基于可靠性水泥生产设备优化解决方案[论文]

基于可靠性的水泥生产设备优化解决方案

【摘要】水泥行业“资源密集型”和“劳动力密集型”的显着特点,决定着水泥企业对于设备可靠性有着本质的需求。提高产品竞争力,降低生产成本,确保设备平稳高效运行,是企业生存的第一需要。而采取先进的可靠性维护管理模式是实现这一需求的理想选择。

【关键词】水泥生产设备优化方案

泥企业的生产状况与可靠性需求

水泥行业“资源密集型”和“劳动力密集型”的显着特点,决定着水泥企业对于设备可靠性有着本质的需求。提高产品竞争力,降低生产成本,确保设备平稳高效运行,是企业生存的第一需要。而采取先进的可靠性维护管理模式是实现这一需求的理想选择。

水泥生产设备维修周期长,一旦发生非预知的事故停机,将直接导致效益的大幅滑坡。设备维检人员单凭眼看、手摸、耳听、鼻嗅等感观经验来判断设备故障已无法适应现代化生产的需要。每年设备大小检修的定期维修模式,无法从根本上杜绝事故的发生。同时,维修项目的制定,需要更科学的指导,减少盲目的维修与更换,减少“欠缺维修”与“过剩维修”。

有效的状态监测和故障诊断,可以很好地预防和解决这一系列问题。如今,发达经济体的先进企业,已通过实施状态监测(cm)、预知维修(pdm)及可靠性维护(rcm),有效地提高产量、提高产品质量、

减少停机时间、减少能耗与维修费用,从而实现世界级的生产运营(wcp)。我国大多数大型工业企业也已蓬勃开展以点检定修、状态维修为基础的新型维修策略。状态监测已成为企业的普遍选择。

2 关键设备的状态监测难点

水泥的主要生产设备有:破碎机、皮带输送机、斗提机、生料磨、回转窑、篦冷机、风机、煤磨、水泥料磨、辊压机等。这些设备的监测存在以下难点:

2.1 故障导致巨大经济损失

一般而言,辊压机维修时间至少需要一周,立磨维修周期更长,一旦齿轮箱损坏,维修周期将超过15天。以一个中型水泥厂为例,一条生产线停产,每天损失产量5000吨,后果严重。因此,对故障的超前预知,成为状态监测的第一要素。

2.2 转速低,载荷大,结构复杂,干扰信号多

大量设备运转在10转/分至100转/分的状态下,例如,辊压机转速为18转/分,立磨主轴承转速为50～60转/分,常规的振动测试方法无法消除低频干扰。一直以来,这种超低转速设备的监测与诊断,一直是国际性难题。

2.3 检修困难,维修成本高

必须实施准确的故障诊断,以及智能的专家及分析结果,指导精

密维修,从而提高设备可靠性,避免二次损伤,降低维修成本。

3 铁姆肯公司的优化解决方案

以创新的摩擦管理和动力传动产品及服务,帮助企业的设备运转

更快速,更高效,这一直是铁姆肯公司的不断追求。110多年来,铁姆肯公司坚持不懈地追求革新,在材料学、摩擦管理及精密制造领域积累了无以伦比的专业知识,并帮助客户攻克了一个又一个机械运转难题,在轴承、动力传动和特种钢领域始终位于技术创新的前沿。如今,铁姆肯公司将领先的工业维修与可靠性维护技术产品引入中国,通过运用先进的监测与诊断技术,帮助企业建立有效的状态

监测体系,最大程度地避免突发停机事故,帮助企业实现预知维修,提高设备可靠性。

铁姆肯公司的可靠性服务包括提供便携式的监测与诊断仪器,及推广网络化智能在线监测系统的应用。这些产品均采用了最新的科技,有效地解决了各个诊断技术难题。

3.1 冲击脉冲技术——轴承的超前预警

超过40年的成熟应用,证明冲击脉冲测试技术可提前1至3个月预知轴承的损坏,并同时可以监测到齿轮的早期损伤。这一点已得到世界范围的普遍认可。利用特殊的冲击脉冲传感器,采用共振解调技术,可轻易获取非常微弱的冲击能量,这是常规振动监测与加

速度包络技术无法比拟的。这一技术已运用于便携式检测仪器及在线监测系统。

利用冲击脉冲技术,更可以直接给出“绿、黄、红”状态指示及以下评判,并对这些指标的趋势跟踪,从而实现对轴承的安装质量,润滑状态,以及早期损伤的超前预警:

冲击脉冲指标lr/hr:lr代表低频率高幅值的冲击水平,hr代表高

频率低幅值的冲击水平;

轴承状态代码code:a为状态极佳;b为润滑不良,c为轻度损伤,d 为严重损伤;

润滑状态代码lub:即润滑的油膜厚度:0～10(μinch);

轴承损伤程度cond:40重度。

3.2 轴承油膜监测——独有的先进技术

冲击脉冲测试的结果lr/hr,即可表征润滑的状态;同时更有轴承润滑状态代码lub--油膜厚度值的监测。图1所显示的案例中,由于长期的润滑不良,轴承已开始轻度损伤,冲击脉冲指标不断攀升,油膜厚度变为零,损伤程度为32。

运用轴承润滑寿命分析模块实施生命周期评估,更可分析轴承运转状态、负载状态、寿命系数kappa指标、剩余寿命(l10ah),从而针对性地实施润滑油选型以改善润滑,提高轴承寿命等,是企业针

对设备润滑优化的有力助手。

3.3 低转速诊断技术——运用于超低转速的可靠技术

铁姆肯公司集成式在线智能监测系统ois配备了最新的低转速诊断技术。该技术专门针对低转速、超低转速的大轴承实施状态监测,利用干扰滤除、转速跟踪、征兆增强等一系列智能化的数据处理,满足0～100转/分的低转速轴承监测要求。

通过最新的电子技术,采用更高的清晰度、先进算法、分数抽取、高采样率、数字包络、数字带通滤波、数字信号处理、征兆增强等技术,以及高达24位的a/d转换器,低转速诊断技术可采集到清晰

的冲击波形信号,这是其它技术难以实现的。

图2是采用此技术采集到的真实的轴承故障波形,转速只有15转/分,即每转用时4秒,可清晰地看到被转速调制后的轴承内环缺陷导致的冲击。

连续采集50转的数据进行频谱分析,可得到清晰地故障频率指示,如图3所示:

3.4 建立全厂的状态监测体系

日常设备的维护管理必须建立在巡检与监测的基础之上,避免盲目的维修。为了很好的执行设备状态监测,以达到预期的效果,保障设备安全可靠运行,我们推荐网络化的状态监测体系。

首先,针对立磨、辊压机等关键难点设备,采用在线监测系统,运用冲击脉冲、润滑分析、低转速诊断等技术,利用网络化的管理分析软件系统,实现远程智能诊断与趋势预警;

其次,对输送装置、电机、风机等设备,采用便携式的巡检仪器,定期定点巡检,并将数据上传至管理软件,实现趋势分析与诊断;

第三,通过opc等开放式协议,实现数据共享:将过程参量引入本系统,如立磨润滑系统的流量监测等,形成综合的设备监测平台;或将监测系统的数据传给操作系统,作为生产运行的参考信息;

最后,采用hyperlink等协议,将状态监测系统的预警、报警信息,传递给企业的资产管理平台,如erp或eam等,以提供其必备的信息支持,最终辅助完成一整套闭环的设备资产管理体系。

4 结语