锌冶炼厂电动设备安全监测系统方案设计.pdf
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1、第30卷 第10期2023年10月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.10锌冶炼厂电动设备安全监测系统方案设计杨 扬,薛昊洋(中国恩菲工程技术有限公司,北京 100038)摘 要:提出现代锌冶炼厂电动设备安全监测系统方案设计,该系统由在线状态检测装置、在线数据采集单元、安全监测系统软件组成。在线状态检测装置由各类传感器组成,传感器信号经由电缆输送至在线数据采集单元,通过安全监测系统软件的各种分析方法进行预警,输出维保方案。该设计能提高设备的可靠性、稳定性和精度,进而提高产品质量,是企业降本增效,实现盈利的必要保障。关键词:安全监测系统;在线状态检测装置;安全监
2、测系统软件中图分类号:TP277 文献标志码:AMonitoring System Design for Equipment in Zinc Smelting PlantYang Yang,Xue Haoyang(China ENFI Engineering CORP.,Beijing,100038,China)Abstract:This paper proposes the design of a safety monitoring system for electric equipment in modern zinc smelting plant,which consists of an
3、 online status detection device,an online data acquisition unit,and a safety monitoring system software.The online status detection device consists of various sensors,and the sensor signals are transmitted to the online data collection unit through cables.Through various analysis methods of the safe
4、ty monitoring system software,early warnings are given and mainte-nance plans are output.This design can improve the reliability,stability,and accuracy of equipment,thereby improving product quality,and is a necessary guarantee for enterprises to reduce costs and increase efficiency,and achieve prof
5、itability.Key words:safety monitoring system;online status detection device;safety monitoring system software收稿日期:2023-07-11作者简介:杨扬(1983-),女,硕士,工程师,研究方向:冶金化工自动化控制。DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2023.10.001文章编号:1671-1041(2023)10-0001-030 引言随着工业技术的发展和人力成本的不断上升,现代锌冶炼企业生产自动化的程度变得越来越高,企业大部分的制造任务都由自动化设备、半自动
6、化设备以及一些简单的设备机器来完成作业。随着锌冶炼系统自动化程度的提升,企业对生产设备依赖程度加深,设备的可靠性以及维修成本的降低成为锌冶炼企业的管理目标,在锌冶炼厂实施全厂电动设备安全监测系统设计是可靠的实施手段及必然发展趋势。该系统能促进设备安全、高效、稳定地运行和生产,提高设备的可靠性、稳定性和精度,进而提高产品质量,是企业降本增效,实现盈利的必要保障。电动设备安全监测系统,由在线状态检测装置、在线数据采集单元和安全监测系统软件组成。该系统利用近年来不断革新发展状态监测技术优势,通过网络化在线分析功能的运用,给企业提供生产机器状况的完整信息。系统的核心是安全监测系统软件,以之作为平台,利
7、用在线监测分析技术,将预警、分析报告等各种诊断信息和检修建议提至业主相关维修部门或相关生产管理部门,管理部门据此信息进行决策,进展检修,跟踪检修,并验证检修结果,形成闭环管理。系统框图如图 1 所示。第30卷2 仪器仪表用户 INSTRUMENTATION图1 安全监测系统Fig.1 Safety monitoring system1 在线状态检测装置状态检测是设备安全监测的基础,通过数据采集系统,将生产设备故障的产生、发展、变化的全过程的状态信号数据采集后,调用故障类型数据库进行特征分析和预警,优化需检修部件,检修方式,检修周期,得到更有效率的维修时间节点,减少维修频次偏高或偏低现象,输出维
8、修方案。锌冶炼厂需要监测的电动设备主要包括泵、风机、压缩机、带式输送机等,不同类型设备的大致检测内容如下:1.1 潜水泵潜水泵长期在水下运行,易因轴承、绕组温度过高或电机、接线盒浸水等问题,造成潜水泵故障。在线连续监测潜水泵运行参数,包括运行过程中的振动、轴承温度、绕组过热、电机浸水、接线盒浸水等,可以有效地防止潜水泵的损坏。监测的部位包括预埋温度传感器,绕组过热、电机浸水、接线盒浸水、油室浸水预埋传感器输出报警信号,在电机上机架安装振动传感器,在流道进口、叶轮进口和叶轮出口安装压力变送器、水泵主轴安装转速传感器等。1.2 风机风机的典型故障包括电机润滑不良,轴承损伤(损坏),轴承跑套,地脚松
9、动,螺丝松动,轴角向不对中,轴平行不对中,轴头弯曲,转子不平衡,动静碰摩、气隙偏心、转速异常,风机转子轴承磨损,地脚松动,螺丝松动,轴角向不对中,轴平行不对中,轴头弯曲,转子不平衡,叶片断裂等。监测的部位包括电机非驱动端、电机驱动端、电机驱动端轴、风机转子、轴承座输入端、轴承座输出端,监测参数包括三向振动、温度、转速。1.3 压缩机压缩机的典型故障包括电机转子的气隙偏心、轴头弯曲、轴向不对中、动静碰摩、转子不平衡,电机轴承的润滑不良、轴承损坏,电机地脚螺丝松动,压缩机轴承损坏、轴承润滑不良,螺杆转子不平衡、转子损伤、转子不对中、动静碰摩,压缩机地脚螺丝松动等。监测的部位包括电机非驱动端、驱动端
10、轴承的三向振动加速度、温度;电机轴与联轴器连结位置的转速;阴转子前后轴承位置的三向振动加速度、温度,阳转子前后轴承处的三向振动加速度、温度;吸气、排气压力,油压,吸气、排气温度、油温、水温等。1.4 带式输送机带式输送机的典型故障包括:电机润滑不良,轴承损伤、轴承跑套,地脚松动、螺丝松动,轴的角向不对中、轴的轴向不对中、转子不平衡,轴头弯曲,动静碰磨,气隙偏心;减速器的齿轮故障包括:润滑不良,轴承损伤、轴承跑套,地脚松动、螺丝松动,轴的角向不对中、轴的轴向不对中,转子不平衡,轴头弯曲,驱动滚筒的润滑不良,轴承损伤、轴承跑套,地脚松动,转子不平衡,轴系运行稳定性、轴系强度安全,改向滚筒的润滑不良
11、,轴承损伤、轴承跑套,地脚松动、转子不平衡,轴系强度安全,涨紧滚筒的润滑不良、轴承损伤、轴承跑套、地脚松动、转子不平衡,轴系强度安全,皮带的跑偏、撕裂、轴承损伤等。监测的部位包括:电机驱动端、电机非驱动端的三相振动、温度,减速器输入端、减速器输出端的三相振动、杨 扬锌冶炼厂电动设备安全监测系统方案设计第10期3温度,轴承座的三相振动、温度,轴系的弯矩,皮带的跑偏、撕裂,振动等。振动信息为最主要的状态判断依据。振动信号监测技术是目前机械设备监测的主流方法之一,在滚动轴承整个寿命周期内可直观、有效地监测并反映出设备的运行状态,振动信号时域、频域和时频域中均可呈现出丰富且有效的信息,而在不同域中提取
12、轴承振动信号等特征信息是准确评估和预测滚动轴承性能退化状态的基础1,2。设备在一定的运行状态下,不同的部件(如轴承、齿轮箱等)会有不同的受损情况,当这些部件受损时,振动信号会以不同频率的振动表现出来,振动问题是造成各类设备非计划停运的主要原因之一。通过振动信息,识别和确定哪些部件已经坏了和这些部件的损坏进展情况,诸如不平衡、不对中、松动、磨损和一些其它问题都有可能是造成部件受损的根本原因,只有识别和减少了这些状态,才能更大限度地延长设备寿命并保障设备安全运行。以上状态检测项目中,温度检测使用热电阻,压力检测使用智能压力变送器,转速检测使用电涡流传感器,振动检测采用压电式加速度传感器,跑偏检测采
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