基于可靠性状态监控现行大型电机的监控与管理.ppt

现行大型电机的监控与管理 基于可靠性的状态监控conditionmonitoringforreliability 电机诊断技术讲座之一 全美电机系统消耗了19 的总能源 57 的电力能源 在制造业 电机消耗了70 以上的电能 在过程工业 电机消耗的电能占全厂90 以上 每年度成本核算中 附加消耗分布为停产损失93 6 附加能量消耗3 1 电机寿命降低1 2 常规消耗2 1 epri的报告 whenaplanthadanunplannedshutdown 会发生什么 领导不断接到各种报告 生产经理开始大叫 生产人员无休止的加班 疲惫不堪 维修人员束手无策 财务总监 你的客户 怎样处理您的电机问题 别理它 yes no yes 你可真笨 no 你得负责处理吗 no 置之不理 有人知道吗 你麻烦了 yes yes no 掩藏住 能捂住别人的眼睛吗 no 没问题 yes 电机在工作吗 是你弄坏的吗 设备检修体制的演变history 事后维修 发生故障后进行reactive break down maintenance预防维修 以一定的时间为间隔 定期维修 tbm preventivemaintenance pm 预测维修 以设备状态监测 cm 为基础predictivemaintenance pdm 主动维修 以故障根源分析为基础 基于可靠性的维护 rcm proactivemaintenance pam 事后维修rm bmreactive break down maintenance 任其损坏 优点 不必投资在状态监测上不会出现过度维修适用于少数非重点设备缺点 无法预测事故停机产生设备二次损坏及灾难性后果生产损失高额维修费用管理失控 急诊室 各行业平均停产损失 包括产量损失与人工费用 美国总统轮船公司案例 2001年8月16日安装在线监控系统2001年8月21日tc1轴承失效 已使用10 000小时 aplagate 案例研究 事后维修的代价在线系统安装后 tc1即处于红区 tc2 tc3处于绿区 轴承冲击脉冲值开始时为88dbsv 报警极限为85dbsv 失效时为96dbsv 在海上更换轴承 耽搁时间二次损伤 造成叶片和迷宫密封损伤 价值 180 000 到达港口后 更换整个轴系 浪费时间 预防维修pm tdmpreventivemaintenance 定期体检 优点 维修以可控制的方式在方便的时间进行减少意外事故 有效避免灾难性事故可更好的控制备件 节约资金缺点 状态良好的设备也被频繁检修 维修过盛 维修导致的损伤可能大于维修的益处仍存在计划外故障停机没有针对不同设备进行优化与寿命分析 体检室 为什么要状态监测 whyconditionmonitoring 一个新的资产管理的平台 提高生产能力increasedproductionpace 运行在收支平衡之上ongoing costshavings 生产中断不可容忍productiondisruptionsareeconomicallyintolerable 世界级的生产运营需要可靠性维护worldclassperformancerequiresreliableproduction 管理者策略managementstrategies utilizingexistingmachinery合理利用现有设备 newmachinesorexisting 购置新设备还是利用现有设备 increasespeed增加生产速度improvequality提高质量increaseavailability增加有效生产时间lowerthecosts降低成本 energy rawmaterial personellcosts etc 当前状况today ssituation 维修部门从单纯的维修 逐渐转变成为确保企业生产能力的高级职能单元维修费用占企业生产总成本的4 到14 维修费用所占比例大于企业利润率故障停机异常昂贵 远远超过维修费用 状态监测的成效impactofconditionbasedmaintenance 利润 毛利 总产值 直接成本 能耗 实验费用 安全成本 工作环境改善 环保要求 常规消耗 维修与维护 人员工资 实验 等等 总投资 流动资金 固定资产 投资回报率 总预期产值potentialrevenue ope生产损失 时间损失 质量损失 速度损失 ope 总运营有效率 overallperformanceeffectiveness max prod 速度损失 质量损失 不可得时间 ope 生产时间 有效生产速度 worldclassperformance 85 生产损失lossofcontribution overallperformanceeffectiveness 100h90h a 0 9 时间因子 90ton h81ton h p 0 9 速度因子 81ton73ton q 0 9 品质因子 ope 0 9x0 9x0 9 0 73x100 73 有效生产时间 有效产品质量 冰山一角 潜在的危机thehiddenpossibility 预测维修pdmpredictivemaintenance 没有故障就不修 优点 减少意外停机仅在需要时购买和使用所需备件只需在适当时候进行维修缺点 监测仪器 系统 服务 人员花费不能延长设备寿命 监测室 泵 101 电机 83 风机 26 53 15 94 24 113 60 variationwithconfidencelevelof95 预警时间prewarningtime machines no ofincidents days aplcyprine案例研究 2001年3月安装2003年1月更换总运行时间 22个月 新轴承 新轴承 预测维修经济效益评估 vtr714轴承每套usd20 000to25 000vtr714轴系每套usd120 000to150 000更换轴承推荐时间为10 000小时 16个月 17条船 实行状态监测4年轴承更换时间由10 000小时提高到20 000 有些轴承达到30 000小时 总的价值 17x3台涡轮增压器xusd20 000 usd1 020 000没有包括节省时间与人工的效益及二次损伤费用 状态监测的目的 状态监测 保护系统 保障运行 避免事故造成二次损伤预知维修 提前预警 减少非计划停机事件故障诊断 指导维修进程 实施精密维修根源分析 有目的地提高设备可靠性 设备预警健康寿命约8周 请在此期间安排维修更换电机驱动端轴承 非驱动端改善润滑 并精密对中与轴承商商洽如何改善轴承品质 两份工单 检修工单1 检修工单2 维修部 李工 可靠性部 王工 主动维修pamproactivemaintenance 查明根源 精确维修 一切基于可靠性 优点 设备寿命延长设备可靠性增加更少的故障及二次损坏停机时间减少总维护费用降低缺点 监测仪器 系统 服务 人员花费要求特殊技能需要更多时间进行分析全体员工改变观念 全员rcm 设计与改造设备与备件采购备品备件库存保养安装调试操作与日常保养运行调度维修维护 80 20 清洁与润滑cleaningandlubrication设备改造designout2 提高运行寿命increaselifetime状态监测 日常维护保养cm normaloperation状态监测 有计划的停机cm plannedstop5 定期维修timebased6 备用策略redundance7 事后维修corrective rcm战略strategyforrcm rcm手段instrumentforrcm 红外诊断静态 动态电气诊断机械振动分析激光对中 现场动平衡润滑油品分析超声诊断腐蚀检测 探伤 静态检测动态巡检在线监控 rcm收益benefitfromrcm 提高产量 2 40 减少维修费用 7 60 提高产品质量 重新回炉生产 废品率减少5 90 延长设备寿命 1 10 xlifeextension 减少零配件库存 10 60 增加库存周转率 upto75 减少成品库存降低能耗 5 15 提升生产安全及环境保护 来自客户的统计数据 ssabtunnpl t钢铁公司案例 onlinetoplc 盅式退火炉在线监控 节省的费用 92 99年共计 215 000 7台600mw火力发电机组2台12mw柴油发电机组 备用 台湾麦寮电厂 以前1998 spmintroduction1998 cms用于涡轮增压机1999 便携式仪器a30 32001 诊断服务现在4台a30 3整体监控点数 7600点远程监控 2100点vcm bms 56点mg4toamsto软件 272点 下一步6台leonova远程监控 1445点mg4toamstopro46 136点 状态好88 计划检修11 报警1 监控结果 2003年5月 故障根源分析 严重事故 缺油36 不平衡3 坏轴承43 皮带故障5 不对中13 故障根源分析 其它事故 润滑的监控 寿命的提高lubricantfilmquality 1xl 10 xl time 传送带系统 轴承更换 维修策略的优化 rm pm pdm pam pdm pm rm pdm pm rm rm 事后维修pm 预防维修pdm 预测维修pam 主动维修 对目标无法贯彻将导致维修的倒退 减少维修 维修的优化 directpreventivemaintenance predictivemaintenance improvementmaintenance downtime correctivemaintenance 电机监测与管理系统的建立 电源 供电品质谐波 电压 电流 过 欠电压电压不平衡功率因数过载测试方法esa电压 电流计 变压器 变压器故障绝缘不良绕组短路接头松动电器振动测试方法esamca红外分析绝缘诊断超声诊断 控制与配电 mcc 配电柜故障接头松动接触不良线圈故障补偿电容失效测试方法esamca红外超声电压 电流计欧姆表目视 电缆 电缆故障热保护污染短路接地断路物理损伤测试方法mcaesa红外绝缘测试 配电系统故障分布 导体负荷能力不足 10 供电电压不平衡 7 电压偏差 2 电压不匹配 6 功率因数不合格 39 接头问题 36 电机 机械故障轴承轴 轴承座振动测试方法esa振动红外超声 电气故障绕组短路绝缘不良污染转子故障气隙测试方法mcaesa振动绝缘测试耐压 冲击试验欧姆表电流 电压表超声红外 电机 根据epri的报告 电机故障的53 源于机械原因 如轴承故障 不平衡 松动等 47 源于电气原因 这其中 10 源于转子 如铸件缺陷导致的不平衡气隙 断条等 37 源于定子绕组 电机故障源于何处 引起故障的外在因素 1 阻抗不平衡导致的电机效率的降低 电机运行的可靠性分析 2 阻抗不平衡导致功率因数的降低 3 阻抗不平衡导致电机损耗 4 阻抗不平衡导致温度上升 5 附加的温升导致电机寿命的降低 耦合 对轮或皮带 故障不对中 不对正带 键磨损张力不当皮带轮磨损测试方法esa振动红外 负载 风机 泵 压缩机 齿轮箱 等 负载故障部件疲劳 例如 密封 部件失效 齿轮 叶片等 轴承失效测试方