Внедрения системы вибрационного мониторинга и защиты Allen-Bradley DYNAMIX

Системы мониторинга, диагностики и защиты от вибрации роторного оборудования являются наиболее эффективным средством снижения затрат при переходе на техническое обслуживание машин и оборудования по их фактическому состоянию, позволяющим осуществлять своевременный и безопасный вывод объекта контроля из эксплуатации в ремонт до наступления аварийной ситуации.
Предлагаемые решения ООО «Сумма Технологий» в данной сфере построены на платформе Rockwell Automation Entek и позволяют производить весь спектр измерений, необходимых для вибрационного мониторинга, защиты и диагностики состояния различного роторного оборудования.

В конце 2011 года специалистами ООО «Сумма Технологий» была внедрена система мониторинга и защиты от вибрации роторного оборудования на основе автоматизированного комплекса Allen-Bradley DYNAMIX в цехе обжига клинкера Управления закладочных, технологических и строительных материалов ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель».

Рис. 1. Вращающаяся печь с главным приводом и тягодутьевыми агрегатами, оснащённые системой DYNAMIX.

В состав комплекса обжига клинкера, производительность которого составляет 520 тысяч тонн клинкера в год при непрерывном режиме работы оборудования, входят:

  • вращающаяся печь с главным приводом печи (диаметр печи – 5 метров, длина – 185 метров, температура в разных зонах печи от 500 до 1100°С);
  • колосниковый холодильник;
  • вентиляторы общего и острого дутья;
  • дымососы.

Главный привод данной печи выполнен в виде двух нитей. Приводной механизм состоит из двух электродвигателей типа АКЗ 12-35-6 250/1000, соответственно двух трехступенчатых горизонтальных редукторов ЦТ-2900 и ведущих шестерен, находящихся в зацеплении с венцовой шестерней. Редукторы главного привода работают совместно, их передаточное число – 86,46. Максимальная частота вращения первичного вала редукторов – 1000 об/мин, максимальный момент – 27 000 кгм.
Вентиляторы острого дутья производительностью 58 000 м3/ч, развивающие давление 920 мм вод. ст., предназначены для резкого охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике «Волга 75А». Основными узлами вентиляторов являются рабочее колесо, ходовая часть, улитка. Привод осуществляется электродвигателем ДАЗО-4-400-У4 500/1500 мощностью 500 кВт и частотой вращения 1500 об/мин.
Вентилятор общего дутья производительностью 250 000 м3/ч, развивающий давление 350 мм вод. ст., предназначен для охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике «Волга 75А» и подачи воздуха для поддержания нормального горения газа в горелках печи. Основными узлами вентиляторов являются рабочее колесо, ходовая часть, улитка и осевой направляющий аппарат. Привод осуществляется электродвигателем А4 450У-8 630/750 мощностью 630 кВт и частотой вращения 750 об/мин.
Аспирация колосникового холодильника «Волга 75А» осуществляется центробежным дымососом одностороннего всасывания типа ГД-20-500У, производительностью 440 000 м3/ч, развивающим давление 3158 Па. Привод осуществляется электродвигателем А4 450У 8 630/750 мощностью 630 кВт и частотой вращения 750 об/мин.
Эвакуация дымовых газов из вращающейся печи производится двумя дымососами типа ДРЦ-21Х2 производительностью 440 000 м3/ч, развивающими давление 3158 Па. Основными узлами вентиляторов являются рабочее колесо, ходовая часть, улитка и направляющий аппарат. Привод осуществляется электродвигателем А4 450У-8 630/750 мощностью 630 кВт и частотой вращения 750 об/мин.

Рис. 2. Компоненты системы DYNAMIX адаптированы к неблагоприятным промышленным условиям (УМГО Медного завода).

Последующее внедрение комплекса Allen-Bradley DYNAMIX было осуществлено в первом квартале 2012 года на дымососах участков мокрой газоочистки Медного завода ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» для мониторинга их вибрационного состояния и защиты от вибрации.
Данные дымососы являются частью системы эвакуации технологического газа печей Ванюкова плавильного цеха. В настоящее время на двух участках мокрой очистки газов (УМГО-1 и УМГО-2) установлено 6 отечественных дымососов ВДН-15.5, участвующих в технологическом процессе для транспортировки технологического газа при производстве серной кислоты и отвода отходящих и аспирационных газов.
Каждый дымосос представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из электродвигателя, механической части (ходовой части и рабочего колеса) и направляющего аппарата. Силовая часть дымососа – электродвигатель ДАЗО4-400У-6У1 мощностью 400 кВт, напряжением питания 6 кВ и частотой вращения 1000 об/мин.
Выход из строя любого из перечисленных выше агрегатов обоих предприятий может привести к аварийной остановке производственного комплекса и значительным потерям, связанным с восстановлением работоспособности всего технологического процесса.
До внедрения систем вибрационного мониторинга определение состояния оборудования на данных предприятиях осуществлялось без применения специализированных средств во время плановых технических обслуживаний. При этом профилактические ремонты проводились через рекомендуемые промежутки времени, практически не учитывая реального состояния оборудования. Помимо этого описанное оборудование обоих производств не имело никакой защиты по состоянию механической части оборудования.
Учитывая данные негативные моменты, было принято решение оснащения технологического оборудования обоих предприятий системами вибромониторинга и защиты от вибрации на основе автоматизированного комплекса Allen-Bradley DYNAMIX, отличающегося следующими особенностями:

  • высокой точностью измерения вибрации за счет современного 24-битного АЦП;
  • возможностью установки измерительных модулей вблизи оборудования;
  • возможностью замены модулей без отключения электропитания;
  • возможностью локального и удаленного конфигурирования модулей, а также автоматизированного восстановления конфигурации модулей при их замене;
  • возможностью передачи данных в смежные системы как аналоговыми и дискретными сигналами, так и по сетевым интерфейсам;
  • возможностью масштабирования и модернизации системы без избыточных затрат.

Рис. 3. Распределённая архитектура системы DYNAMIX позволяет размещать интеллектуальные модули серии ХМ вблизи оснащаемого оборудования (шкаф станции сбора сигналов на Медном заводе).

Автоматизированный комплекс вибрационного мониторинга, диагностики и защиты от вибрации Allen-Bradley DYNAMIX представляет собой трёхуровневую модульную систему с распределённой архитектурой, состоящую из:

  • датчиков измерения вибрации, установленных на агрегатах;
  • измерительных, релейных и коммуникационных модулей серии ХМ, размещённых в шкафах вблизи с оснащёнными машинами;
  • диагностической станции для сбора, хранения и последующего анализа вибрационных проблем с соответствующим программным обеспечением.

Данный комплекс представляет собой интеллектуальную систему, способную обрабатывать в реальном времени параметры, позволяющие определить текущее техническое состояние и остаточный ресурс оборудования.
Использование запатентованной технологии, реализованной в модулях серии ХМ, позволяет организовать защиту ответственного оборудования, имея при этом возможность превентивного и безопасного останова машины. Система на основе модулей ХМ также хорошо подходит для защиты важного оборудования на производстве малого и среднего масштабов, где один насос, вентилятор или редуктор является ключевым ресурсом в производственном процессе.
Оба внедрённых комплекса Allen-Bradley DYNAMIX с момента ввода в эксплуатацию успешно эксплуатируются и позволяют производить непрерывный контроль параметров вибрации оборудования, заблаговременно определять вероятные поломки. При достижении аварийных уровней вибрации формируются сигналы на отключение оборудования. Благодаря этому удаётся свести к минимуму риск аварийной остановки оборудования и производственных процессов обоих предприятий, а также производить необходимый спектр ремонтных работ по фактическому состоянию машин и агрегатов.
Все измеряемые параметры вибрации преобразуются в цифровую форму, передаются в соответствующие базы данных и хранятся на серверах предприятий. Благодаря интеграции с системами управления текущие параметры вибрации отображаются на мнемосхемах предприятий.
Детальный анализ параметров вибрации и диагностирование дефектов контролируемого роторного оборудования производится с помощью специализированного программного обеспечения Rockwell Software Emonitor.

Рис. 4. Программный инструментарий Emonitor для диагностики состояния роторного оборудования.

Данный пакет предоставляет для специалистов вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования разнообразный набор инструментов, таких как спектральный анализ, анализ спектра в узкой полосе, анализ тренда интересуемой гармоники или полосы частот, идентификация частот, предоставление пользователю различных графиков и отчётов, облегчающих обнаружение дефектов вращающихся узлов машин и общий надзор за состоянием оборудования.
Помимо представленных функций в состав пакета Rockwell Software Emonitor может входить диагностический программный модуль. На основе имеющихся или вновь созданных диагностических правил обслуживающий персонал предприятий может определить текущее состояние поднадзорного оборудования и спрогнозировать его остаточный ресурс по параметрам вибрации, например, подшипниковых узлов. А использование функции автоматизированной рассылки сообщений по событиям, задаваемым пользователем, позволит персоналу вовремя отреагировать на возникшую вибрационную проблему.

Рис. 5. Разнообразные функциональные возможности пакета Emonitor для анализа вибрационных проблем и контроля состояния промышленного оборудования.

Использование внедрённых систем вибрационного мониторинга, защиты и диагностики роторного оборудования позволит предприятиям увеличить надёжность и срок службы агрегатов, повысить стабильность технологического процесса и его производительность. Кроме того, за счёт увеличения межремонтных интервалов возможно значительное сокращение текущих издержек, простоев и эксплуатационных расходов.
Внедрённые системы также предоставляют возможность предприятиям планировать ремонтные работы на основе фактического состояния оборудования, отказавшись от архаичных и затратных регламентных ремонтов, в которых, зачастую, нет необходимости.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.