旋轉機械故障診斷技術在煉鋼設備中的應用研究

周永椗，胡曉宇，丁邦權

（廣東韶鋼松山股份有限公司，廣東 韶關512123）

我國社會經濟在發展的同時帶來的生產建設規模與數量也在不斷的增加，對鋼鐵需求量日益增加。煉鋼廠在運行的過程中，需要提高煉鋼的效率和質量，因此煉鋼廠通常會選擇增加煉鋼設備數量的方式來提高煉鋼的產量，然而煉鋼設備工作環境極為復雜，容易導致煉鋼設備出現故障，從而導致生產效率和質量下降。傳統的煉鋼設備維修使用的是周期性的維修方式，只有煉鋼設備發生故障時才會進行維修，這并不利于煉鋼設備的正常運行。煉鋼設備具有連續工作的特點，在工作的過程中，煉鋼設備一旦出現故障，就會直接影響到煉鋼的效率和質量，因此煉鋼企業要重視煉鋼設備維護工作的重要性，確保煉鋼設備在運行的過程中不會因為故障問題而對正常生產產生影響。

1 旋轉機械故障的危害

煉鋼企業在生產的過程中，對于轉子系統的使用非常頻繁，同時煉鋼生產活動對于生產設備較為依賴，在生產的過程中會出現較大的磨損，因此容易發生機械設備故障。煉鋼企業為了獲得更高的經濟效益，在不斷加大對設備的投入和設備的使用數量，但是缺乏相應的設備檢修和故障排除常識，絕大多數設備出現故障存在不維護的問題，或者是當故障發生后才去找專業人員來進行維修。這種維修模式對于煉鋼企業來說會造成嚴重的經濟損失，會對煉鋼企業的正常生產活動造成干擾，影響企業的生產訂單，甚至會對工作人員造成危害。因此煉鋼企業在生產制造過程中，需要加強對生產設備的檢測和維護，避免設備在出現故障后再進行維修，要提前做好檢測和故障排查工作，尤其是針對旋轉機械設備，將旋轉機械故障診斷技術應用到煉鋼設備中，避免設備發生突發狀況而造成嚴重的經濟損失，提高煉鋼企業的經濟效益[1]。

2 旋轉機械故障診斷技術

2.1 狀態檢測

狀態監測是旋轉機械故障診斷技術中的重要內容，通過狀態監測可以實現對煉鋼設備的運行狀態監控，通過實時的監測來觀測煉鋼設備的運行狀態，對于發生的故障能夠及時的發現。在煉鋼設備運行過程中，由于環境較為復雜，容易產生故障的因素較多，通過傳統的人工監測無法確保故障檢測的準確性和及時性，只有通過狀態監測系統才能確保故障及時發現。通過對檢測數據信息的分析，可可以有效地判斷煉鋼設備在運行過程中是否存在故障，以此來降低故障發生時的影響[2]。主要的監測方法是為設備安裝振動檢測儀和溫度傳感器，通過對設備工作室的數據采集和繪制圖表，清晰、準確地顯示煉鋼設備的工作狀態。在煉鋼設備中進行狀態檢測時，可以分為在線監測，巡回監測，不定期監測等方式。狀態監測可以實時地監控煉鋼設備的運行狀態，并將檢測的結果進行匯總分析，最終對旋轉機械設備的運行狀況進行精準的判斷，提高煉鋼設備運行的穩定性。

2.2 信號的處理

在旋轉器械故障診斷技術中信號的處理是實現旋轉機械故障診斷的前提，由于煉鋼設備系統結構復雜，通過傳感器所獲取到的信息是各部件震動結果的反饋，但是由于傳感器獲取到的信息是全部的信息，其中絕大多數都屬于無用信息，普通的方式無法準確獲取到有價值的信息，因此，在實際的應用中，傳感器采集到的設備信息往往是非常復雜的，在傳統的信號處理中，需要利用工作人員通過人工的方式對信號進行判斷和處理，但是由于所獲取到信息雜亂無章，信息中的相關特征很難通過人工的方式進行準確辨別，不僅會增加工作人員的勞動壓力也無法保證信號處理的準確性。在旋轉機械故障診斷技術中，可以通過多次實驗對有用的信號進行數據庫建立，在后續的信號處理時，對照數據庫中的信息數據，即可實現信號處理的準確性和靈敏度，當煉鋼設備產生不正確信號時，就會發出警報，以此來提醒工作人員，確保煉鋼設備的安全穩定運行[3]。

2.3 故障識別方式

旋轉機械在運行過程中有一定的規律。如果旋轉機械設備振動過大，發出過大的噪聲，很可能是故障引起的。因此，有必要將計算機技術與設備的運行相結合，做好故障檢測工作，從而實現自動故障檢測代替傳統的人工檢測，在提高檢測效率的同時，還能夠降低工作人員的勞動壓力[4]。

3 旋轉機械故障診斷中的智能化技術

3.1 專家檢測系統

專家系統是將煉鋼設備運行狀態的信息數據進行匯總處理，以豐富全面的專業知識為基礎，建立起可靠的運行數據庫。專家系統數據庫的建立主要是針對旋轉機械故障診斷，在故障發生時能夠為故障診斷提供可靠的數據信息，通過對照數據庫中的數據信息，判斷對方設備是否處于安全運行的狀態。如果煉鋼設備出現異常運行狀態，專家系統會采取停止設備運行和切斷電源等方式來確保設備的安全穩定運行。

3.2 智能診斷系統

在旋轉機械的故障診斷中起著重要的作用。通過計算機技術，可以更好地采集旋轉機械的運行狀態信息，進行綜合分析，促進故障診斷。智能診斷技術能夠更加準確快速地發現煉鋼設備所發生的故障位置，通過智能診斷系統對故障發生的原因進行判斷[5]。智能診斷系統主要是利用計算機技術，通過收集正常設備的運行信息和故障設備的運行信息，以此為基礎建立起故障結果處理報告，促進智能診斷技術的發展，形成良好的解決措施，如圖1所示。

圖1 旋轉機械故障診斷模擬實驗平臺

3.3 旋轉機械設備故障樣本分布

通過不斷地分析實驗，對旋轉機械設備故障進行分類整理。常見故障主要包括軸斷裂、油膜失穩、轉子磨損等相關技術人員可在此基礎上建立故障數據庫，提高故障診斷的可靠性和準確性。通過結合智能故障診斷技術，設計了科學合理的故障預警傳感器，提高了故障診斷的效率。旋轉機械設備具有結構復雜的特點，在運行的過程中，傳感器信息收集會受外界因素的影響，無法確保信息準確的收集，因此需要結合計算機信息技術進行使用，以此來提高故障診斷的可靠程度，推動煉鋼企業經濟效益和診斷技術的發展[6]。

4 結語

旋轉機械故障診斷技術在煉鋼設備中應用，能夠提高煉鋼設備故障維護的效率，確保煉鋼設備的安全穩定運行，從而提高煉鋼企業的生產效率和質量，通過將智能化自動化的故障診斷技術應用到旋轉機械故障診斷中，能夠有效地推動故障診斷技術的發展。