設(shè)備在線監(jiān)測應(yīng)用初探

        一、前言
        隨著我國加入WTO組織，在市場經(jīng)濟的激烈競爭中，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)成本的競爭也日益激烈。因此，如何保障設(shè)備良好的連續(xù)運行狀態(tài)即提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率是設(shè)備管理的重要課題。日本管理專家在設(shè)備管理上首先提出了設(shè)備點檢的概念，使設(shè)備管理由事故檢修和定期檢修管理逐步向預(yù)知性檢修管理過渡。但傳統(tǒng)的設(shè)備點檢方式多采用“眼看、手摸、耳聽”的經(jīng)驗手段，既不能滿足安全生產(chǎn)的要求，故障的判斷也過于依靠執(zhí)行者的經(jīng)驗，準(zhǔn)確率較低，對異常數(shù)據(jù)的捕捉率低、準(zhǔn)確率及效率非常低，這些缺點已無法適應(yīng)現(xiàn)代化設(shè)備管理的需要。推行設(shè)備的在線監(jiān)測對于現(xiàn)代化大型連續(xù)生產(chǎn)線已勢在必行，也已成為一項用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要課題。
         中州分公司氧化鋁廠現(xiàn)有5臺CO₂壓縮機組屬分公司大型關(guān)鍵A類設(shè)備，承擔(dān)著全廠CO₂氣體的輸送任務(wù)。由于生產(chǎn)工藝流程的需要，機組需長期連續(xù)、高效運轉(zhuǎn)，這種高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備在長期高負(fù)荷工作狀態(tài)下就容易出現(xiàn)磨損、竄動、不平衡、軸承超溫、振動異常等機械故障。若不能及時發(fā)現(xiàn)這些事故隱患而造成停機事故，不僅可能造成人身和設(shè)備事故而且將給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p失。如2000年2月8日1＃CO₂壓縮機在并網(wǎng)過程中，加負(fù)荷太快致使壓縮機喘振，因未能及時發(fā)現(xiàn)和采取措施而造成空壓機機殼被打壞的嚴(yán)重設(shè)備事故。因此，如何對機組的運行狀況進行更好地監(jiān)測，及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)事故隱患顯得尤為重要。
         為提高企業(yè)的設(shè)備管理水平以適應(yīng)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的生產(chǎn)目標(biāo)，2002年分公司決定在該重要設(shè)備機組推行設(shè)備在線監(jiān)測的管理。經(jīng)過近一年的運行實踐，取得了良好的效果。下面具體介紹一下這次實踐應(yīng)用情況。
        二、改造前的設(shè)備配置及監(jiān)測管理狀況
        1. CO₂壓縮機及電機的基本參數(shù)：
        壓縮機由電動機通過變速機驅(qū)動，壓縮機型號為EI350-4.2/0.97，變速機型號為GYD-30-1480/2.919，電動機型號為YK1600-2/990，功率為1600KW，電動機額定轉(zhuǎn)速為2985r/min，壓縮機主軸額定轉(zhuǎn)速8713r/min。
        2.設(shè)備監(jiān)測狀況：
        原有設(shè)備運行參數(shù)和工藝參數(shù)為就地顯示或在控制室儀表盤上顯示，顯示儀表有電磁指針式、數(shù)顯式、針式記錄儀等，報警顯示采用閃光式光字牌，對反映機組運行狀況最重要的振動數(shù)據(jù)無在線顯示，只能由崗位操作人員用便攜式測振儀通過定期點檢獲得，對軸位移的監(jiān)視也只有超限報警和跳車指示，無法定量連續(xù)地觀測到其變化情況。對軸承部位的監(jiān)測是依據(jù)點檢時用聽診棒進行判斷，由于現(xiàn)場噪音較大，很難準(zhǔn)確判斷。
        三、在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理
        安裝在壓縮機組各部位的信號傳感器用于采集各種現(xiàn)場信號（如振動信號、緩變量信號等），振動、軸位移、鍵相（兼轉(zhuǎn)速測量）等信號通過信號電纜接入數(shù)據(jù)采集箱，經(jīng)處理后送入計算機。其它過程量信號需將現(xiàn)場采集的信號經(jīng)過相應(yīng)的變送器轉(zhuǎn)變?yōu)?～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號后在通過數(shù)據(jù)采集箱接入計算機進行在線顯示。通過顯示屏就可以很清楚地看到風(fēng)機現(xiàn)場運行狀況，如前后軸承、變速機瓦座的振動值，轉(zhuǎn)速測定值及軸位移變化情況等；并且可以對數(shù)據(jù)源進行總結(jié)、類比和進一步分析。
        四、在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成及特點
        1. 機組測點確定及傳感器的選用：
        根據(jù)壓縮機組監(jiān)測系統(tǒng)的要求，每臺壓縮機組設(shè)置振動監(jiān)測點6個即壓縮機前后X／Y方向軸振各2個、變速機前后瓦振各1個，軸位移監(jiān)測點1個，鍵相測點1個，其它過程量（如各種溫度、壓力、電機電壓和電流等）根據(jù)需要設(shè)定。每種參數(shù)需對應(yīng)相應(yīng)的傳感器，選擇傳感器應(yīng)依據(jù)以下原則：可靠性高，工業(yè)壽命長；靈敏度高，測量范圍寬，具有較高的分辨率和測量精度；穩(wěn)定性好，漂移小，響應(yīng)快，遲滯小；頻率響應(yīng)寬，動態(tài)范圍大。主要新增傳感器配置情況見下表1：
                                                                         表1