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基于XM的冶金除尘风机模块化实时监控系统的研究*

□易建钢

江汉大学机电与建筑工程学院武汉430056

摘要：冶金除尘风机是冶金企业用于烟气除尘的关键设备。为了提高设备的可靠性，有必要建立恶劣工业环境下的设备实时监控系统。分析了冶金除尘风机的结构，研究了信号测点布置，设计了基于XM的模块化监控配置方案，并开发了其计算机实时监控软件。应用结果表明，所开发的系统不仅可实现现场信号的实时采集、分析和通信，还可提高冶金除尘风机的利用率和可靠性，具有较好的应用价值。

关键词：冶金除尘风机实时监控系统模块化

中图分类号：TH165*.2;TF31文献标识码：A文章编号：1000-4998(2012)02-0069-03

冶金除尘风机广泛应用于钢铁冶金生产线中，在烧结、焦化、炼铁、炼钢生产过程中，冶金除尘风机都被视为关键设备，担负着烟气除尘的重任。据文献[1]显示，随着我国对冶炼环境综合治理及资源综合利用率要求的不断提高，许多冶金企业需要进行生产线改造，以达到环保的目的，可见冶金除尘风机的潜在市场也非常大。由于冶金除尘风机工作在高温、高压、高金属粉尘的恶劣环境下，长期高负荷运行，非常容易出现故障。如果没有及时有效的现场设备状态监控系统，当设备出现问题时，就可能会影响正常生产，甚至造成严重的空气污染。国家近年来不断加大环境保护力度，对大型冶金工业企业的环境污染防治问题尤为重视。因此，深入开展对冶金除尘风机实时监控系统的研究，具有十分重要的理论意义和应用价值。

1测点布置

冶金除尘风机工作系统结构如图1所示，它主要由风机和电机两部分组成。风机主要包括机壳、叶轮、进风口、出风口和传动部分；叶轮安装在机壳内，在风机和电机之间安装有液力耦合器。当叶轮旋转时，气体经过进风口轴向吸入，然后气体折转约90°流经叶轮叶片构成的流道间，通过机壳将叶轮甩出的气体集中、导流，最后从风机出风口排出。

为了达到有效的设备状态监测及信号分析处理的目的，选择合适的测点位置、测点数量及信号测试方向对监控效果具有较大的影响(2)。一般来说，在选择测点数量及方向时，应考虑所获取的信号能对设备的状态作出全面的描述，而测点位置需能使传感器安装和拆卸方便、测量容易、引入干扰最小、所得数据信息丰富

*湖北省教育厅科研项目(编号：

武汉市科技攻关项目(编号：201150699189-09)收稿日期：2011年9月

及可监测整机状态等特点。根据图1所示的冶金除尘风机的结构特点及工作条件，采用了多点信息监测相结合的方式，包括振动、温度、转速以及过程量信号。为了对风机和电机的工作状态进行全面了解，系统设置了4个测点，布置在风机及电机的负荷端及非负荷端，每个测点均需测量转子径向水平和径向垂直方向的振动值，因此需要布置8个振动传感器。另外，系统还需测量每个测点的温度，故还需要4个温度传感器。为了测量风机转速，还需配备一个电涡流传感器，安装在测点2。传感器测点布置位置如图2所示，具体配置方案

如表1。

▲图1冶金除尘风机结构示意图

▲图2冶金除尘风机测点布置图

机械制造50卷第570期

2012/2

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试验，检

2基于XM的模块化监控系统传感器测点方位表1传感器配置方案

2基于XM的模块化监控系统

传感器

测点方位

安装位置说明

测点1水平方向振动测点IH平行于转子轴线，距风机右端盖270mm,钻孔深度10mmXM系列模块是美国

测点1水平方向振动

测点IH

平行于转子轴线，距风机右端盖270mm,钻孔深度10mm

测点1V测点1垂直方向振动安装在横向肋板上，钻孔深度10mm自动化公司推出的新一代实时在线

测点1V

测点1垂直方向振动

安装在横向肋板上，钻孔深度10mm

测点1温度测点1C安装在测点1温度测试备用孔中测点2H平行于转子轴线，距风机左端盖270mm,钻孔深度10mm测点2水平方向振动监测与保护系统，它是世界上第一个

测点1温度

测点1C

安装在测点1温度测试备用孔中

测点2H

平行于转子轴线，距风机左端盖270mm,钻孔深度10mm

测点2水平方向振动

测点2垂直方向振动测点2V安装在横向肋板上，钻孔深度10mm测点2温度安装在测点2温度测试备用孔中测点2C平行于转子轴线，距电机右端盖360mm,钻孔深度10mm测点3H测点3水平方向振动测点3V测点3垂直方向振动安装在横向肋板上，钻孔深度10mm安装在测点3温度测试备用孔中测点3温度测点