网站公告:
诚信为本:市场在变,诚信永远不变...
联系我们 contact us
0571-63963888
座机:
0571-63963888
写真:
0571-63817813
邮箱:
yu@goldpeter.com
地址:
杭州市临安太湖源镇青溪街太湖源工业开发区
水泥行业
当前位置:首页 > 行业方案 > 水泥行业

水泥行业润滑系统在线监测诊断与分析




一、概述

随着水泥工业的发展,水泥机械箱大型化、高速化、自动化迈进,然而水泥机械由于负载重、粉尘大、温度高、密封不良、重载起动等不利条件,尤为体现在生产设备立磨、回转窑、球磨机等其余主辅机设备,因而设备润滑管理显得极其重要。现有解决方式基本通过传统的离线取油进行化验分析,据统计水泥厂机械设备60%以上是由于润滑不良造成的,因此加强工业设备主辅机润滑系统油质与磨损变化视情管理运维是减少维修费用、降低配件消耗、提高设备运转率、节约能源的主要途径。随着水泥工业的发展,水泥机械箱大型化、高速化、自动化迈进,然而水泥机械由于负载重、粉尘大、温度高、密封不良、重载起动等不利条件,尤为体现在生产设备立磨、回转窑、球磨机等其余主辅机设备,因而设备润滑管理显得极其重要。现有解决方式基本通过传统的离线取油进行化验分析,据统计水泥厂机械设备60%以上是由于润滑不良造成的,因此加强工业设备主辅机润滑系统油质与磨损变化视情管理运维是减少维修费用、降低配件消耗、提高设备运转率、节约能源的主要途径。
如上图主机立磨设备为例,如立磨减速机安装在磨机内部的磨盘之下,不仅要传递转动磨盘所需的转矩,还要承受磨盘的重量和磨辊对磨盘施加的研磨。减速箱的所有支承轴承均采用滚动轴承,它承受立式磨机的轴向推力。工作时轴瓦直接浸泡在油池中,并经过环形喷嘴不断提供新鲜润滑油,因而润滑介质尤为重要,其介质属性起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。设备润滑系统难免会受到各种因素的影响,如水的污染、机械杂质以及其它外界污染、氧化物的进入;同时,油液本身在高温、高压、重载的运行工况下也会氧化变质;油液的污染形式通常是金属磨粒、氧化物、油泥、结碳、水分、沉淀物、燃油以及氢、氯、热、电、空气等造成的污染,然而机械设备80%的隐患来自于润滑油及机理磨损是诸多主辅机设备失效的主要原因。
然而,离线油液分析的有50%没有发现问题,45%显示失效即将发生,仅5%检测出严重问题。这样消耗了大量人力物力,却无法及时诊断题,因此实时油液在线监测十分必要。
由于现在大型水泥设备国产化的快速发展,对于大型(回转窑、球磨机)和关键设备(回转窑和立磨主减速机、球磨机)在线监测的要求也越来越紧迫,能否解决设备在生产中的安全性是水泥生产的关键所在。该方案主要是针对现在水泥企业对于设备的很多潜在的故障特征不能及时的发现而导致水泥生产线的不连续性等问题,从而提出一套完善企业己存在的监测方法以及提高企业对设备潜在故障的预判能力,使水泥的生产能够连续、稳定、高效的运行的方案。

二、现 状
我国的水泥生产线规模层次不齐,其中以5000t/d的规模最多。水泥生产最关键环节是熟料的般烧 熟料锻烧的质量直接影响水泥的质量和企业的效益。熟料的般烧过程是一个连续的过程,水泥回转窑的运行是一天24小时不间断的运转。根据统计资料显示由设备故障造成的停窑大约占到停窑总时间的一半,所以水泥生产线设备的连续、稳定、高效运行直接决定着水泥企业的产量、效率和经济效益。以5000t/d的水泥生产线为例,每天的熟料产量是5000t, 如果设备停机维修期能缩短一个星期,就能使熟料产量增加3.5万吨,如果按每吨300元计算, 就将近1050万元。对于大型水泥企业,如果停产一天,其所造成的直接经济损失高达150万元。所以水泥企业设备一旦发生故障,轻者造成无法完成任务, 重者有可能造成重大的生产安全事故。
由于现在大型水泥设备国产化的快速发展,对于大型(回转窑、球磨机)和关键设备(回转窑和立磨主减速机、球磨机)在线监测的要求也越来越紧迫,能否解决设备在生产中的安全性是水泥生产的关键所在。该方案主要是针对现在水 泥企业对于设备的很多潜在的故障特征不能及时的发现而导致水泥生产线的不连续性等问题,从而提出一套完善企业己存在的监测方法以及提高企业对设备潜在故障的预判能力,使水泥的生产能够连续、稳定、高效的运行的方案。
在立磨、立磨主减速机、回转窑及球磨机上应用油液和磨损综合监测技术,实时监测机组的润滑油品质、磨损以及温度等参数可以实现预知维修,实现维修体制的转变。采用预知维修和故障诊断技术可以延长机组连续运行的周期;做到对机组的状态心中有数,从而针对不同的机组采取不同的措施。属于正常运行状态的机组,按例行方法继续监测;属于状态劣化和故障进行性发展的机组,重点监测;而个别故障严重发展的机组,应及时进行诊断和停机检修,同时根据预测结果,可针对性地准备有关零部件的备件。这样可以大大减少盲目维修及突发性事故停机时间、延长机组的使用寿命、提高企业的综合经济效益。
油液是机械设备的“血液”贯穿于设备全生命周期,它在机械设备中起着密封、润滑、减磨、冷却、清洗、减振和防腐等重要作用,润滑油污染物有尘埃、杂质、和水分,在一定程度上无一不与机械设备的使用状态相关联,同时作为一种载体,在用润滑油中蕴藏着丰富的运动副表面摩擦机理的信息。对其设备摩擦咬合所携带磨损产物分析,可有效地评估机械设备的磨损状态。实施油液在线监测就如同给设备实时进行“抽血”化验分析,用最科学、最直观的数据帮助工作人员及早地发现某些故障信号,从而及时维护,避免故障发生,延长使用寿命。其各项物理化学特征也能反映机组各部件的运行状况,如微量磨损金属含量趋势能反映设备(轴承)的磨损状况;清洁度是否达标、是否吸收有溶解水、氧化是否加速直接影响抗燃油系统的做功精度以及是否会出现紧急停机。故冶金厂一般定期对油品的化学和物理性能进行化验和分析。然而,润滑油难免会受到各种因素的影响,如水的污染,机械杂质,以及其它外界污染物的进入;同时,油液本身在高温、高压、重载的运行工况下也会氧化变质。严重时会导致机组烧瓦、大轴弯曲、转子动静磨擦甚至整机损坏等恶性事故的发生。而如上所述的外界或内部产生的水和污染物短期内聚集或突然增加,设备的早期磨损故障,通过常规检验是不可能预测的。并且检测报告具有较大的滞后性,不能反映实际的工况。因此,对机组组油液在线监测变的越来越重要。在2013年华电集团内火电机组非停统计中,因辅机润滑原因引起非停或降出力事件占全年非停事件中的26.7%。因此,强化对主机组及其重要辅机的油系统的管理与监控,才能做到防患于未然
水泥行业主机及其辅机润滑系统油液品质和磨损状态在线监测已经成为新的前沿技术并加以推广。未来的技术提升已将预测性维修,改善可靠性作为主要目标。因此实时在线监测机组的振动以及润滑系统的工况与磨损状况,能及时发现早期故障征兆,采用相应的解决措施以防止重大事故的发生。这也是目前国际上提倡的“预防性维护”措施;如美孚石油(Mobil)的Signum的项目和壳牌公司(Shell)的润滑管理均是以此为基础。
三、解决方法

水泥行业主机设备立磨、回转窑、球磨机等其重要主辅机润滑(液压)系统汽乳化劣变污染与轴承磨损情况直接关系到机组运行的安全和经济性,然而对于立磨工业结构关键的三大部件主减速机、磨辊主轴、液压润滑装置重要部件,也是最容易出现故障的环节,正确使用和预防性维护减少系统故障,安全生产,提高功效保障尤为重要。
主机设备“立磨”减速机、轴承、液压装置在用润滑油质劣化的主要原因有尘埃、杂质、和水分。水分使润滑油乳化、使添加剂分解、促进油品的氧化及增强低分子有机酸对机械的腐蚀,影响油品低温流动性,破坏油膜的连续性和强度,降低油的运动粘度,恶化润滑性能,改变轴承动、静特性,能使油液产生酸性物质腐蚀元件,并生成氧化铁颗粒,加剧磨损和金属脱落。所以润滑油的监测主要监测两个方面,第一,实时监测轴承的磨损情况;第二,实时监测润滑油的乳化劣变趋势分析。
因此,可对立磨及其重要主辅机实施油品状态机理变化进行在线连续监测,可以实时、自动、连续地采集分析和存储立磨及其重要辅机轴承(瓦)等液压、传动装置润滑系统的各种数据,提供完整的轴承(瓦)等液压、传动装置设备润滑与磨损档案。
如对液压系统的清洁度进行在线监测,在清洁度超标时监测设备输出开关量,实时控制离线精滤机进行滤油,不仅可以将汽轮机油质控制在系统所要求的方针清洁度范围内,还可凭据汽轮机油清洁度的变化情况实时发现机组运行中泛起的异常情况,在故障早期阶段接纳措施,避免油污染风险的发生,保证机组平安靠得住的运行。也可针对传动系统润滑系统粘度、水分等轴承磨损实施监测,及时发现油质的乳化劣变与设备(轴承)磨损定量分析评定故障及预警提示。
润滑油油品监测分为离线监测和在线监测两种,其中在线监测是油液监测未来发展的重要方向,具有自动、智能、网络化和远程化的特点,对此应现代化企业装备连续、长寿命作业需要,结合国内外相关油液监测传感器技术发展,针对各行业关键机组润滑磨损特点,公司开发研制一套高集成化‘油液智能在线系统’装置(如下图)。


1 传动、液压、动力润滑系统综合在线监测拓扑图


此采集系统可依据设备工况环境综合选配传感器微量水分、粘度、介电常数、污染度、温密度等磨损监测于一体,采用在线式旁路取油方案,取油口安装在精过滤系统之前。监测系统实时在线测试油液品质与设备磨损后,采用网络信号将数据发送至上位机,实现远程油液品质和设备磨损的在线监测。
四、规范标准
系统的硬件和软件技术符合有关的国家标准和行业标准,达到或超过项目规定的技术指标。当有多种标准、准则和规定可以执行时,必须采用最严格的标准来完成。

表2 系统相关的部分标准

标准号

名称

DIN EN60721-3

环境条件分类

EN50178-1998

用于电力安装的电力设备

IEC 60204-11-2000/EN60204-11-2001

机械电气设备

ISO 13374

机器的状态监测和诊断数据处理、通信和表达

CE

欧盟电子产品质量标准

ISO 9001

ISO 质量认证体系

GB11920-98

电站电气部分集中控制装置通用技术条件

GB4720-84

低压电器电控设备

JB616-84

电力系统二次电路用屏(台)通用技术条件

IEC144

低压开关和控制设备的外壳防护等级

2004/108/EC

电磁兼容性EMC指导

2006/95/EC

特定电压范围内-低压指导

IEC 61000

电磁谐波兼容标准

EN60505-2000

电气绝缘系统的合格性与评价

GBT14549-1993

电能质量 公用电网谐波

IEEE 519-1992

电源系统的谐波控制的推荐实施规范和要求

IEC61000-4-5:2005

浪涌防护标准


五、可行性分析

针对上述水泥厂关键主辅机存在的运行工况等设备润滑情况,开展实施主机立磨等及其辅机设备轴承、齿轮润滑与液压系统实行“油液智能在线监测”势在必行,采用此装置能够实时在线监测油液变化状态分析,还能够准确掌握设备运行磨损元素定量分析甄别。该在线监测技术是基于主动的维护模式PAP(Predict and Prevent),重点在于应需式监测(以信息传送为主)、信息融合分析、产品全生命周期检测、系统维护优化的技术开发与应用。产品和设备的维护体现了预防性要求,达到近乎于零的故障及自我维护,提高电厂安全生产能力。
其产品装置技术能够实时的监测润滑油和液压油等污染度(金属颗粒度)指标、水分指标、粘度指标以及油液品质指标(油液介电常数 油液温度 油液密度),同时更进一步的监测(传动、液压、轴承、动力)设备油品劣化与磨损数据采集,形成关于设备的两套健康档案(磨损档案以及油品档案)。通过以上途径在系统的应用层建立设备运行状态数据库,就能够实时描绘出在用油品老化的趋势以设备运行的磨损程度评估,从而指导设备运维及油品寿命更换,避免突发以及非计划停机事故(如液压油污染度超标液压系统失效)的发生。而是把注意力更多放在提高设备的可用性上,希望通过对机组运行参数全面的连续监测分析,获取机组每时每刻运行状况的信息,做出正确的判断和预测,达到实现状态检修的目的。
通过对润滑系统与液压系统的油品实施在线监测诊断分析可实现以下可行性目标:
⑴该项目实施后,能够极大地提高立磨及其辅机油质在线监测能力,通过实时检测油液中磨损颗粒的大小和数目以及监测油液系统中的油液粘度、温度和水分,综合计算油液主要参数结果,进而对油液的实时工作状态做出评估,并结合历史数据以及故障诊断技术,实现立磨及其辅机油液系统的实时在线监测和故障诊断,为立磨设备油质分析视情维护研究奠定基础,降低检修维护费用。
⑵在设备运行的情况下对在用油润滑(液压)系统其主辅机组传动、轴瓦、液压部件状态进行自动数据采集和分析,对其机械状态给出评估,并给运行和检修人员提出可操作的信息,避免或减少非正常停机,提高机组的可用性。
⑶早期机械运行故障识别采取提示实施解决,改善大型工业装备机组运行安全性。
⑷优化运行过程视情管理提高机组使用寿命,延长机组使用时间以及做功效率。
⑸及时发现和监测非正常和故障运行状况并确定原因,对维修进行事先计划布置,达到延长维修间隔,缩短维修时间,提高设备利用率,减少维修费用。
⑹智能自学习系统,可以自动学习每种油品的换油参数,当油品到了需要更换的时候,系统可自动提示(声光闪烁)。
⑺采用大数据以及基于细胞自动机的数据融合算法(系统独有),形成时刻修正的故障边界。统计汽轮机设备在不同工作环境(磨粒浓度/尺寸、温度、粘度等等)下的有效工作时间,透过随机因素的干扰,将传感器监测到的实时性状态数      据转变为能够直接反映设备运行寿命的统计型概要信息,基于此构造潜在故障预测模型是大型发电机组运维的关键。如下图3所示:

图3-1 利用大量样本数据对比分析



视情维修、风险维修、以可靠性为中心的维修等预测性维修方法,是复杂的系统工程方法,此类方法非常注重使用检查模型、功能检测模型、定期更换模型、故障风险模型、可用度模型、费用模型等数学模型的支持作用。没有对设备实际状况、故障模式、危害因素的精确掌握,没有对包含故障开始发生点、潜在故障点、功能故障点及由潜在故障发展到功能故障的时间历程的准确把握,预测性维修根本无从谈起,组成的一个综合性的在线自动监测体系。

图3-2  设备全生命周期曲线分析


(一)油液与磨损监测传感器技术可行性
该传感器技术能够实时的监测润滑油水分、粘度、污染度以及油液品质指标(油液介电常数 油液温度 油液密度),同时更进一步的监测设备(传动、轴承、液压)等部件磨损变化,通过以上途径在系统的应用层建立设备运行状态数据库,就能够实时描绘出油液老化的趋势以及设备运行的磨损程度,从而指导设备的运维以及更换油液,避免突发以及非计划停机事故的发生。
油液在线监测是设备润滑磨损状态监测与实时诊断技术的重要发展方向,而监测仪器的开发与选择是这一故障诊断技术实现准确监测应用的关键。在对当前国内外油液磨损颗粒在线监测传感器、油质在线监测传感器、油液多信息集成在线监测仪器及应用技术介绍基础上,给予了当前油液在线监测传感器技术的相关评述,为油液在线监测技术的研究、应用及推广提供一定帮助。
通过对润滑系统油液实时在线监测能各主要传感器应用具有以下监测可行性功能:
1.磨粒监测
润滑油中的磨粒是有关磨损状态的重要信息载体, 通过监测、测量和分析机械装置产生的磨损颗粒, 可以得到工作表面的状态, 以及是否可承受进一步的磨损等有用信息, 大多数机器失效期的磨粒特征尺寸, 多在40um--200um 之间。而这些信息是充分发挥磨损部件的工作寿命的重要依据。
2.粘度监测
粘度就是液体的内摩擦力,当液体受外力流动时分子间的阻力即为粘度。用它评价液体流动性,它是润滑油的分类分级、质量鉴别和确定用途的重要指标。不同运动粘度的润滑油(一般使用粘度等级为32#或46#的齿轮油)会形成比较厚的油膜,对机械的摩擦会起到保护的作用。为了防止齿轮箱运动零件间的接触面磨损,润滑油必须有足够的粘度,以便在各种运转温度下都能在运动零件间形成油膜,从而使得齿轮箱顺畅运转;
粘度是油品劣化的重要报警指标。油品被其他油品或杂质污染,粘度会降低或者增高;粘度偏高,则预示润滑油被高粘度有或水污染,同时油品氧化严重时,粘度会增高;粘度偏低,则预示润滑油被燃油、低粘度油污染。粘度监测的警告量级是出厂油品的±5%,失效量级是出厂油品的±10%。
3.水分监测
润滑油中混入水后,会与水发生亲合作用而使油液乳化生成乳化液,降低了润滑性能;同时水与润滑油中的硫、氯离子作用生成硫酸和盐酸,将加速润滑油的劣化,使润滑油失去润滑作用。
水分来源一般为:冷却地水管渗漏使水进入油中;密封不好,外部水经密封不良处进入;湿热气候及温差变化大情况下,油箱呼吸带入。一般情况下,油品水分含量的警告量级为大于新油的0.1%,失效量级为大于新油的0.3%。
研究表明,减少润滑油的含水量,可以显著延长滚动轴承的疲劳寿命。Timken研究结果表明:含水量400ppm水分的油品比含100ppm水分的油品使轴承寿命降低48%;SKF研究结果表明:含500ppm水分的油品比含100ppm水分的油品使轴承寿命降低50%。图  Timken研究结果



4.介电常数监测
介电常数是整体反映在用油整体品质的指标,通过实验结果表明:随着润滑油含水、总酸值、含铁的增加,润滑油介电常数变化趋势一致。故使用介电常数作为评价润滑油衰变程度的综合指标。


介电常数与油液理化指标的联带关系



5.清洁度监测
机械动力装置机构的液压系统中液压油不可避免地含有各种杂质。其主要来源有:虽经清洗仍然残留在液压系统中的机械杂质,如水垢、铸砂、铁屑、油漆皮和棉纱屑等;外部进入液压系统的杂志,如经加油口、防尘圈等处进入的灰尘;工作过程中产生的杂质,如密封件受液压作用形成的碎片、运动件相对磨损产生的金属粉末、油液因氧化变质产生的胶质、沥青质、碳渣等。上述杂质混入液压油后,随着液压油的循环作用,将到处起破坏作用,严重妨碍液压机构的正常工作。如:使液压元件中相对运动部件之间的很小间隙以及节流小孔和缝隙卡死或者堵塞;破坏相对运动部件之间的油膜,划伤间隙表面,增大内部泄露,降低效率;加剧油液的化学作用,使油液变质。统计表明,液压系统75%以上的故障起源于油液的颗粒污染,因此对油液污染状况进行测定便成为液压系统发展的一个重要课题。下图表示控制污染和延长的设备寿命的关系:
从图中可以看出随着污染物等级的下降,不同的机械结构延长的使用寿命不等,尤其在液压系统(红色曲线)增加的寿命较高。
(二)综合监测技术可行性

在不停机的情况下对汽轮机系统的状态进行自动的数据采集和分析,对其机械状态给出评估,并给运行和检修人员提出可操作的信息,避免或减少非正常停机,提高机组的可用性。



早期故障识别及时采取措施,改善设备运行安全性。
优化运行过程提高机组使用寿命,延长机组使用时间。
及时发现和监测非正常和故障运行状况并确定原因,对维修进行事先计划布置,达到延长维修间隔,缩短维修时间,提高设备利用率,减少维修费用。

(三)方案实施可行性
在本综合监测系统实施中,对于油液与磨损监测系统的部署,该前端监测模块需要接入机组的润滑系统中,并建立串联主路或者并联旁路取油的方式,需要对管路进行改造。由于油液与磨损监测前端监测模块配备了可以定制的安装转接头,这使油液监测系统的安装工作简便。
六、主要技术指标
(一)产品概述
油液在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代化传感器技术、自动化测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系如下图所示。


油液在线监测系统示意图



油液与磨损综合在线状态监测诊断系统由现场数据采集模块(包括油液数据采集站、磨损监测传感器、油液水分传感器、油液品质传感器、信号传输线缆等)、本地服务器、远程诊断中心构成。通过安装在润滑油路安装在线磨损监测传感器与油液传感器实现对机械的监测,利用信号线缆实现机组运行数据与在线状态监测系统采集器之间传输,通过通信网络将前端采集数据发送至中控室本地服务器进行处理和储存,并进行初步的数据分析与诊断。对于报警数据,在外网开通情况下,利用VPN等方式将数据传输至远程诊断中心,以便诊断专家查看和分析数据以及生成检测报告,保证设备安全运行。
(二)使用环境
该系统满足海拔高度为4000m内稳定运行,生存温度:-50℃~+85℃,工作温度为:-40℃~+80℃。
适用于长期机械振动、多沙尘、高盐雾等环境,高性能防雷击保护和电子兼容能力,提高了系统环境适用能力。
(三)外形尺寸和安装要求
数据采集监测站外形尺寸:长×宽×高= 420×340×153.5mm



数据采集站与安装尺寸



油液监测模块安装在回油端,油液监测器内含磨损监测、水分监测、粘度监测、品质监测以及油温监测传感器。油液监测采集器对前端监测器进行数据采集,并转换为TCP/IP或使用无线信号传输;在原始油管为金属管路的情况下采用旁路在线取油方式(需加泵)。在主控室通过交换机方式将信号送给数据服务器,监控终端连接数据服务器由于信息化监控软件的运行。
(四)油液在线监测传感器
在线油品监测分析系统采用的传感器有磨损检测传感器、品质检测传感器、水分检测传感器。磨损检测传感器用于检测油中铁磁性颗粒以及非铁磁性颗粒的大小与数量,并能自行设计大小区间,检测原理为电磁感应原理,不受油中气泡影响。品质检测传感器用于检测油的介电常数和运动粘度,检测原理为音叉式谐振原理。水分检测传感器用于检测油中微水含量,检测原理为薄膜电容原理。
磨损传感器对于铁磁性颗粒、非铁磁性颗粒检测范围和检测率应满足表的要求。


表6 铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒检测范围和检测率



表7  油液污染清洁度传感器参数



表8 油液品质传感器参数



表9  油液水分检测传感器参数


(五)系统软件技术性能
现场服务器上运行专用的分析软件平台。该软件显示监测的磨损值、润滑油粘度和水分、污染度、磨损趋势以及各个指标的实时值,同时具备对滚动轴承、传动齿轮等设备磨损故障诊断的分析功能。可以实时和离线地通过分析软件生成的数据实时数据监控图以及趋势曲线图等,以列表或可视化界面等方式得出机组当前的磨损状态。数据异常时,可给出初步的故障信息以及相应的处理措施。
故障预警系统主要包括如下几个功能模块:数据采集和网络通讯模块、数据的实时处理和数据存储模块、信息融合模块、故障诊断模块、人机交互模块(界面如图)。



油液智能在线监测参数数据可通过互联网络实现远程诊断,并建立了多参数跨平台模块化的综合大数据处理系统,公司技术专家可提供更专业化的润滑磨损实时诊断服务,如下图所示。


11  综合监控实时显示



进行分析时,需要选择左侧的设备编号以及选定时间段,才能够描绘历史图形。该功能有助于分析该设备的一段时间内的数据故障报警及故障值记录变化。


图12  综合监控与报警实时显示


油品趋势图



油液水分历史分析
软件功能导航栏,综合分析→油液水分历史,即可进入油液品质的历史分析界面,该处软件会对一段时间的润滑油水含量、水活性以及流经采集站的油液温度进行趋势分析。
进行分析时,需要选择左侧的设备编号以及选定时间段,才能够描绘历史图形。该功能有助于分析该设备的一段时间内的数据变化。


水分趋势图

磨损历史分析
软件功能导航栏,综合分析→磨损历史,即可进入油液品质的历史分析界面,该处软件会对一段时间的齿轮箱不同磨粒大小的进行趋势分析。进行分析时,需要选择左侧的设备编号以及选定时间段,才能够描绘历史图形。该功能有助于分析该设备的一段时间内的数据变化以及磨损速率。

图15 磨损趋势图


(六)远程数据分析诊断
系统可以通过Internet接入,其动态数据刷新时间≤3s,可以通过TCP/UDP/HTTP等多种方式实现现场信号分析功能。借助于WEB进行远程监测诊断,能够定期形成设备状态的报告,对出现异常的设备,可以组织有关专家通过视频会议进行诊断。
(七)数据管理功能
1.数据记录的存储策略
多种采样触发方式的数据采集技术:等时间触发、报警触发等方式,保证没有多余的与诊断无关的信息存储,即有诊断价值的数据多保留,无诊断价值的数据少保留。
2.数据备份方法
中心服务器配有Raid5数据自动备份功能。
公司定期通过远程登陆的方式来检查数据备份的情况,发现问题及时处理。
3.用户数据查询功能
系统为开放的数据库结构,有相应权限的系统用户可以任意查询机组数据,查询的方式分为:按时间查询、按趋势查询、按报警查询、按数据的不同类型查询等。




七、具体实施方案

1.油液监测部署
油液综合在线监测系统,选用我司自主研发或国内外知名品牌的零部件,采集单元同时监测四台机组,稳定性好,使用寿命长,性价比高,达到了世界一流水准。
1)回转窑润滑系统油液监测

油液监测拟使用润滑系统的油箱中部的预留口做取油口,在油箱顶部打口做回油口进行安装,如下图所示:


图16回转窑润滑油监测取油口



图17回转窑润滑油监测回油口



图18 回转窑润滑油监测数据采集箱安装处


现场安装拓扑图:
图19 油液监控部署
2)立磨减速机齿轮油监测
油液监测拟使用润滑系统油路管道中在温度仪表上进行改造(传感器自带温度监测)做取油口,在油路顶部预留口做回油口进行安装,如下图所示:



图20 立磨减速机齿轮油监测取油口




图21 立磨减速机齿轮油监测回油口




图22 立磨减速机齿轮油监测采集箱安放处


现场安装拓扑图:



图23现场安装拓扑图


3)立磨润滑站油液监测

油液监测拟使用润滑系统油路管道中在出油口内法兰处进行改造做取油口,在油箱顶部打口做回油口进行安装,如下图所示:


图24 油箱全貌



图25立磨机润滑监测取油口




图26立磨机润滑监测回油口



图27 磨机润滑监测数据采集箱安放处


现场安装拓扑图:


图28现场安装拓扑图


4)立磨液压站油液监测

油液监测拟使用液压系统油路管道中在温度仪表上进行改造(传感器自带温度监测)做取油口,在油箱顶部预留口做回油口进行安装,如下图所示:


图29立磨液压站全貌

图30 立磨液压油站取油口


图31立磨液压油站回油口

现场安装拓扑图:


图32现场安装拓扑图



5)球磨机监测部署

在球磨机车间部署传感器、油液监测模块以及信号采集箱,信号采集箱安装在球磨机车间的墙壁上或者落地式安装。可根据实际情况部署数据库、数据服务器、交换机以及监测软件。信号采集箱和数据服务器之间采用网线连接,具体走线按照正规的作业流程沿着机组线路走线。


图33 球磨机综合监测实施图

2.在线监测装置仪安装
利用DN19的金属编制油管将在线监测仪器接入油路循环系统已有的测压管接头、滤油机口和其它有三通阀或外部连接孔接口,利用精滤自带油泵之间存在的压差,即可构建带压的进油口、出油口回路。
监测仪器供电电压是(AC220)V,通讯线直接连接计算机进行数据采集,一根的四芯线尽量走现场桥架,二芯通讯线可以控制在1200米以内,二芯电压线需要计算导线损耗压降。


在线监测装置仪

1、设备现场安装施工概述
设备现场安装施工的主要内容为设备开箱检查、机座固定,机箱安装固定,管路固定,布线配线,上位机固定,自检调试,工艺流程见下图所示“工艺安装流程图”
图35 设备安装流程图
2、施工方法及工艺说明
2.1. 设备开箱检查:设备安装前由业主、供货商、施工单位参加,几方共同确认,检查时对其外观、规格型号、数量、备品、备件随机资料等做出详细记录;
2.2. 划线定位:设备安装前要确保工作环境的温湿度及安装位置符合设计或者被要求,设备安装前核对水平位置,按设计要求确定安装位置划线,确保设备安装位置的准确性;
2.3. 采集机箱安装固定:采用4 个M5(或者M10)的组合螺丝固定, 严格按照技术规范;
设备安装说明进行组装固定,保证设备安放稳固,位置无偏差,安装图例如下图:



图36 机箱安装固定位


2.4. 布线配线:布放线缆按规范和设计要求径路布放。电源线及信号线分开不走同一根线缆,同一走向的线缆应理顺绑扎在一起,使线束平直整齐,尽量不互相交叉,线扣间距均匀,松紧适度。所有线缆一次布放,不随意增减布线缆。所有配线两端均贴上单一的编号,保证标识清楚,配线来、去方向,配线端子号明确;
电源线布放钱进行通断试验及绝缘电阻测试,绝缘电阻大于250 兆欧,各机架电缆绑扎成端,缆线有预留,走线合理,配线整齐美观;



37线标示意图


2.5. 上位机固定:上位机采用4 个M5 的组合螺丝固定,保证设备安放稳定,位置无偏差;显示器键盘鼠标按照技术规范位置放置即可;

2.6. 自检调试:调试时由安装技工、技术人员配合进行完成,按照供货商安装手册通电调试,用仪器仪表监测设备性能,观察设备调试有无异常情,完成初试后,对在线监测仪器进行调试,调试运行时间不少于24 小时,调试内容主要有:通断电调试、开关机调试、数据传输调试,调试全部通过即完成自检调试环节。

八、供货清单

根据现场实际情况,方案分项报价费用如下:


表38主要配置清单与价格


项目名称

规格型号

数量

单价(元)

回转窑润滑油液监测

水分监测传感器

1

粘度监测传感器

1

磨损分析传感器

1

数据采集箱

1

立磨减速机齿轮油监测

水分监测传感器

1

粘度监测传感器

1

磨损分析传感器

1

数据采集箱

1

立磨润滑站油液监测

水分监测传感器

1

粘度监测传感器

1

磨损分析传感器

1

数据采集箱

1

球磨机油液

水分监测传感器

1

粘度监测传感器

1

磨损分析传感器

1

数据采集箱

1

立磨液压站油液监测

污染度监测传感器

1

水分监测传感器

1

粘度监测传感器

1

数据采集箱

1

软件系统

数据服务器

1

工作站

1

显示器

1

B/S监控软件

1

交换机

1

工程

安装附件

1

耗材

1

工时费

1

培训

1



九、预期收益
关于润滑系统油液的污染与油品性能劣化,可能导致严重的计划外停机,生产损失。为了预测设备的润滑故障,我司开发研制基于光学颗粒计数、音叉式谐振、高分子薄膜电容传感及电磁感应探测技术等实现“油液智能在线监测系统”对传动、液压、动力设备机组实时监测,为设备在用油的变化与污染、磨损提供及时预警,油液在线监测技术与当前设备发展的高新技术融合是其发展的动力。
(一)直接收益
公司研发的在线监测的主要目的是预测性维护和精准主动维护,不是将故障“0”化而是将故障先兆发现并主动维护,从而减少设备停机时间和备件损失,更主要是节约的因停机后的人工损失和设备加速报废,如表所示。

表1  设备油液在线监测效益表例

2 设备油液在线监测效益表例

(二)间接收益
1.监测油品变化,判断油品自身衰变和外界污染的程度,延迟换油周期;
2.实现油品污染的实时在线监测,减少停机时间,保障生产力;
3.提供系统失效的高级报警,防止重大事故的发生,避免非计划停机;
4.提供拟建机组设备设计、评估分析获得历史数据及知识;
5.通过缩减检查成本、故障时间, 降低全寿命周期的成本 ;
6.实行设备视情维修,推行设备状态监测,降低维修费用,合理使用设备 ;
7.协助设备故障诊断和原因分析,预测预防设备故障,降低运维综合成本。