旋转机械故障诊断技术在炼钢设备中的应用研究

2020-09-17周永椗胡晓宇丁邦权

山西冶金 2020年4期

周永椗，胡晓宇，丁邦权

（广东韶钢松山股份有限公司，广东韶关512123）

我国社会经济在发展的同时带来的生产建设规模与数量也在不断的增加，对钢铁需求量日益增加。炼钢厂在运行的过程中，需要提高炼钢的效率和质量，因此炼钢厂通常会选择增加炼钢设备数量的方式来提高炼钢的产量，然而炼钢设备工作环境极为复杂，容易导致炼钢设备出现故障，从而导致生产效率和质量下降。传统的炼钢设备维修使用的是周期性的维修方式，只有炼钢设备发生故障时才会进行维修，这并不利于炼钢设备的正常运行。炼钢设备具有连续工作的特点，在工作的过程中，炼钢设备一旦出现故障，就会直接影响到炼钢的效率和质量，因此炼钢企业要重视炼钢设备维护工作的重要性，确保炼钢设备在运行的过程中不会因为故障问题而对正常生产产生影响。

1 旋转机械故障的危害

炼钢企业在生产的过程中，对于转子系统的使用非常频繁，同时炼钢生产活动对于生产设备较为依赖，在生产的过程中会出现较大的磨损，因此容易发生机械设备故障。炼钢企业为了获得更高的经济效益，在不断加大对设备的投入和设备的使用数量，但是缺乏相应的设备检修和故障排除常识，绝大多数设备出现故障存在不维护的问题，或者是当故障发生后才去找专业人员来进行维修。这种维修模式对于炼钢企业来说会造成严重的经济损失，会对炼钢企业的正常生产活动造成干扰，影响企业的生产订单，甚至会对工作人员造成危害。因此炼钢企业在生产制造过程中，需要加强对生产设备的检测和维护，避免设备在出现故障后再进行维修，要提前做好检测和故障排查工作，尤其是针对旋转机械设备，将旋转机械故障诊断技术应用到炼钢设备中，避免设备发生突发状况而造成严重的经济损失，提高炼钢企业的经济效益[1]。

2 旋转机械故障诊断技术

2.1 状态检测

状态监测是旋转机械故障诊断技术中的重要内容，通过状态监测可以实现对炼钢设备的运行状态监控，通过实时的监测来观测炼钢设备的运行状态，对于发生的故障能够及时的发现。在炼钢设备运行过程中，由于环境较为复杂，容易产生故障的因素较多，通过传统的人工监测无法确保故障检测的准确性和及时性，只有通过状态监测系统才能确保故障及时发现。通过对检测数据信息的分析，可可以有效地判断炼钢设备在运行过程中是否存在故障，以此来降低故障发生时的影响[2]。主要的监测方法是为设备安装振动检测仪和温度传感器，通过对设备工作室的数据采集和绘制图表，清晰、准确地显示炼钢设备的工作状态。在炼钢设备中进行状态检测时，可以分为在线监测，巡回监测，不定期监测等方式。状态监测可以实时地监控炼钢设备的运行状态，并将检测的结果进行汇总分析，最终对旋转机械设备的运行状况进行精准的判断，提高炼钢设备运行的稳定性。

2.2 信号的处理

在旋转器械故障诊断技术中信号的处理是实现旋转机械故障诊断的前提，由于炼钢设备系统结构复杂，通过传感器所获取到的信息是各部件震动结果的反馈，但是由于传感器获取到的信息是全部的信息，其中绝大多数都属于无用信息，普通的方式无法准确获取到有价值的信息，因此，在实际的应用中，传感器采集到的设备信息往往是非常复杂的，在传统的信号处理中，需要利用工作人员通过人工的方式对信号进行判断和处理，但是由于所获取到信息杂乱无章，信息中的相关特征很难通过人工的方式进行准确辨别，不仅会增加工作人员的劳动压力也无法保证信号处理的准确性。在旋转机械故障诊断技术中，可以通过多次实验对有用的信号进行数据库建立，在后续的信号处理时，对照数据库中的信息数据，即可实现信号处理的准确性和灵敏度，当炼钢设备产生不正确信号时，就会发出警报，以此来提醒工作人员，确保炼钢设备的安全稳定运行[3]。

2.3 故障识别方式

旋转机械在运行过程中有一定的规律。如果旋转机械设备振动过大，发出过大的噪声，很可能是故障引起的。因此，有必要将计算机技术与设备的运行相结合，做好故障检测工作，从而实现自动故障检测代替传统的人工检测，在提高检测效率的同时，还能够降低工作人员的劳动压力[4]。

3 旋转机械故障诊断中的智能化技术

3.1 专家检测系统

专家系统是将炼钢设备运行状态的信息数据进行汇总处理，以丰富全面的专业知识为基础，建立起可靠的运行数据库。专家系统数据库的建立主要是针对旋转机械故障诊断，在故障发生时能够为故障诊断提供可靠的数据信息，通过对照数据库中的数据信息，判断对方设备是否处于安全运行的状态。如果炼钢设备出现异常运行状态，专家系统会采取停止设备运行和切断电源等方式来确保设备的安全稳定运行。

3.2 智能诊断系统

在旋转机械的故障诊断中起着重要的作用。通过计算机技术，可以更好地采集旋转机械的运行状态信息，进行综合分析，促进故障诊断。智能诊断技术能够更加准确快速地发现炼钢设备所发生的故障位置，通过智能诊断系统对故障发生的原因进行判断[5]。智能诊断系统主要是利用计算机技术，通过收集正常设备的运行信息和故障设备的运行信息，以此为基础建立起故障结果处理报告，促进智能诊断技术的发展，形成良好的解决措施，如图1所示。

图1 旋转机械故障诊断模拟实验平台

3.3 旋转机械设备故障样本分布

通过不断地分析实验，对旋转机械设备故障进行分类整理。常见故障主要包括轴断裂、油膜失稳、转子磨损等相关技术人员可在此基础上建立故障数据库，提高故障诊断的可靠性和准确性。通过结合智能故障诊断技术，设计了科学合理的故障预警传感器，提高了故障诊断的效率。旋转机械设备具有结构复杂的特点，在运行的过程中，传感器信息收集会受外界因素的影响，无法确保信息准确的收集，因此需要结合计算机信息技术进行使用，以此来提高故障诊断的可靠程度，推动炼钢企业经济效益和诊断技术的发展[6]。