选煤厂主要设备故障诊断系统设计

熊海兵

摘 要：选煤设备全生命周期健康管理是智能化选煤厂建设的重要内容，而设备故障预测是实现选煤设备全生命周期健康管理的核心环节。运用有效的故障预测方法，及时预测设备故障的发展态势，有利于把握设备的退化趋势，了解设备发生故障的大致时机，便于在故障发生前及时制定并实施预防性维护策略，以预防故障产生，降低由于设备故障带来的巨大经济损失。

关键词：选煤厂设备;故障诊断;维护策略;系统设计

引 言

随着社会主义市场经济的发展进步与转型升级，煤炭资源在社会生产中占据了重要的地位，煤矿选煤业务也变得愈发的重要，本文针对如何加强对选煤厂设备的维护管理进行了细致的分析与研究。

一、选煤厂旋转设备存在问题分析

齿轮箱在使用过程中经常由于旋转中心和中心轴未有效重合而出现齿轮的偏心现象，致使齿轮在运转过程中发生了较大幅度的振动现象，且随着齿轮转动速度的不同，其振动幅度也不尽相同。造成此故障的原因主要有两方面：一是齿轮在设计加工时造成的中心轴偏心误差;二是齿轮在长时间的运转过程中，产生了较大程度的磨损，且受到外界不同载荷的交替影响，最终造成了齿轮箱发生了振动现象，影响着设备的正常运行。

二、煤矿主要设备在线监测系统架构

煤矿主要设备在线监测系统通过在设备表面或内部布置传感器和数据采集系统，搭建物联网，实现设备运行中的振动、温度等信号的采集，并将数据上传至现场服务器，通过专业系统软件进行处理和分析。

当设备运行数据异常时，自动触发报警，并可通过短信、邮件以及手机APP方式推送至现场相关设备管理人员。现场工程师可通过软件中的分析工具对设备数据进行追踪回溯，判断当前设备状态，也可通过容知远程专家支持实现云端故障诊断，帮助现场确定设备异常原因、部位、损伤严重程度、部件剩余寿命评估等，为运维检修决策提供数据支撑。

三、故障诊断系统硬件设计

（一）硬件系统

针对选煤厂设备运行过程中出现的故障问题，设计了一套故障诊断系统。其中，硬件系统是该系统的重要组成部分。故障诊断系统的硬件系统主要包括数据采集系统、数据处理中心、现场监测站、企业监测中心、数据存储模块、设备运行状态报警模块等。其中，数据采集系统主要通过加速度传感器、温度传感器、位移传感器等对选煤厂的运行情况进行数据采集分析。而该故障诊断系统的数据处理模块则采用了美国NI公司开发的处理模块，该公司开发的模块具有性能稳定可靠性特点，在全球较多选煤厂设备监控系统进行了广泛应用，能较好地满足选煤厂的使用需求。另外，为保证设备的持续运行，防止因停电而导致设备停止工作现象发生，在诊断系统中安装了一套PUS设备，能有效保证设备的正常用电需求。

（二）建立定点的检测维修制度

在实际定点维修的过程中，专业人员可以根据相关的规定来对机电设备的生产零件和部分重要缺陷进行检修，这样才能够在第一时间发现潜藏在机电设备内部的隐患。更多的工作人员自然能够对事故进行全面地调整和维修。可以说，这种维修方式是动态性的。它的存在能够保证机电设备更加平稳和安全地运行。在实际煤矿生产的过程中，专业人员更需要将“安全第一，看重发展效率”的理念融入生产体系内部。这样一方面要将多数定点维修制度科学地结合在一起，之后才能够实现协同发展。包括设备操作岗人员、安全检查岗人员、技术岗人员和其他岗位的人员都要在默契配合之后才能够让设备更好地运行。多数人更需要在分析和总结报告之后反馈给负责人，这些资料也能够为后续机电设备的维修提供重要的基础。

（三）加速度传感器

由于选煤厂设备在运行过程中，经常出现不同程度的振动现象，其振动幅度及振动频率均会对设备造成重大影响，因此，需在该故障诊断系统中配备一套加速度传感器对其信号采集。在该系统中，主要负责对设备的振动情况及受冲击程度进行信号采集，该设备具有较好的耐冲击性和信号采集精度，能满足设备危险部位或无法测量的部位进行检测，适合永久安装。

（四）做好设备的润滑管理工作

大部分的不良磨损都会直接引发机电设备故障。因此，在前期维修的过程中，一定要重视润滑管理。在运行的过程中应该立下五项管理内容：第一，全面明确给油的位置。争取能够对机电设备的重要部位进行润滑管理，这样既能够保证该部位的情节，还能够更好地进行科学维护。第二，全方位对设备进行管理，如果有必要，则可以在选择正确品牌的润滑之后进行用油管理。注意在使用的过程中保证所有润滑的材料都不能够是劣质的产品。第三，保证润滑油的数量。在实际润滑机电设备的过程中，专业人员需要科学地计算需要使用的润滑油的量。并在之后有效地研究添油量和换油的时间。第四，注意明确每个岗位工作人员的职责，以便更好地进行分工。

四、故障诊断系统实际测试情况分析

为进一步测试该选煤厂故障诊断系统的实际诊断性能， 將其在选煤厂进行了应用测试，在测试过程中，该系统功能相对较为全面，运行正常稳定，能将选煤厂设备工作 过程中的工作温度、电机转速、设备振动情况等信息进行实时信号采集和直观显示，且各类传感器的信号传输速度相对较快，针对设备出现的振动异常情况，能通过人机显示界面进行实时显示和报警。据现场工作人员介绍，该系统与传统的故障诊断系统相比，具有性能更加稳定、功能更加齐全、 精度更高等特点，能较好地满足该选煤厂的使用需要，得到了作业人员的一致好评。由此，验证了该诊断系统在一定程度上具有一定的可行性。

结束语

提高选煤厂设备的运行安全性，已成为当下企业重点关注的问题。因此，在对选煤厂旋转设备常见问题分析基础上，从硬件系统、软件系统等方面入手，设计开发了一套选煤厂设备故障诊断系统，并进行了应用测试，测试结果表明：（1）该故障诊断系统功能较为全面，系统运行稳定可靠，能对选煤厂设备运行过程中的相关状态信息进行实时信号采集和数据分析处理;（2）该诊断系统能对设备运行时的振动异常情况发出相应的报警提示，提高了设备的运行安全性;（3）该诊断系统的应用，得到了该煤矿作业人员的一致好评，验证了该故障诊断系统在一定程度上具有可行性;（4）该研究对提高选煤厂设备的工作效率及运行安全具有重要作用。

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