yè)的生產(chǎn)訂單，甚至?xí)?duì)工作人員造成危害。因此煉鋼企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中，需要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的檢測(cè)和維護(hù)，避免設(shè)備在出現(xiàn)故障后再進(jìn)行維修，要提前做好檢測(cè)和故障排查工作，尤其是針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，將旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)應(yīng)用到煉鋼設(shè)備中，避免設(shè)備發(fā)生突發(fā)狀況而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，提高煉鋼企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)

2.1 狀態(tài)檢測(cè)

狀態(tài)監(jiān)測(cè)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)中的重要內(nèi)容，通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煉鋼設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)來(lái)觀測(cè)煉鋼設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于發(fā)生的故障能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。在煉鋼設(shè)備運(yùn)行過程中，由于環(huán)境較為復(fù)雜，容易產(chǎn)生故障的因素較多，通過傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)無(wú)法確保故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，只有通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)才能確保故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)。通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)信息的分析，可可以有效地判斷煉鋼設(shè)備在運(yùn)行過程中是否存在故障，以此來(lái)降低故障發(fā)生時(shí)的影響[2]。主要的監(jiān)測(cè)方法是為設(shè)備安裝振動(dòng)檢測(cè)儀和溫度傳感器，通過對(duì)設(shè)備工作室的數(shù)據(jù)采集和繪制圖表，清晰、準(zhǔn)確地顯示煉鋼設(shè)備的工作狀態(tài)。在煉鋼設(shè)備中進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)時(shí)，可以分為在線監(jiān)測(cè)，巡回監(jiān)測(cè)，不定期監(jiān)測(cè)等方式。狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控?zé)掍撛O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并將檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行匯總分析，最終對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，提高煉鋼設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2 信號(hào)的處理

在旋轉(zhuǎn)器械故障診斷技術(shù)中信號(hào)的處理是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的前提，由于煉鋼設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通過傳感器所獲取到的信息是各部件震動(dòng)結(jié)果的反饋，但是由于傳感器獲取到的信息是全部的信息，其中絕大多數(shù)都屬于無(wú)用信息，普通的方式無(wú)法準(zhǔn)確獲取到有價(jià)值的信息，因此，在實(shí)際的應(yīng)用中，傳感器采集到的設(shè)備信息往往是非常復(fù)雜的，在傳統(tǒng)的信號(hào)處理中，需要利用工作人員通過人工的方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行判斷和處理，但是由于所獲取到信息雜亂無(wú)章，信息中的相關(guān)特征很難通過人工的方式進(jìn)行準(zhǔn)確辨別，不僅會(huì)增加工作人員的勞動(dòng)壓力也無(wú)法保證信號(hào)處理的準(zhǔn)確性。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)中，可以通過多次實(shí)驗(yàn)對(duì)有用的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)建立，在后續(xù)的信號(hào)處理時(shí)，對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和靈敏度，當(dāng)煉鋼設(shè)備產(chǎn)生不正確信號(hào)時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，以此來(lái)提醒工作人員，確保煉鋼設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

2.3 故障識(shí)別方式

旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中有一定的規(guī)律。如果旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)過大，發(fā)出過大的噪聲，很可能是故障引起的。因此，有必要將計(jì)算機(jī)技術(shù)與設(shè)備的運(yùn)行相結(jié)合，做好故障檢測(cè)工作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障檢測(cè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測(cè)，在提高檢測(cè)效率的同時(shí)，還能夠降低工作人員的勞動(dòng)壓力[4]。

3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的智能化技術(shù)

3.1 專家檢測(cè)系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是將煉鋼設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，以豐富全面的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，建立起可靠的運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)。專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立主要是針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷，在故障發(fā)生時(shí)能夠?yàn)楣收显\斷提供可靠的數(shù)據(jù)信息，通過對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，判斷對(duì)方設(shè)備是否處于安全運(yùn)行的狀態(tài)。如果煉鋼設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)，專家系統(tǒng)會(huì)采取停止設(shè)備運(yùn)行和切斷電源等方式來(lái)確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 智能診斷系統(tǒng)

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷中起著重要的作用。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以更好地采集旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)行綜合分析，促進(jìn)故障診斷。智能診斷技術(shù)能夠更加準(zhǔn)確快速地發(fā)現(xiàn)煉鋼設(shè)備所發(fā)生的故障位置，通過智能診斷系統(tǒng)對(duì)故障發(fā)生的原因進(jìn)行判斷[5]。智能診斷系統(tǒng)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過收集正常設(shè)備的運(yùn)行信息和故障設(shè)備的運(yùn)行信息，以此為基礎(chǔ)建立起故障結(jié)果處理報(bào)告，促進(jìn)智能診斷技術(shù)的發(fā)展，形成良好的解決措施，如圖1所示。

圖1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

3.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備故障樣本分布

通過不斷地分析實(shí)驗(yàn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行分類整理。常見故障主要包括軸斷裂、油膜失穩(wěn)、轉(zhuǎn)子磨損等相關(guān)技術(shù)人員可在此基礎(chǔ)上建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)，提高故障診斷的可靠性和準(zhǔn)確性。通過結(jié)合智能故障診斷技術(shù)，設(shè)計(jì)了科學(xué)合理的故障預(yù)警傳感器，提高了故障診斷的效率。旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，在運(yùn)行的過程中，傳感器信息收集會(huì)受外界因素的影響，無(wú)法確保信息準(zhǔn)確的收集，因此需要結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行使用，以此來(lái)提高故障診斷的可靠程度，推動(dòng)煉鋼企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和診斷技術(shù)的發(fā)展[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)在煉鋼設(shè)備中應(yīng)用，能夠提高煉鋼設(shè)備故障維護(hù)的效率，確保煉鋼設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而提高煉鋼企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，通過將智能化自動(dòng)化的故障診斷技術(shù)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中，能夠有效地推動(dòng)故障診斷技術(shù)的發(fā)展。