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軸承知識
水泥球磨生產(chǎn)線主減速機(jī)軸瓦溫度改造

徐偉

(山東魯碧建材有限公司)

引言

某公司為響應(yīng)我國淘汰落后產(chǎn)能的政策要求,重建了一套由CLM150-100輥壓機(jī)和Φ3.8m×13m水泥磨組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng),年產(chǎn)水泥1.5×106t。水泥球磨主電機(jī)型號為YRKK900-8,額定功率2 500kW,額定電壓10kV,主減速機(jī)型號為MFY250-299 ,輥壓機(jī)由兩個功率為2×800kW的高壓電機(jī)驅(qū)動,設(shè)計臺時為140~150t/h,于2014年9月投產(chǎn)運行。自投產(chǎn)達(dá)標(biāo)后,水泥生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

自2020年以來,水泥球磨主電機(jī)因主減速機(jī)軸瓦溫度波動過大,多次出現(xiàn)電氣故障跳閘的情況,嚴(yán)重影響水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定順行。

因此,要求專業(yè)技術(shù)人員系統(tǒng)分析故障問題,經(jīng)技術(shù)改造,取得顯著效果,減少了該故障的發(fā)生,保障了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定順行。

圖1 水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程

01 發(fā)現(xiàn)的問題及相關(guān)分析

1.1 現(xiàn)狀

水泥球磨主減速機(jī)作為傳動裝置,降低轉(zhuǎn)速的同時可以提高輸出扭矩,改變軸線的相互位置以適應(yīng)生產(chǎn)工藝要求,是水泥生產(chǎn)中的重要設(shè)備。軸瓦溫度是減速機(jī)運行中的重要監(jiān)視參數(shù),直接反映減速機(jī)的工作狀態(tài),因此,軸瓦溫度的準(zhǔn)確性顯得尤為重要。

該公司球磨主減速機(jī)本體共有12個軸瓦溫度測點,采用熱電阻PT100測溫元件,進(jìn)行接觸式溫度測量,測量精度高,適用于遠(yuǎn)距離、多點、集中檢測和自動控制。其溫度傳輸方式是溫度信號經(jīng)信號屏蔽電纜送至現(xiàn)場數(shù)字儀表輸入端,經(jīng)數(shù)據(jù)采集和處理后,在表頭上循環(huán)顯示,并將12路溫度信號分別轉(zhuǎn)換為12路4~20mA電流信號,表頭輸出端子通過信號電纜傳輸至遠(yuǎn)程DCS,由模擬量輸入模塊采集后,經(jīng)西門子S7-300系列PLC數(shù)據(jù)處理,溫度顯示在中控室電腦上。另外,DCS控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)來監(jiān)視主電機(jī)的減速機(jī),溫度過高將跳閘保護(hù)主電機(jī),發(fā)出停車命令,使主電機(jī)停機(jī)。

1.2 存在的問題

在實際生產(chǎn)運行過程中,多次出現(xiàn)因軸瓦溫度信號異常而引起DCS控制系統(tǒng)保護(hù)聯(lián)鎖停機(jī)的故障,嚴(yán)重影響水泥的正常生產(chǎn)進(jìn)度以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。該故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)為:球磨減速機(jī)運行穩(wěn)定,水泥生產(chǎn)各項參數(shù)正常,但控制系統(tǒng)所顯示的軸瓦溫度會瞬間升高,幾秒內(nèi)上升至聯(lián)鎖停機(jī)值,造成水泥磨機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)。主電機(jī)停機(jī)后,溫度值逐步恢復(fù)到正常范圍內(nèi),可以再次啟動。

1.3 問題分析

(1)熱電阻測量元件存在故障,熱電阻測溫元件是否正常以及測量插入位置都會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(2)用于采集軸瓦溫度的信號電纜存在虛接、連接不牢固的情況時,會因設(shè)備震動等原因造成信號波動,如果波動值過大,信號值超過跳閘保護(hù)值,就會引起主電機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)故障。

(3)現(xiàn)場數(shù)字顯示儀表輸入、輸出端子采用插拔式端子,在現(xiàn)場環(huán)境灰塵較多、振動較大等客觀條件下,容易造成接線端子松動。再加上數(shù)字儀表抗干擾能力不高,易出現(xiàn)信號干擾造成溫度失真。

(4)系統(tǒng)干擾問題。系統(tǒng)干擾會對數(shù)據(jù)采集和測量造成干擾,使溫度信號失真。

該公司維修電工多次對該故障進(jìn)行處理,如:緊固或粘合儀表接線端子、增加信號隔離器、更換信號電纜、排查接地系統(tǒng)、確保接地方式以及接地電阻符合規(guī)范要求等,都無法徹底消除該故障。通過分析排查,Z終確定該故障是由上述第二種原因造成的。

02 改造措施及實施步驟

2.1 改造思路

直接將溫度信號傳輸至DCS控制系統(tǒng),采集和處理溫度數(shù)據(jù),避免插拔式線路連接,利用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,采用威綸觸摸屏作為溫度顯示儀表,全面、準(zhǔn)確、無誤地顯示12路軸瓦溫度,并與遠(yuǎn)程中控室溫度數(shù)據(jù)時刻保持一致。

觸摸屏又稱為“觸控屏”“觸控面板”,是目前Z簡單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備,具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等優(yōu)點。利用這種技術(shù),用戶只要用手指輕輕觸碰計算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能操作主機(jī),使人機(jī)交互更為直接,應(yīng)用范圍廣闊。

2.2 具體實施步驟

(1)增加溫度變送器,將12路熱電阻溫度信號經(jīng)屏蔽電纜直接接入到DCS控制柜中的溫度變送器,經(jīng)溫度變送器轉(zhuǎn)換為4~20mA信號,利用西門子S7-300系列PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理。

(2)不使用現(xiàn)場數(shù)字顯示儀表,在現(xiàn)場儀表箱上增加威綸觸摸屏,實現(xiàn)現(xiàn)場顯示軸瓦溫度。對威綸觸摸屏進(jìn)行軟件編程,使12路溫度數(shù)據(jù)顯示在觸摸屏上,并正確設(shè)置觸摸屏IP地址。觸摸屏軟件設(shè)計完成后,下載調(diào)試、運行。

(3)敷設(shè)網(wǎng)線,通過網(wǎng)線連接DCS與觸摸屏,實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊連接,使DCS采集的溫度數(shù)據(jù)可以顯示在觸摸屏上。

03 改造前后對比

3.1 控制原理接線圖比較

改造前軸瓦溫度(以8路為例)控制示意圖

改造后軸瓦溫度(以8路為例)控制示意圖

3.2 現(xiàn)場儀表對比

改造前現(xiàn)場儀表顯示

改造后現(xiàn)場儀表顯示

3.3 績效對比

04 推廣應(yīng)用前景

目前,一些主機(jī)(主電機(jī)、風(fēng)機(jī)等)工藝設(shè)備參數(shù)都通過現(xiàn)場數(shù)字儀表進(jìn)行顯示,但現(xiàn)場環(huán)境差、振動大,易導(dǎo)致很多溫度、電流等信號失真,造成主機(jī)設(shè)備停機(jī)。此次技術(shù)改造,通過開發(fā)高級儀表編程,替代了現(xiàn)場數(shù)字顯示儀表,不僅滿足現(xiàn)場要求,增加儀表的可靠性,還可有效減少設(shè)備停機(jī)的次數(shù),具有較好的推廣應(yīng)用前景。

05 結(jié)語

水泥企業(yè)對生產(chǎn)穩(wěn)定順行的要求越來越高,這次通過利用原DCS控制系統(tǒng)和觸摸屏技術(shù)對現(xiàn)場溫度進(jìn)行改造,可以保證準(zhǔn)確測量和顯示減速機(jī)軸瓦溫度,防止因信號波動造成的停機(jī)故障,達(dá)到了水泥生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定順行和穩(wěn)產(chǎn)增效的目的。

(來源:水泥備件網(wǎng))

發(fā)布時間:2023-03-08


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