大型褐煤干燥系统状态监测与故障预报

摘要

能源是人类赖以生存和推动社会进步的重要物质基础。在人类当今所使用的能源中，大约有百分之九十九的来自煤炭、天然气、石油等化石矿物资源，这些资源在地球上的储量是有限的，而且是不可再生的。煤炭是我国的最主要的一次能源。随着世界能源问题的日益凸显，褐煤的开发利用越来越受到国内外政府和科研机构的重视。随之褐煤干燥设备的各项技术安全问题也成为讨论的重点。随着现代科学技术的进步与发展，褐煤干燥设备越来越大型化，功能越来越多，结构越来越复杂，自动化程度越来越高。一旦关键设备发生故障，不仅会造成巨大的经济损失，而且可能危及人身安全。因此，人们对设备的安全、稳定、长周期、满负荷运行的要求也越来越迫切。这就对设备管理提出了更高的要求，同时也是设备状态监测与故障诊断领域所面临的新的机遇和挑战。因此将设备状态监测与故障预报技术应用大型褐煤干燥系统，使其在现代设备管理过程中发挥越来越大的作用，是褐煤干燥领域科研人员所肩负的任务与使命。
　　本文主要以大型褐煤干燥设备为对象研究设备的在线监测与故障预报系统的设计与实现。首先分析了在线监测与故障预报技术在现代工业生产中应用的可行性和实用性。然后对整个系统涉及到的状态监测和故障分析理论和各种分析方法进行了总结，详述了褐煤干燥过程中煤粉防爆保护措施。结合多种信号分析方法对褐煤干燥的主要设备进行状态监测和故障预报。这其中包含了必要参数的采集以及信号的提取方法和分析手段。本文采用时间序列方法，建立ARMA模型对故障进行预报。
　　本文采用虚拟仪器技术和计算机技术等相关技术，对褐煤干燥设备的在线监测与故障预报系统总体的框架进行了设计。并根据监控系统的功能要求，以基于LabVIEW技术对系统的主监控界面功能进行简单的介绍。进行数据采集、超限报警等系统模块的设计并给出流程图及程序框图。
　　本文的研究成果丰富了设备状态监测与故障预报系统的理论和方法，解决了褐煤干燥设备在线监测与故障预报的一些关键问题，为以后的探索积累了一定的研究经验。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 监测技术的发展历程

1．3 国内外状态监测诊断技术研究现状及发展趋势

1．4 本文的主要研究工作

第2章 褐煤干燥系统及工艺参数监测

2．1 褐煤简介

2．1．1 褐煤的形成及基本性质

2．1．2 褐煤的广泛用途

2．2 褐煤干燥技术与设备

2．2．1 褐煤干燥技术

2．2．2 褐煤干燥的经济性

2．2．3 褐煤的干燥设备及分类

2．2．4 褐煤干燥的热源

2．3 工艺参数的监测

2．3．1 温度的监测

2．3．2 风量的监测

2．3．3 风压的监测

2．3．4 料位监测

2．3．5 氧气浓度的监测

2．3．6 流化厚度等参数

2．4 系统粉尘的防爆

2．4．1 实验测试装置及内容分析

2．4．2 实验结论

第3章 褐煤干燥关键设备状态监测和故障预报

3．1 关键设备状态监测基本参数

3．2 故障信号的采集

3．2．1 键相信号的采集

3．2．2 振动信号的采集

3．2．3 振动测量参数选择

3．3 振动信号分析和诊断方法

3．3．1 基本分析手段

3．3．2 非平稳信号分析方法

3．3．3 小波分析方法

3．4 时间序列法在褐煤故障预报中的应用

3．4．1 时间序列概述

3．4．2 时间序列模型

3．4．3 模型的定阶

3．4．4 基于ARMA模型的故障预报

第4章 系统的总体结构构架

4．1 系统的总体设计

4．1．1 系统软硬件要求

4．1．2 系统软硬件层次划分

4．2 系统软硬件设计

4．2．1 监测系统采集器的设计和实现

4．2．2 系统软硬件接口设计

4．3 褐煤监测系统的硬件结构

4．3．1 传感器

4．3．2 传感器的选择原则

4．3．3 本系统传感器的选型

4．4 信号调理卡

4．5 数据采集卡

第5章 系统的软件功能的实现

5．1 监测系统的界面设计

5．1．1 密码验证模块

5．1．2 监测主界面

5．2 系统软件模块的设计

5．2．1 数据采集模块设计

5．2．2 小波神经网络诊断模块

5．2．3 系统报警模块

5．2．4 数据记录模块设计

5．2．5 打印报表模块设计

5．3 系统数据库设计实现

5．3．1 数据库结构设计

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢