状态监测在水泥行业的应用.pptx

各行业设备状态监测解决方案 阳泉德源晟矿山设备有限公司 典型的水泥生产过程监控点 阳泉德源晟矿山设备有限公司 破碎机：采来的材料在不同的机 械破碎机里面被 挤压成更小 的尺寸，压碎的石头从120 厘米减小 到1.2和8厘米之 间.原料的烘干也是有效破 碎和预混合的必须工作 关键机器/ 部件: 辊筒 / 滚动轴承 连轴器 变速箱 基础 阳泉德源晟矿山设备有限公司 破碎机使用环境 阳泉德源晟矿山设备有限公司 破碎机 测量位置& 测量任务 3.传输：原料使用传输机,货车或其他方案 从采石场 传送到水泥厂. 关键设备/部件： - 辊筒/滚动轴 承 - 传送带 - 齿轮箱 - 驱动电机 普卢福（PRUFTECHNIK) - 4.预先均匀化-混合床:辗碎的石灰石和黏土在长 长的分 层的储存里均匀化,然后在烧窑里研磨和烘干. 典型的水泥生产过程 阳泉德源晟矿山设备有限公司 典型故障 轴承故障 连轴器故障 (磨损, 不对中,) 齿轮故障 高振动负载(最大. 50mm/s) 引起的基础故 障 测量位置 1-3 = 电机, 轴承状态 + 振动有效值 4-8 = 齿轮箱, 振动, 轴承状态 (无负载状态) 9-10 = 驱动轴,轴承状态 + 振动有效值 11-12 = 偏斜辊筒,轴承状态 + 振动有效值( 无负载状态) 6 7 阳泉德源晟矿山设备有限公司 输送机 测量地点 & 测量任务 5.生料存储:每种生料都被各自传输到筒仓中,以后按量 填 加来生产不同特定类型的水泥. 6.生料研磨：经常为垂直辊筒研磨（VRM), 由三个锥 形辊筒在回转研磨台上研磨材料 水平研磨机,在其中材料通过钢球的方法研 磨成粉状, 也使用在这一阶段 水平球蘑机 垂直球蘑机 阳泉德源晟矿山设备有限公司 生料储存 垂直球蘑机丨VRM)-生料在辊筒窑或球磨窑 里面 研磨和烘干,k重的辊筒在回转桌面上旋 转,研磨材 料直到小到足够由空气带进匀 化筒仓. 关键机器/部件： - 驱动电机/滚动轴承 - 齿轮箱I行星齿轮1.级 - 齿轮箱/行星级 球磨机-生料在球磨机内研磨和烘干.生 料由旋 转的钢材料的圆柱型磨体研磨 到足够精细,有空 气带入匀化筒仓. 关键机器/部件： - 驱动电机/滚动轴承 - 齿轮箱I行星齿轮1.级 - 齿轮箱/行星级 阳泉德源晟矿山设备有限公司 垂直球磨机 &球磨机 垂直球磨机 (VRM) 测量位置 & 阳泉德源晟矿山设备有限公司 弗兰德KMPS 715垂直球磨机齿轮箱示例 1- i PS i l B 12 阳泉德源晟矿山设备有限公司 垂直球磨机的 MAAG 齿轮箱示例 阳泉德源晟矿山设备有限公司 8. 预热: 气旋预热器使水泥生产的原料在 进入烧窑前先得到预热. 这提高的窑的能源 效率, 因为材料在进入窑前 20-40% 已经被 煅烧 7. 原料匀化: 该过程发生在筒仓内,为了得 到均 匀混合的材料. 原料匀化 阳泉德源晟矿山设备有限公司 预热，窑&冷却器 8.预热:气旋预热器使水泥生产的原料在 进入 烧窑前先得到预热.这提高的窑的能源 效率， 因为材料在进入窑前20-40%已经被 煅烧 9.窑-石灰窑是设计来使热传递效率最大化，从油的 燃烧 传到原料.在预热器中原料被快速加热到1000 C 石灰石 在这里形成煅石灰.在旋转窑里，温度可以达到 2000 C. 在这个温度下，矿物石熔化到一起形成主要 的硅酸钙晶 体-水泥熟料 10.冷却器-熔化的水泥熟料在冷却器中快速冷 却.用来冷却的空气会供应到石灰窑里作为燃烧 空 气-提高热利用率. 关键设备/部件： - 驱动/电机 - 正齿轮 - 小齿轮/齿轮缘 关键设备/部件： - 冷却风机/叶片 - 驱动电机/滚动轴承 15 阳泉德源晟矿山设备有限公司 典型故障 轴承故障 不平衡 不对中 测量位置 1 -3 =电机，轴承状态+振动RMS 4-5 =风机，轴承故障，振动RMS 16 排气风机 测量位置 1-3 = 电机, 轴承状态 + 振动有效值 4-8 = 齿轮箱, 输入,中间轴和输出轴,轴承 状态 + 振动 有效值 9-11 = 中间轴到窑,轴承状态 + 振动有效值 12-13 = 窑的轴承 此外: 视觉检查润滑 / 齿轮清洁和齿轮缘 典型故障 驱动电机: 不平衡, 不对中, 磨损, 电气 问题, 轴承状况 齿轮箱:不平衡, 不对中, 磨损, 齿轮啮 合 1-3级 (磨损, 破损, 齿损坏), 驱动轴轴承状况,中间轴,输出轴 齿驱动: 啮合 (磨损, 破损, 齿损坏), 小 齿轮轴轴承状况 窑，煤磨 熟料冷却 18 阳泉德源晟矿山设备有限公司 典型故障 轴承损伤 不平衡 不对中 测量位置 1-3 =电机,轴承状况+ 振 动RMS 4-5 =风机,轴承状 况,振动 RMS M 冷却器 阳泉德源晟矿山设备有限公司 直驱风机&皮带驱动风机 直驱风机典型监测点 悬臂支撑风机示例 皮带驱动风机典型监 测点 20 阳泉德源晟矿山设备有限公司 风机的典型测量位置 1 5 阳泉德源晟矿山设备有限公司 煤磨 典型故障 驱动电机:不平衡，不对中，磨损 ， 电气问题,轴承状况 齿轮箱:齿轮啮合和行星级,驱动端 轴承状 况,供油 测量位置样例齿轮箱参数： 1-3 =电机,轴承状态+-频谱,包络谱和振动加速度 振动 RMS-执行频带分析 4-11 =齿轮箱,输入,锥齿轮，研磨桌：摩擦轴承的温度 行星轮 12 =力矩测量供油： -温度 此外：电机电流+力矩-压力 阳泉德源晟矿山设备有限公司 1. 熟料筒仓: 煅烧流程后,从窑里出来的材料 冷却到100-200C 然后保存在熟料筒仓内并 均匀. 12. 水泥磨机: 熟料在磨机仓室内由不同大小 的钢球研磨,并填加石膏延长水泥凝固时 也可以使用一级辊桶和球磨结合-节省能量消 耗. 熟料筒仓& 水泥磨机 阳泉德源晟矿山设备有限公司 滚筒磨机:也可以使用一级辊桶和球磨结 合-节 省能量消耗. 关键设备/部件： - 驱动电机 - 滚动轴承 - 齿轮箱 球磨机 熟料在球磨机内研磨和烘干.粗料由 旋 转的钢材料的圆柱型磨体研磨到足够精细,有 空 气带入下一生产流程. 关键设备/ 部件: 驱动电机 滚动轴承 齿轮箱 滚筒磨机&球磨机 阳泉德源晟矿山设备有限公司 典型故障 不平衡 不对中 磨损 电气问题 轴承损坏 齿轮啮合 测量位置 1-3 =电机,轴承状况+振动RMS 4-7 =齿轮箱,振动加速度,频谱， 包 络谱 8-11 =滚筒，轴承状况 水泥磨机 ( 滚压机) 测量位置 & 典型的水泥生产过程 阳泉德源晟矿山设备有限公司 7 典型故障 轴承故障 齿轮啮合 不平衡 不对中 测量位置 1-3 = 电机r, 轴承状况 + 振动 RMS 5-7 = 齿轮箱, 行星级, 振动 RMS, 频谱, 包络谱 8-9 = 磨机, 滑动轴承, 频谱+包络谱 球磨机 测量位置 & 参数 阳泉德源晟矿山设备有限公司 FLS Symetro球磨机齿轮箱 低速轮,也称平衡轮,镶嵌在一组隔膜中安装在输出轴上.后者是实际的扭转轴,安装在 可以水平和垂直运 动的滑动轴承上.（需要位移传感器). 平衡轮在各个方向上自由运动保证了两个低速小齿轮的负载均匀分布. 27 阳泉德源晟矿山设备有限公司 FLS Symetro 齿轮箱的监控 阳泉德源晟矿山设备有限公司 Polysius 单室球磨机 (ZM4) 使COMBIFLEX 阳泉德源晟矿山设备有限公司 单室球磨机两室分离球磨机 单室和双室球磨机示例 阳泉德源晟矿山设备有限公司 ThysserKrupp 普卢福（PRUFTECHNIK) - Polysius 带环形电动机球磨机 典型的水泥生产过程 阳泉德源晟矿山设备有限公司 Horomill 3800 阳泉德源晟矿山设备有限公司 Alarms stati system etc. *tnrry 10 Motor current, RPM, etc. PLC VIBROWEB Horomill 3800监控示例 33 阳泉德源晟矿山设备有限公司 典型故障 轴承故障 齿轮啮合 不平衡 测量位置 1, 2 = 电机, 选粉机轴承状况 + 振动 RMS 3 = 电机, 选粉机, 振动 RMS 4 = 齿轮箱, 输入, 轴承状况 5, 6 = 转子轴承, 轴承状况, 包络谱 7, 8 = 电机(风机),轴承状况 + 振动 RMS 9, 10 =风机,轴承状况 , 温度 选粉机 典型测量位置 & 阳泉德源晟矿山设备有限公司 选粉机 阳泉德源晟矿山设备有限公司 水泥包装和运送 14.包装:从保存筒仓，水泥包装成包然后运送，或者 由或者轮船运送松料. 36 阳泉德源晟矿山设备有限公司 OMNITREND - 数据库软件平台 阳泉德源晟矿山设备有限公司 选粉机风机 熟料冷却器 石灰窑驱动 案例研究 阳泉德源晟矿山设备有限公司 基于频率分析，诊断出选粉机风机轴承 外 圈上的故障 由于监测到维修可以推迟到下次例行停 工维修，因此计划两周后进行 选粉机风机-节省115，000 EUR 1 如果没有基于状态监测的可能后果 对风机的连锁故障，可能还会造成电机 损 坏. 备件可以从库存中供应，生产损失不会 太 高 维修成本： 材料 人力 生产损失 800. EUR 1 ，000. EUR 0. EUR 估计成本： 材料 人力 生产损失 14，800 EUR 6，000 EUR 96， 000 EUR 总计 1，800 EUR Total 116，800 EUR (估计：15小时，生产损失=磨机的输出*熟料生产的利润*熟料 系数 (基于状态监测)） Amount saved: 115.000 EUR 39 阳泉德源晟矿山设备有限公司 选粉机风机-节省115，000 EUR 2 基于频率分析，诊断出选粉机风机轴承外圈上的故障 外圈的故障频率和相应的谐频如下图所示. Envelope spectrum velocity 40 典型的水泥生产过程 阳泉德源晟矿山设备有限公司 基于对石灰窑2熟料冷却器的的离线数 据 测量,诊断出轴承早期损伤，可以在连 锁故障发生前维修. 维修成本： 材料 150 EUR 人力 1,850 EUR 生产损失 10,000. EUR 总计 12,000 EUR (估计:8小时,生产损失=石灰窑输出*熟料 生产利润（基于状态检 测)） 熟料冷却器-节省255,000 EUR 1 如果没有基于状态监测的可能后果 驱动的连锁故障,故障不能修复,也没有 备件，生产损失会非常高 估计成本： 材料 26,700 EUR 人力 13,300 EUR 生产损失 227,000 EUR 总计 267,000 EUR (估计:8小时,生产损失=石灰窑输出*熟料 生