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成功隔绝设备运行故障
圣戈班集团旗下依索维尔的维护团队正在利用数字技术来提高一种能够拯救地球的产品的产量。
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如何才能在家中和工作中保持舒适而不造成温室效应呢?全球与能源有关的碳排放中,建筑占了近40%,其中三分之二以上的排放来自于保持建筑物冬暖夏凉的能源。
如果要实现减少温室气体的目标,世界必须加速向更清洁、更高效的建筑转型。这就需要投资新技术,例如屋顶太阳能电池板和由可再生电力驱动的热泵等。但是,隔热也是减少建筑物碳足迹的最有效、最简单的方法之一。
良好的隔热材料能够有效阻止建筑物通过墙壁和屋顶泄漏宝贵的热量。这种方法简单易用、行之有效,并且具有成本效益。在大多数建筑中,业主在短短几年内就可通过节省能源开支收回安装隔热材料的投资。
圣戈班集团的依索维尔工厂位于荷兰埃滕,自1962年以来一直从事节能业务。该工厂每年生产约45,000吨用于制造屋顶保温垫的玻璃棉隔热材料,以及一种可注入空心墙壁或用于楼板的孔状纤维产品。
工厂拥有三条玻璃棉生产线,以及一条用于某些产品饰面的玻璃纤维材料生产线。巴斯·贝水森是该厂的维护工程师,他的职责是确保这些生产线上的设备能够始终可靠、高效地运行。
玻璃棉的生产是一种高速、高产量、能源密集型作业,因此维护团队需要管理很多设备。贝水森说:“整个工厂共有57台关键设备,主要包括泵和通风机,但它们可能都是大型设备。例如,我们最大的通风机是由500千瓦的电机驱动的。”
如果要实现减少温室气体的目标,世界必须加速向更清洁、更高效的建筑转型。这就需要投资新技术,例如屋顶太阳能电池板和由可再生电力驱动的热泵等。但是,隔热也是减少建筑物碳足迹的最有效、最简单的方法之一。
良好的隔热材料能够有效阻止建筑物通过墙壁和屋顶泄漏宝贵的热量。这种方法简单易用、行之有效,并且具有成本效益。在大多数建筑中,业主在短短几年内就可通过节省能源开支收回安装隔热材料的投资。
圣戈班集团的依索维尔工厂位于荷兰埃滕,自1962年以来一直从事节能业务。该工厂每年生产约45,000吨用于制造屋顶保温垫的玻璃棉隔热材料,以及一种可注入空心墙壁或用于楼板的孔状纤维产品。
工厂拥有三条玻璃棉生产线,以及一条用于某些产品饰面的玻璃纤维材料生产线。巴斯·贝水森是该厂的维护工程师,他的职责是确保这些生产线上的设备能够始终可靠、高效地运行。
玻璃棉的生产是一种高速、高产量、能源密集型作业,因此维护团队需要管理很多设备。贝水森说:“整个工厂共有57台关键设备,主要包括泵和通风机,但它们可能都是大型设备。例如,我们最大的通风机是由500千瓦的电机驱动的。”
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预防突发事件
任何关键设备发生故障都可能迫使整条生产线停工,从而导致整批材料报废。埃滕工厂的维护团队试图尽可能地采用预防性和基于状态监测的方法。“为了改进我们的轴承维护工作,我们首先使用了SKF QuickCollect手持式振动传感器。根据部件的重要性和关键程度来决定测量的频率。我们的技术人员进行测量工作,并与SKF合作对轴承进行分析。这样我们就可以利用这些数据确定是否出现故障的迹象。”
在SKF状态监测专家的帮助下,这种手持式监测仪很快就开始提供有用的信息。
圣戈班依索维尔的维护工程师巴斯·贝水森
在SKF状态监测专家的帮助下,这种手持式设备很快就开始提供有用的信息。例如,通过振动频谱的分析,可以发现轴承会因润滑不良而受到影响。 贝水森说:“当我们进一步研究这个问题时,发现一些机器上的润滑点位置错误,因此润滑脂没有到达轴承的正确位置。一旦我们知道了问题的根本原因,解决起来就变得简单了。”
振动监测不仅揭示了轴承的问题,它还可以检测出设备的其他问题。贝水森继续说:“依索维尔工厂内部的一个常见问题是通风机不平衡。污染物会在风机叶片上堆积,导致设备效率降低,并可能引起故障。”
“借助振动测量技术,维护团队与运营团队通力合作,在停机期间清洁和平衡受污染的风机。这有助于减少因高频振动引起的轴承或电机安装故障而导致的停机。”
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在线监测
振动监测的成功令人鼓舞,贝水森非常希望进一步运用这种方法。他说:“通过手持式监测仪,可以得到非常有用的数据,但每年只能做几次,维护团队想要更多的数据,所以需要更频繁的测量来获得更多有用的数据,并建立良好的数据库。”
为了实现这一目标,埃滕团队尝试了在线监测技术。它在整个工厂的关键设备上安装了SKF IMx-1固定传感器。这些装置由电池供电,结构紧凑,持续记录振动和温度数据,并通过无线网络传输到网关,再由网关通过4G移动连接将数据发送至SKF云端。贝水森说:“我们已经在圣戈班内部运行了自己的维护管理软件平台。得益于SKF与圣戈班之间的API连接,我们可以提取所有的振动数据,并将其与我们所有的其他数据相结合。这样我们就能够在同一位置整合所有的数据。”
连续振动监测为工厂带来了诸多潜在好处。例如,在突然出现的振动异常增加时,系统可以提醒维护或运营团队开展调查。同时,长期持续的振动数据记录有助于团队发现更多可能表明机器性能正在下降的渐进趋势。
贝水森表示:“维护团队正在研发一款状态监测控制面板,以便在依索维尔工厂内建立一套基于状态监测的维护系统。该控制面板为我们提供了所有关键设备的概况,并对需要关注的机器进行优先排序。”
他说:“每条生产线每年都会停机几次进行定期维护。我们希望从数据中确切地知道每次停机期间我们将采取什么措施。”这将改进维护工作,并缩短停机时间,因为停机前我们已经通过分析完成了检查工作。
贝水森解释道,但这仅仅是下一目标。维护团队对工厂的数字化维护方法还有很多其他的目标。他说:“将状态数据与运行和维护数据相结合,我们可以开始更全面地了解设备性能,以及它们如何、何时会发生故障。这样我们就能够将精力集中在提高整个运营的可靠性和效率的项目上。”
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一切皆旋转
玻璃棉生产的工作原理类似于游乐场中棉花糖机的制糖过程——将融化的糖旋转成蓬松的棉花糖。然而,玻璃棉的生产过程温度明显更高,并且生产规模更大。
首先混合成捆的材料,然后将它们在熔炉中加热到大约1400 ºC。通常这些材料只是玻璃的基本成分——沙子、纯碱和石灰石。然而今天,依索维尔工厂熔炉中的混合物约有一半是回收玻璃。这减少了原生材料的消耗,并节省了能源,因为玻璃的熔化温度比沙子低。
然后,将液体玻璃泵送到一个离心纺丝机中,将其拉伸成细如发丝的纤维。为了生产玻璃棉毡,这些纤维将会喷上粘合剂,并形成毯子的形状。接下来这些毯子会通过一个固化炉进行固化,最终会被压缩到所需的厚度。固化粘合剂将纤维在交叉点处牢固地粘合在一起,形成一种耐用材料,并可以被压缩到其体积的十分之一,以便运输。当拆开包装时,它又能恢复到完整的尺寸。根据最终的应用场景,玻璃纤维面会与毡毯粘合在一起,从而进一步提高耐用性,并易于操作。
最佳润滑剂量
经历了润滑故障对关键设备的影响后,埃滕工厂在多台机器上都采用了SKF的另一项技术。圣戈班依索维尔的维护工程师巴斯·贝水森说:“我们知道,一个轴承在6个月的运行中可能需要50克润滑脂,但是如果你一次性加入所有的润滑脂,会导致润滑效果不佳,而且轴承是否得到了充分润滑也不能确定。”
相反,该工厂已经安装了SKF TLDD单点润滑器。这些装置以预定的配送速度从油筒定期向每个轴承提供小剂量润滑脂。它们通过无线网络和4G移动网络的网关向SKF云端报告其状态,因此维护团队就能知道轴承的润滑情况、每台设备何时需要加注润滑脂,以及是否出现问题导致润滑脂流动中断。