黄金展位

水泥企业设备智能管理的实践和思考

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王宏宇

(广灵金隅水泥有限公司)

  摘 要:在中国智能制造2025的影响下,作为水泥企业设备的管理如何能适应新的工业发展的要求,实现稳定安全高效运行提出了要求。文中就设备智能管理在线巡检系统的运用实践进行了介绍,不断满足企业发展的需要。

  关键词:设备智能管理;在线监测使用;运行

  0 引言

  当今水泥行业随着现代技术的不断更新发展,智能化对水泥行业产生深远的影响。工业体系实现智能化的前提是生产管理的智能化,其核心是工艺和装备管理的智能化,对生产线设备智能化升级,为其搭建设备智能健康管理平台,通过“云计算、大数据分析、物联网技术、移动互联网”等先进的技术手段,实现设备智能健康状态管理、数据分析、故障预警及全生命周期的闭环管理,逐步将目前的事后维修、过维修等提升至预测性维修策略,助推企业转型升级,提升企业质量和效益。

  1 项目介绍

  广灵金隅水泥有限公司为了实现设备安全可靠稳定运行,公司领导敢于创新设备管理模式,提升设备管理能力。在立足于企业实际状况,不断完善管理制度的基础上,于2018年采用先进的设备健康管理系统,对设备进行在线振动监测和数据采集,建立起一套“智能设备健康管控体系”。

  本项目共分为前期调研、方案确定、现场实施、系统试运行、技术培训、后期维护等几个环节。

  首先,公司经过对现场设备的逐一排查和确认,对矿山、生料、熟料和水泥区等56套主要设备上安装智能在线监测设备,包括矿山板喂机、破碎机、堆料机和取料机,生料系统的辊压机、斗提机、循环风机、选粉机;烧成系统的入窑、入库斗提机、窑主传动、篦冷风机(4台)、篦冷机传动(2台)、斜拉链、煤磨传动系统、煤磨主风机、罗茨风机;水泥系统的辊压机、磨机、风机、提升机、选粉机、斗提机等设备。共计安装有线传感器88个,有线采集站8个,无线传感器332个,无线采集站20个。安装如下图所示:


  2 结构组成

  本状态监测系统由三级组成,采用分布式架构设计,保证系统良好的扩展性:

  第一级为数据采集层:无线和有线振动加速度传感器和数据采集监测单元可以实时采集设备运行过程中的振动信号,通过4G信号或现场光纤网络等方式最终将数据传输至现场状态监测服务器或云平台中心;

  第二级为现场监控系统:现场配套一台服务器,用于存放从在线监测系统发回的设备状态数据,现场设备维护与管理人员可通过电脑终端访问在线监测系统,了解监控机组的实时运行状态;

  第三级为远程诊断系统:通过该系统,诊断专家可对所有纳入监控的设备进行远程数据分析与故障诊断,并将处理后的信息通过手机App推送给客户,客户可实时了解设备的运行状态以及对应的设备运行维护建议。

  3 实现目标

  设备健康状态管理系统虽然无法避免故障的出现,但通过远程状态监测与故障诊断实现以下目标:

  (1)提前发现设备早期故障,以减缓、减少、避免大型事故的发生,降低非计划停机的次数;

  (2)监测系统可以自动记录设备故障生成过程中的全部数据、信息,这就为揭示事故产生的原因、程度、部位,及后期的维修、同类错误的产生提供了最直接依据基础;

  (3)可以针对监测的结果,针对性制定维护措施,减缓大部件劣化速度,延长设备使用寿命;

  (4)对设备状态监测及故障诊断还可充分了解设备性能,为改进设计、制造与维修水平提供有力证据,也为设备的在线调理、停机检修提供科学依据,可延长运行周期,降低人员点检强度,降低维护和维修费用;

  (5)通过故障诊断确定故障根源以及损伤部件的使用寿命的预测,帮助企业合理制定检维修计划。统筹安排人力以及备件准备,缩短备件采购与检修周期;

  (6)针对性检修、维护,避免非计划停机,同时可避免因局部部件损伤导致的大部件整体故障;

  (7)检修后状态评估。设备检修之后,可对设备检修质量进行独立评估,确保设备故障已经消除;

  (8)通过状态监测历史数据的记录,可用于客户机器状况评估标准的设定、机器参考的设置和人员的培训。

  4 施工方案


  5 运行方式

  基于状态监测与远程诊断的技术要求,公司目前实行现场工程师和专业的第三方相结合的模式运行,由第三方提供设备健康状态评估服务:

  (1)提供7*24小时远程设备监护服务,发现确认问题后第一时间通过信息和电话通知公司相关人员。

  (2)每两周定期为所有监测设备进行综合健康状态评估,评估设备运行状态,定位设备故障部位,提供运行、维护建议;提交《周度设备健康状态评估报告》。

  (3)每月定期为所有监测装备进行综合健康状态评估,定位设备故障部位,分析故障原因,提供运行、维护建议;提交《月度设备健康状态评估报告》。

  (4)设备异常报警时,通过电话及时联系项目负责远程诊断工程师,经过远程数据分析和故障诊断提交故障诊断报告指导现场检维修。

  (5)为用户提供专用APP账号,用于设备运行状态和对应运行维护建议查询,随时随地实时了解设备状态。

  6 使用案例

  以下是熟料-篦冷机风机57.06的故障处理情况:




  6.1现场情况

  2018年9月25日14:00左右,输入端轴承座和输出端轴承座振动趋势突然上升,能量主要来源于输出端轴承座,推测轴承座轴承存在中后期故障,且轴承的保持架和滚珠均有较明显的磨损现象,建议现场准备备品备件,密切关注设备振动和噪声的变化情况。(10月4日振动趋势持续上升未见平稳现象,继续密切关注设备振动和噪声变化情况)

  6.2振动数据分析


  从篦冷风机57.06设备多趋势可以看到在9月25日14:00左右,输入端轴承座和输出端轴承轴振动趋势突然上升,从能量上观看可以看到主要能量来源于输出端轴承座轴承,查看输出端轴承座轴承的长波形,可以明显的见到冲击信号,且冲击频率为17Hz左右,恰为转频的0.4X左右,因此推测为轴承保持架故障频率,再通过包络解调能够看到17Hz左右频率谐波,且在97Hz左右(滚珠故障频率)及其谐波中均存在17Hz左右的边带,符合滚动轴承滚珠磨损带有保持架边带的故障特征,因此推测轴承座轴承存在中后期故障,且轴承的保持架和滚珠均有较明显的磨损现象,建议现场准备备品备件,密切关注设备振动和噪声的变化情况。

  6.3结果确认

  经现场检查发现,篦冷风机57.06输出端轴承座轴承保持架有开裂现象和滚珠有磨损,现场已更换轴承,更换后振动趋势下降且趋势趋于稳定。


  在线智能监测系统运行来,现场工程师和系统运行监控人员密切配合,在近一年的时间里,累计发现包括斗提减速机、风机轴承等各种隐患共计约40余次。为企业设备稳定运行提供了可靠的数据参考和决策。

  7 后期维护和使用

  (1)在系统使用近一年的时间里,从陌生到认知,为企业的设备管理开辟了一个新的平台,积累了设备的大量运行参数,初步掌握了设备的运行状况。

  (2)传感器出现部分脱落的情况,固定方式还需要进行改进。

  (3)监测系统应用及诊断技术培训是用好此系统的关键,公司内部要成立专门的具备一定理论基础的技术专业人员,在不断的实践中积累丰富相关知识。

  (4)让生产线上员工尽可能多的了解此项技术,提高现场巡检效率和处理问题的能力。

  (5)进一步加大在线监测的覆盖范围,并结合现场的其他巡检现象综合判断设备的运行状况。

  8 结束语

  在线监测系统的运行,是设备由以往的经验管理向数据技术管理的转变,是人和设备同步提升适应新时代工业发展的需要,是提升企业管理,最终实现高质量发展、智能化工厂的重要环节。

(来源:水泥工匠)