森瑟传感器在水泥生产设备状态监测上的应用

一、水泥生产设备状态监测行业背景

近年来，中国建材在水泥行业推进联合重组、结构调整、节能减排，推动了全行业整合优化和转型升级。通过大规模联合重组，组建了中联水泥、南方水泥、北方水泥、西南水泥4大水泥公司，使全国水泥行业集中度大大提高，从2008年的16％提升至目前的53％。此外，在所有符合条件的水泥厂建设余热发电站，配套脱硫脱硝、袋式收尘等生产体系，全面建设无烟、无尘工厂，在发展高效、节能、低碳、环保等绿色生产方面发挥着示范作用。随着现代化进程的发展，水泥企业在工业化世界中扮演着举足轻重的角色，水泥行业在生产活动中的地位越来越高，水泥厂工艺过程的稳定和优质高效生产对设备可靠性提出非常高的要求。大型风机、破碎机、立磨、管磨、辊压机、回转窑等重要设备的运行状况将直接决定水泥行业收益水平。选择有效方式对设备进行全周期状态监测管理，必将大大延长设备使用寿命，减少资源浪费，提升企业经济效益。

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二、水泥生产设备状态监测的目的

水泥作为重要的建筑材料，在楼宇、道路、水利、港口等基础设施的建设中广泛应用，水泥年产量是衡量国民经济和社会发展的重要指标。国家统计数字显示，“十一五"期间，水泥工业规模持续快速发展，年均增长率为11.9%。在长期的生产线过度投产和大型工程建设减少的双重作用下，水泥市场呈现出供过于求的情况。为了应对利润降低、市场恶化、竞争加剧的问题，水泥企业需要在生产设施、管理方式和经营模式等多方面进行升级改造。水泥生产的核心是煅烧技术，经历了立窑、中空窑、湿法窑、预热器窑和窑外分解的发展过程。新型干法水泥生产是目前的水泥生产技术，采用悬浮预热和窑外分解的新工艺，硅酸盐分解的过程在窑外完成，使反应更充分、窑吞吐率更高。干法生产工艺中生料的含水量低于1%，降低了由于水分蒸发造成的热量损耗，并有利于缩短煅烧时间。目前，我国新型干法水泥生产线的比重超过80%，实现了优质、高效、低耗、环保生产。新型干法水泥生产线可分为四部分：生料制备系统、煤粉制备系统、熟料煅烧系统和水泥粉磨系统。生料制备系统将石灰质原料、硅铝质原料、硅质原料和少量校正原料破碎后，经过预均化处理形成粒度合适、成分合理、混合均匀的生料。煤粉制备系统将原煤制备成煤粉，达到充分燃烧需要的粒度大小，以满足燃烧反应能力的要求。熟料煅烧系统将生料煅烧至部分熔融状态，得到硅酸盐矿物为主要成分的水泥熟料。水泥粉磨系统向熟料中加入适量石膏和添加剂，再磨细为水泥并包装出厂。

三、设备状态在线诊断监控系统意义

机械设备的各零部件之间刚性连接，故障具有传导性、蔓延性，如果发现的不及时，容易造成小故障引发大故障，原发性故障衍生成为继发性故障。例如，减速机轴承内圈滚道发生点蚀，早期发现不仅维修费用低，停机造成的成本损失也较低。故障晚期，轴承点蚀扩散到轴、齿轮及前后级上的动力装置和执行装置，由此引发的维修成本是一般企业不能承受的。由于机械设备的性能衰减是一个缓慢变化的过程，性能状况不佳时常常表现为状态参数的超调，而不会造成突然停机，为基于状态的故障诊断技术提供了可能。状态监测与故障诊断技术，通过监测设备运行参数，分析设备当前的状态，预测出设备的剩余寿命，以视情维修的方式，提高设备维修维护的精确化程度，防止过度维修或欠维修现象发生。有利于提高生产系统的效率、质量、成本、服务和环境等几方面的目标

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四、水泥制造设备状态监测所涉及的不同种类传感器及仪器。

(1)单轴工业振动传感器：采集设备振动波形样本，生成设备的振动特性，电机运行负载状态并结合传感器的振动特性。

(2)单轴工业温振一体传感器：在采集设备振动波形样本的基础上加装温度芯片，采集设备表面温度，结合振动波形做出预警判断。

(3)三轴振动加速度传感器：对设备进行三个方向的物理量测量，主要适合测试涉及x，y和z向量负载的应用。

(4)防爆振动传感器：对于一些设备工作环境有防爆要求，可配备防爆振动传感器，采集设备振动波形样本，生成设备的振动特性。

(5)温度传感器：采集设备温度样本，对于关键部位进行温度检测。

(6)多通道数据采集器：处理得到后的振动指标、温度指标和报警指标等数据，实时展示在智能监控平台上，达到实时监控被监测设备 运行状态和智能诊断的目的。

五、水泥制造设备状态监测涉及到的kaiyun开云官网 传感器产品

1单轴工业振动传感器：森瑟型号：310A 性能特点： 坚固耐用 、 耐腐蚀封装、 金属焊接密封 、 外壳隔离 、 EMI/RFI屏蔽 、抗冲击保护

2单轴工业温振一体传感器：森瑟型号：314AT 性能特点： 温振一体、耐腐蚀封装 、 金属焊接密封 、外壳隔离、 EMI/RFI屏蔽、抗冲击保护

3三轴振动加速度传感器：森瑟型号：530A 性能特点:三轴向测量 、4针连接器输出 、粘合剂或螺柱安装 、金属焊接密封 、环形剪切模式 、宽频带响应

4防爆振动传感器：森瑟型号：311A 性能特点： 带温度信号输出 、本安认证 、耐腐蚀封装 、 金属焊接密封 、外壳隔离 、 EMI/RFI屏蔽 、 抗冲击保护

5温度传感器：森瑟型号：TH742 性能特点:红外线非接触测量、耐腐蚀封装 宽温度测量 、的一致性、一级防雷保护、稳定性

6多通道数据采集器：森瑟型号：IN-SDG 性能特点：能够和各种系统进行数据交互、 本地HIM显示系统（指征值，报警）、 PLC系统（指征值，报警，简易诊断）、CMS系统（指征值，报警，原始数据， FFT分析，故障诊断）、 工厂内各种大数据处理分析系统（指征值，诊断结果）、 IN-SDG智能振动变送器具有强大的数据处理能力，满足不同类型设备的监测需要、 ARM+DSP 双CPU、RAM: 512M、内部存储器：16G

设备在线监测的意义是减少生产线故障临停次数和累计停机时间，实现设备巡检、维护的智能化，保证设备良好的运行状态，从而保证产品质量，提高生产效率，降低生产成本，减少能耗和排放，提高企业的综合竞争力，是制造业实现可持续发展的重要课题。