水泥生产用旋转设备状态监测技术的发展历程

旋转设备是工业上应用最广泛的设备。许多大型旋转设备如:离心泵、电动机、发动机、发电机、压缩机、汽轮机、轧钢机、回转窑等都是水泥生产企业的关键设备。近二十年来我国的机械设备也朝着轻型化、大型化、重载化和高度自动化等方向发展,超声波探伤仪器出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性以及材料与工艺等问题设备损坏事件时有发生。

大型旋转设备状态监测技术研究是国家重点的攻关项目目的是提高大型旋转设备的产品质量减少突发性事故避免重大经济损失。

20世纪50年代,超声波探伤仪各种类型和性能的传感器和测振仪相继研制成功并开始应用于科学研究和工程实际。

20世纪60~70年代数字电路、电子计算机技术的发展、“信号数字分析处理技术”的形成推动了振动检测技术在机械设备上的应用。

20世纪70~80年代机械设备状态监测与故障诊断技术在许多发达国家开始研究。随着电子计算机技术、现代测试技术、信号处理技术、信号识别技术与故障诊断技术等现代科学技术发展机械设备的监测研究跨入系统化的阶段并把实验室的研究成果逐步推广到核能设备、动力设备以及其它各种大型的成套机械设备中去进入了蓬勃发展的阶段。例如:日本的“旋转机械健康管理系统”美国的“可移动诊断中心”丹麦的2500型振动监测系统等都具备了机组信号数据的采集、分析、计算、显示、打印、绘图等功能并配有专项诊断软件。先进的状态监测系统把体现机械动态特性的振动、噪声作为主要监测和分析的内容。由于振动、噪声是快速的随机性信号不仅对测试系统要求高而且在分析中要进行大量的数据处理国内外在20世纪80年代用小型计算机或专用数字信号处理机做为主机完成机械动态特性的数据处理该类主机不仅价格昂贵而且对工作环境要求苛刻因而通常采用离线监测与分析的方式。

我国在工业部门中开展状态监测技术研究的工作起步于1986年在此之前从国外引进的大型机组一般都购置了监测系统。而在自行研制的国产设备上若选用国外的监测系统由于价格异常昂贵而难以接受。20世纪80年代中后期以来我国有关研究院所、高等院校和企业开始自行或合作研究旋转设备状态监测技术无论在理论研究、测试技术和仪器研制方面都取得了成果并开发出相应的旋转设备状态监测系统。

20世纪90年代以来高档微机不断更新且价格迅速下降适合数字信号处理的计算方法不断优化使数据处理速度大为提高为在工业现场直接应用状态监测技术创造了条件。丹麦、美国、德国、日本等发达国家的专家学者对旋转设备工作状态监测技术进行了深入研究研制出不同系统。该类系统以丹麦B&K公司的2520型振动监测系统、美国BENTLY公司的3300系列振动监测系统、美国亚特兰大公司的M6000系统为代表已经达到较高的水平。在功能上比较典型的系统之一是丹麦B&K公司的2520型振动监测系统(vibrati on monitor-type2520)主要功能有:自动谱比较并进行故障预警报警;对6%和23%恒百分比带宽谱进行速度补偿;幅值增长趋势图显示;三维谱图显示;振动总均方根值(振动烈度)计算;支持局域网。美国IRD公司的IQ2000系统可认为是至今为止有报道的功能最齐全的监测与诊断系统。

从技术发展过程看,KANE汽车尾气分析仪现代监测技术已经从以传感器技术和动态测试技术为基础以信号处理技术为手段的常规技术阶段发展到人工智能技术为设备监测和故障分析的智能化阶段。