淺談預測性維護技術(shù)在選礦廠的應(yīng)用

朱黎陽，王國文

金川集團股份有限公司選礦廠 甘肅金昌 737100

隨 著工業(yè)數(shù)字化的發(fā)展，智能制造 2025 的提出，以及“機械化換人、自動化減人”的推廣，選礦廠對設(shè)備精細化管理要求和管理水平也逐步提高[1]。近年來，選礦廠各生產(chǎn)系統(tǒng)自動化、信息化水平已顯著提高，基本實現(xiàn)無人值守。由于生產(chǎn)模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，維護與檢修人員減少，但為了保障安全生產(chǎn)和設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，仍需進行必不可少的點檢工作。尤其是系統(tǒng)中的單臺設(shè)備，如帶式輸送機、棒磨機及渣漿泵等設(shè)備在運行時必須保證長周期良好運行，發(fā)生設(shè)備故障將會造成非計劃停車，影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)。設(shè)備故障不僅會增加運營成本，還造成計劃外的停機，影響生產(chǎn)和安全。

1 選礦行業(yè)設(shè)備維護現(xiàn)狀

選礦廠大型設(shè)備較多，屬于設(shè)備資產(chǎn)密集型企業(yè)，生產(chǎn)連續(xù)性強?，F(xiàn)場球磨機、破碎機、帶式輸送機、渣漿泵等關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)設(shè)備的良好運行是保障連續(xù)生產(chǎn)的基石。目前，選礦廠主要設(shè)備運行維護管理采用點巡檢結(jié)合修復性維護、定期拆解維修、事后搶修等模式。設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測手段有限，點巡檢效果受工作人員經(jīng)驗、敬業(yè)程度、經(jīng)驗判斷等因素限制，制約了設(shè)備能力發(fā)揮和管理水平的提升。設(shè)備早期故障無法及時發(fā)現(xiàn)及有效診斷，增加了非計劃停車時間。

依靠人工和經(jīng)驗的運行維護策略，因缺乏數(shù)據(jù)統(tǒng)計支撐，不能正確評估和優(yōu)化當前的運行維護模式，也不能準確預測設(shè)備狀態(tài)，不適應(yīng)當前數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型中企業(yè)精細化管理的要求。

2 預測性維護技術(shù)

工業(yè)設(shè)備的維護維修分為事后維護、預防性維護以及預測性維護[2]。事后維護是修復性維護，預測性維護和預防性維護都屬于事先維護[3]。而后兩者不同之處在于預測性維護是通過安裝在工業(yè)設(shè)備上的傳感器實時監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，預判故障可能發(fā)生的時間，如果存在故障隱患，將會自動觸發(fā)報警或者維護命令，而預防性維護是憑經(jīng)驗記錄運行狀態(tài)。

預測性維護是一種反應(yīng)式的保養(yǎng)，既避免了過度維護，也防止欠維護而發(fā)生故障，在降低成本的同時提高了可靠性。

預測性維護以振動、溫度參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)與設(shè)備維修數(shù)據(jù)及故障機理，對設(shè)備運行狀態(tài)進行多角度、全方位的實時監(jiān)測，通過傳感器采集設(shè)備實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行計算、分析和判斷，構(gòu)成完整的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。目前，故障監(jiān)測主要通過測溫、測音及測振等方式[4]進行狀態(tài)判斷，各類監(jiān)測方式能夠監(jiān)測的故障類型如表 1 所列。

表1 各類監(jiān)測方式能夠監(jiān)測的故障類型

利用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備連續(xù)數(shù)據(jù)采集[5]，在設(shè)備前端即可實現(xiàn)報警；通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器終端，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；組織專家定期分析會診，判斷當前設(shè)備狀態(tài)，預測設(shè)備未來狀態(tài)，制定科學的維護策略；通過長時間的數(shù)據(jù)積累，不斷優(yōu)化設(shè)備運維管理模型，實現(xiàn)主要設(shè)備的預測性維護。

3 預測性維護技術(shù)在選礦廠的應(yīng)用

預測性維護技術(shù)可以減少設(shè)備故障，提高其開機率，發(fā)揮設(shè)備的潛能[6]。

預測性維護技術(shù)應(yīng)用于球磨機、帶式輸送機及渣漿泵等設(shè)備，其上安裝的智能無線監(jiān)測傳感器，將采集到的信號通過智能無線終端上傳至運算中心，數(shù)據(jù)處理后傳輸至狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行分析，用于預測設(shè)備的剩余使用時間、故障點、故障類型等信息。結(jié)合人工診斷技術(shù)，實現(xiàn)異常設(shè)備的智能報警和診斷。設(shè)備狀態(tài)經(jīng)過智能系統(tǒng)診斷與人工診斷的雙重驗證，其結(jié)果將通過系統(tǒng)的可視化組件進行呈現(xiàn)，并提供檢驗維修建議，完成現(xiàn)場檢修后，將設(shè)備最新運行狀態(tài)與歷史狀態(tài)進行對比、分析，實現(xiàn)設(shè)備檢修后狀態(tài)評估，保證設(shè)備平穩(wěn)運行?；陬A測性維護技術(shù)的設(shè)備故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)如圖 1 所示。

圖1 基于預測性維護技術(shù)的設(shè)備故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)

當設(shè)備運行數(shù)據(jù)異常時，該系統(tǒng)會自動報警，并通過短信、郵件以及手機 APP 的方式推送給現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備管理人員。現(xiàn)場工程師可通過軟件中的分析工具對設(shè)備數(shù)據(jù)進行追蹤回溯，判斷當前設(shè)備狀態(tài)，也可通過診斷專家支持實現(xiàn)云端故障診斷，幫助現(xiàn)場確定設(shè)備異常原因、部位、損傷嚴重程度、部件剩余壽命評估等，為運行維護檢修決策提供數(shù)據(jù)支撐。設(shè)備故障診斷分析如圖 2 所示。

圖2 設(shè)備故障診斷分析圖

該診斷結(jié)果和檢修建議可作為現(xiàn)場人員檢修維護的檢測依據(jù)，具有一定的指導意義。

4 結(jié)語

預測性維護技術(shù)可作為一種強有力的工具，幫助廠礦企業(yè)提高生產(chǎn)效率，節(jié)省人力，降低成本。

預測性維護技術(shù)能全天候、全方位監(jiān)測設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障，準確診斷故障類型，降低設(shè)備故障率并減少非計劃停車時間；且該系統(tǒng)符合無人化值守的要求，避免了巡檢人員在設(shè)備運行期間檢查設(shè)備，降低了人員的安全風險，提高了系統(tǒng)運行效率，實現(xiàn)了設(shè)備的集中控制和最優(yōu)化運行，提高了選礦廠的整體設(shè)備管理水平。