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内蒙古某集团采煤机油液监测案例(一)

作者:   发布日期:2019-7-5   点击数:192

      背景资料
      作为煤矿企业机, 械设备使用条件恶劣, 机械设备损坏严重, 影响到正常生产与安全, 有必要建立完善的监测体系以提高设备完好率, 减少不必要的投入。作为煤炭企业,采煤机等都位于地下,运行环境恶劣,水分、粉尘等外来因素多,对设备维护压力更是不言而喻,建立科学有效的管理手段是该行业的当务之急。

油液监测1油液监测2


      内蒙古某集团有 限公司是以煤炭生产、经营为主业,以铁路运输、煤制油为产业延伸,以房地产开发等非煤产业为互补的大型现代化能源企业。公司连续12年跻身中国企业500强,2016年位列第396位,同时,位居内蒙古煤炭企业50强之首,公司总资产超过1100亿元,职工7300余人。下属内蒙古某煤炭股份有限公司、内蒙古某准东铁路有限责任公司、内蒙古某呼准铁路有限公司、内蒙古某煤制油有限责任公司、中科合成油技术有限公司、内蒙古某置业有限责任公司等61家直接和间接控股公司,其中内蒙古某煤炭股份有限公司为煤炭行业首家B+H股上市公司。
该集团现有大中型生产矿井14座,在建矿井2座,总生产能力超过5000万吨/年。煤矿全部实现了综合机械化开采,采区回采率达到80%以上。公司生产的煤炭具有低灰、特低磷、特低硫、中高发热量等特点,是天然的“环保型”优质动力煤。公司一直秉承“安全是企业的最大政治、员工的最大福利、企业的最大效益”的指导思想,不断加大安全投入,所有矿井都按要求完善了井下安全避险“六大系统”,安全生产得到了有效保障。

      1 设备故障及其诊断技术


      1.1 传统的设备故障诊断技术
      传统的设备诊断技术立足于已发生故障的设备的诊断, 通过分析设备的振动、温升及润滑油性质等来寻找导致机械设备故障的原因。实际情况是, 当机械设备出现振动、温升或异常磨损时, 必然伴随局部故障,尽管此时还没有引起机械设备停车, 但若操作者不采取任何措施, 将不可避免引发事故。

      1.2 设备发生故障的原因及故障分类
      (1) 机械设备故障发生的原因十分复杂, 一般认为机械设备发生故障的主要原因包括设备因素, 如: 机械的设计缺陷、零部件的质量缺陷或润滑油的质量问题等, 还有人为因素, 如违规操作等。
      (2) 机械设备故障大致可分为系统性故障和随机性故障两类。系统故障指设备或某些部件在运行中不断老化, 直到出现故障; 随机故障多为突发性故障, 无明显征兆, 很难预测。具体故障类型可归纳如下: 设备老化、环境条件恶化、操作失误。

      1.3 从机械角度分析诊断设备的故障
      从机械角度分析诊断事故发生概率及原因时, 主要可通过观察机械设备运行参数, 如转速、各部分温度、输入输出电流和电压等来判断参数是否超出正常使用范围, 如果通过调节不能使参数恢复正常, 则预示机械系统可能出现了故障。
      此外平稳运转的机械若突然产生异常振动和噪声, 则显示机械系统已发生局部故障, 从机械角度观察和排除设备隐患具有直观性, 易于实现。应当指出, 机械设备运转参数的变化往往源于机械设备的内部矛盾, 由于响应滞后, 根据机械设备运转参数的变化并不一定能够及时判断机械设备的故障, 而很多机械故障具有潜伏期, 当出现噪声、振动和温度异常时, 故障早已发生。
为此, 有必要对一些重要设备安装传感器实行设备运转状况在线监测, 以便避免重大事故的发生。

      2 油液监测与设备故障诊断技术


      几乎所有机械设备都离不开润滑, 而设备故障与润滑失效密切相关, 虽然润滑油可能仅占设备全部运转费用的0.5%~1.5%, 但40%以上的机械设备故障是因为润滑油使用不当或润滑油质量不合格。所以必须大力推广应用高性能润滑油, 以延长设备换油期, 减少设备故障, 节省维修费用, 提高设备使用寿命。可以将源于润滑油的设备故障归于两个方面: 即润滑油本身的质量问题和润滑油在使用过程中性能指标变化。必须定期监测设备用油的理化指标和润滑油的摩擦学性能, 以便及时采取预防措施, 避免不必要的损失。
通过分析润滑油性能参数的变化可以间接了解机械主要部位的工作状态, 及时准确地监测设备的工作情况。就油液监测与诊断, 其主要内容包括润滑油物理化学性能指标变化、润滑油运转参数如油压的变化、润滑油摩擦学性能的变化。首先, 油液监测是摩擦学系统监测过程, 监测内容主要包括油品自身劣化、油品污染、金属磨损颗粒和摩擦学等4 个方面。
监测手段主要包括油品红外光谱分析、颗粒计数、油品性能指标和摩擦学性能测试分析等。由于大量机械设备的故障起因于润滑不良, 因此通过对油品自身劣化和污染进行监测, 有利于及时消除设备的故障隐患, 延长设备的大修周期。

      其次, 早期油液监测以监测诊断设备的磨损故障为目的, 其技术方法以铁谱技术为代表, 但铁谱技术往往用于发生事故后的油液诊断。目前油液分析技术已从早期的油样分析和磨屑逐步过渡到现代在线油液监测。现代在线油液监测技术将润滑油和机械备视作统一的整体, 强调从摩擦学角度出发考察润滑失效和设备故障。而通过分析润滑油的理化指标和摩擦学性能指标可以准确预测设备发生磨损故障的发展趋势。

      从油液监测出发进行机械设备故障诊断, 能够较为准确地预测故障的原因及部位, 更全面地监测设备的运转情况, 并能利用早期预报及时发现和排除设备的故障隐患, 减少损失。经过十几年的发展, 油液监测技术已成为摩擦学监测和故障诊断的重要技术方法。

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