水泥生產(chǎn)線旋轉(zhuǎn)設(shè)備監(jiān)測技術(shù)

　　引言

　　近十年我國水泥工業(yè)飛速發(fā)展，5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線及其以上規(guī)模已經(jīng)成為主流，機(jī)械設(shè)備大型化已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。這些設(shè)備的安全高效運(yùn)行已經(jīng)成為水泥企業(yè)效益的重要決定因素。避免這些設(shè)備隨機(jī)性故障地發(fā)生已經(jīng)成為水泥企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。單憑直覺的耳聽、眼看、手摸的方式以及定期監(jiān)測方式、在線檢測離線分析監(jiān)測方式來監(jiān)測水泥生產(chǎn)設(shè)備是否安全已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代水泥工業(yè)的需要，代替這種方式的是自動在線監(jiān)測方式，其既可避免設(shè)備突發(fā)性故障又無需專業(yè)人員現(xiàn)場操作。在線監(jiān)測技術(shù)，是研究的新興課題之一，著重考慮的是預(yù)測設(shè)備的時間依存性故障和改變設(shè)備的維護(hù)方式。該技術(shù)是在狀態(tài)監(jiān)測及故障分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是實(shí)現(xiàn)以先進(jìn)的預(yù)知維護(hù)取代以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防性維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)。水泥企業(yè)以旋轉(zhuǎn)機(jī)械為主，本文著重介紹旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展及用于水泥工廠中的監(jiān)測系統(tǒng)。

　　1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

　　1.1發(fā)展歷程

　　旋轉(zhuǎn)機(jī)械是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的機(jī)械。許多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如：離心泵、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、軋鋼機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等，都是工業(yè)企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。近二十年來，我國的機(jī)械設(shè)備也朝著輕型化、大型化、重載化和高度自動化等方向發(fā)展，出現(xiàn)了大量的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、振動、噪聲、可靠性，以及材料與工藝等問題，設(shè)備損壞事件時有發(fā)生，如新疆某兩支撐回轉(zhuǎn)窯在2008年年初就發(fā)生了斷裂事故。

　　大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究是國家重點(diǎn)的攻關(guān)項(xiàng)目，目的是提高大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量，減少突發(fā)性事故，避免重大經(jīng)濟(jì)損失。20世紀(jì)50年代，各種類型和性能的傳感器和測振儀相繼研制成功，并開始應(yīng)用于科學(xué)研究和工程實(shí)際。20世紀(jì)60~70年代，數(shù)字電路、電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、“信號數(shù)字分析處理技術(shù)”的形成，推動了振動檢測技術(shù)在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用。20世紀(jì)70~80年代，機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)在許多發(fā)達(dá)國家開始研究。隨著電子計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)、信號處理技術(shù)、信號識別技術(shù)與故障診斷技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測研究跨入系統(tǒng)化的階段，并把實(shí)驗(yàn)室的研究成果逐步推廣到核能設(shè)備、動力設(shè)備以及其它各種大型的成套機(jī)械設(shè)備中去，進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的階段。例如：日本的“旋轉(zhuǎn)機(jī)械健康管理系統(tǒng)”，美國的“可移動診斷中心”，丹麥的2500型振動監(jiān)測系統(tǒng)等，都具備了機(jī)組信號數(shù)據(jù)的采集、分析、計算、顯示、打印、繪圖等功能，并配有專項(xiàng)診斷軟件。先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)把體現(xiàn)機(jī)械動態(tài)特性的振動、噪聲作為主要監(jiān)測和分析的內(nèi)容。由于振動、噪聲是快速的隨機(jī)性信號，不僅對測試系統(tǒng)要求高，而且在分析中要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，國內(nèi)外在20世紀(jì)80年代用小型計算機(jī)或?qū)Ｓ脭?shù)字信號處理機(jī)做為主機(jī)完成機(jī)械動態(tài)特性的數(shù)據(jù)處理，該類主機(jī)不僅價格昂貴而且對工作環(huán)境要求苛刻，因而通常采用離線監(jiān)測與分析的方式。

　　20世紀(jì)90年代以來，高檔微機(jī)不斷更新且價格迅速下降，適合數(shù)字信號處理的計算方法不斷優(yōu)化，使數(shù)據(jù)處理速度大為提高，為在工業(yè)現(xiàn)場直接應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)創(chuàng)造了條件。丹麥、美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家的專家學(xué)者對旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了深入研究，研制出不同系統(tǒng)。該類系統(tǒng)以丹麥B&K公司的2520型振動監(jiān)測系統(tǒng)、美國BENTLY公司的3300系列振動監(jiān)測系統(tǒng)、美國亞特蘭大公司的M6000系統(tǒng)為代表已經(jīng)達(dá)到較高的水平。在功能上比較典型的系統(tǒng)之一是丹麥B&K公司的2520型振動監(jiān)測系統(tǒng)(vibrati on monitor-type2520)，主要功能有：自動譜比較并進(jìn)行故障預(yù)警報警；對6％和23％恒百分比帶寬譜進(jìn)行速度補(bǔ)償；幅值增長趨勢圖顯示；三維譜圖顯示；振動總均方根值（振動烈度）計算；支持局域網(wǎng)。美國IRD公司的IQ2000系統(tǒng)可認(rèn)為是至今為止有報道的功能最齊全的監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。

　　我國在工業(yè)部門中開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測技術(shù)研究的工作起步于1986年，在此之前從國外引進(jìn)的大型機(jī)組，一般都購置了監(jiān)測系統(tǒng)。而在自行研制的國產(chǎn)設(shè)備上，若選用國外的監(jiān)測系統(tǒng)，由于價格異常昂貴而難以接受。20世紀(jì)80年代中后期以來，我國有關(guān)研究院所、高等院校和企業(yè)開始自行或合作研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，無論在理論研究、測試技術(shù)和儀器研制方面，都取得了成果，并開發(fā)