選煤廠主要設備故障診斷系統設計

熊海兵

摘 要：選煤設備全生命周期健康管理是智能化選煤廠建設的重要內容，而設備故障預測是實現選煤設備全生命周期健康管理的核心環節。運用有效的故障預測方法，及時預測設備故障的發展態勢，有利于把握設備的退化趨勢，了解設備發生故障的大致時機，便于在故障發生前及時制定并實施預防性維護策略，以預防故障產生，降低由于設備故障帶來的巨大經濟損失。

關鍵詞：選煤廠設備;故障診斷;維護策略;系統設計

引 言

隨著社會主義市場經濟的發展進步與轉型升級，煤炭資源在社會生產中占據了重要的地位，煤礦選煤業務也變得愈發的重要，本文針對如何加強對選煤廠設備的維護管理進行了細致的分析與研究。

一、選煤廠旋轉設備存在問題分析

齒輪箱在使用過程中經常由于旋轉中心和中心軸未有效重合而出現齒輪的偏心現象，致使齒輪在運轉過程中發生了較大幅度的振動現象，且隨著齒輪轉動速度的不同，其振動幅度也不盡相同。造成此故障的原因主要有兩方面：一是齒輪在設計加工時造成的中心軸偏心誤差;二是齒輪在長時間的運轉過程中，產生了較大程度的磨損，且受到外界不同載荷的交替影響，最終造成了齒輪箱發生了振動現象，影響著設備的正常運行。

二、煤礦主要設備在線監測系統架構

煤礦主要設備在線監測系統通過在設備表面或內部布置傳感器和數據采集系統，搭建物聯網，實現設備運行中的振動、溫度等信號的采集，并將數據上傳至現場服務器，通過專業系統軟件進行處理和分析。

當設備運行數據異常時，自動觸發報警，并可通過短信、郵件以及手機APP方式推送至現場相關設備管理人員。現場工程師可通過軟件中的分析工具對設備數據進行追蹤回溯，判斷當前設備狀態，也可通過容知遠程專家支持實現云端故障診斷，幫助現場確定設備異常原因、部位、損傷嚴重程度、部件剩余壽命評估等，為運維檢修決策提供數據支撐。

三、故障診斷系統硬件設計

（一）硬件系統

針對選煤廠設備運行過程中出現的故障問題，設計了一套故障診斷系統。其中，硬件系統是該系統的重要組成部分。故障診斷系統的硬件系統主要包括數據采集系統、數據處理中心、現場監測站、企業監測中心、數據存儲模塊、設備運行狀態報警模塊等。其中，數據采集系統主要通過加速度傳感器、溫度傳感器、位移傳感器等對選煤廠的運行情況進行數據采集分析。而該故障診斷系統的數據處理模塊則采用了美國NI公司開發的處理模塊，該公司開發的模塊具有性能穩定可靠性特點，在全球較多選煤廠設備監控系統進行了廣泛應用，能較好地滿足選煤廠的使用需求。另外，為保證設備的持續運行，防止因停電而導致設備停止工作現象發生，在診斷系統中安裝了一套PUS設備，能有效保證設備的正常用電需求。

（二）建立定點的檢測維修制度

在實際定點維修的過程中，專業人員可以根據相關的規定來對機電設備的生產零件和部分重要缺陷進行檢修，這樣才能夠在第一時間發現潛藏在機電設備內部的隱患。更多的工作人員自然能夠對事故進行全面地調整和維修。可以說，這種維修方式是動態性的。它的存在能夠保證機電設備更加平穩和安全地運行。在實際煤礦生產的過程中，專業人員更需要將“安全第一，看重發展效率”的理念融入生產體系內部。這樣一方面要將多數定點維修制度科學地結合在一起，之后才能夠實現協同發展。包括設備操作崗人員、安全檢查崗人員、技術崗人員和其他崗位的人員都要在默契配合之后才能夠讓設備更好地運行。多數人更需要在分析和總結報告之后反饋給負責人，這些資料也能夠為后續機電設備的維修提供重要的基礎。

（三）加速度傳感器

由于選煤廠設備在運行過程中，經常出現不同程度的振動現象，其振動幅度及振動頻率均會對設備造成重大影響，因此，需在該故障診斷系統中配備一套加速度傳感器對其信號采集。在該系統中，主要負責對設備的振動情況及受沖擊程度進行信號采集，該設備具有較好的耐沖擊性和信號采集精度，能滿足設備危險部位或無法測量的部位進行檢測，適合永久安裝。

（四）做好設備的潤滑管理工作

大部分的不良磨損都會直接引發機電設備故障。因此，在前期維修的過程中，一定要重視潤滑管理。在運行的過程中應該立下五項管理內容：第一，全面明確給油的位置。爭取能夠對機電設備的重要部位進行潤滑管理，這樣既能夠保證該部位的情節，還能夠更好地進行科學維護。第二，全方位對設備進行管理，如果有必要，則可以在選擇正確品牌的潤滑之后進行用油管理。注意在使用的過程中保證所有潤滑的材料都不能夠是劣質的產品。第三，保證潤滑油的數量。在實際潤滑機電設備的過程中，專業人員需要科學地計算需要使用的潤滑油的量。并在之后有效地研究添油量和換油的時間。第四，注意明確每個崗位工作人員的職責，以便更好地進行分工。

四、故障診斷系統實際測試情況分析

為進一步測試該選煤廠故障診斷系統的實際診斷性能， 將其在選煤廠進行了應用測試，在測試過程中，該系統功能相對較為全面，運行正常穩定，能將選煤廠設備工作 過程中的工作溫度、電機轉速、設備振動情況等信息進行實時信號采集和直觀顯示，且各類傳感器的信號傳輸速度相對較快，針對設備出現的振動異常情況，能通過人機顯示界面進行實時顯示和報警。據現場工作人員介紹，該系統與傳統的故障診斷系統相比，具有性能更加穩定、功能更加齊全、 精度更高等特點，能較好地滿足該選煤廠的使用需要，得到了作業人員的一致好評。由此，驗證了該診斷系統在一定程度上具有一定的可行性。

結束語

提高選煤廠設備的運行安全性，已成為當下企業重點關注的問題。因此，在對選煤廠旋轉設備常見問題分析基礎上，從硬件系統、軟件系統等方面入手，設計開發了一套選煤廠設備故障診斷系統，并進行了應用測試，測試結果表明：（1）該故障診斷系統功能較為全面，系統運行穩定可靠，能對選煤廠設備運行過程中的相關狀態信息進行實時信號采集和數據分析處理;（2）該診斷系統能對設備運行時的振動異常情況發出相應的報警提示，提高了設備的運行安全性;（3）該診斷系統的應用，得到了該煤礦作業人員的一致好評，驗證了該故障診斷系統在一定程度上具有可行性;（4）該研究對提高選煤廠設備的工作效率及運行安全具有重要作用。

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