[发明专利]一种矿用轴流式主通风机隐患快速识别方法及监测装置

说明书

本发明涉及一种矿用轴流式主通风机隐患快速识别方法及监测装置，属于自动化领域。采集主通风机进风口全压值，对达到主通风机临界全压、安全系数综合设定的预警阈值、连续纵向脉动次数进行喘振识别并进行预警、报警输出；采集主通风机电机轴向、径向振动加速度信号进行数字滤波、分析处理后做FFT变换，经过汉宁窗滤波后计算得到频域振动幅值，根据矿用主通风机工作转速、频域谱线宽度、以频域中X1、X2、X3倍频为中心频带内振动幅值综合分析来识别转子不平衡、轴系不对中，对到达设定的阈值后进行预警、报警输出；参数可由上位机配置。

技术领域

本发明属于自动化领域，涉及一种矿用轴流式主通风机隐患快速识别方法及监测装置。

背景技术

煤矿主通风机是保证煤矿安全运行的重要机电设备，是整个矿井的“呼吸”系统。煤矿主通风机主要功能是为煤矿井下作业人员输送新鲜空气，满足井下人员对氧气的需要，稀释、抽出井下有毒有害气体和煤尘、粉尘及降温，保证安全生产，煤矿主通风机一旦故障或停止工作，将会对矿井带来灾难性事故，产生严重的社会影响及巨大的经济损失。矿用轴流式通风机在煤矿广泛应用，对矿用轴流式主通风机重大隐患在线快速识别对保障煤矿安全生产具有重大意义。

现有煤矿基本安装有在线通风监测系统，但系统存在问题：(1)对喘振、转子不平衡、轴系不对中等隐患识别主要依靠人工观察对电流、电压、温度等参数作经验判断，准确性差；(2)基于振动信号的故障诊断系统要求较高的专业技术水平、丰富的故障诊断经验做信号分析，煤矿企业缺乏此类人员，发生故障后需联系相关专家现场排查问题，时效性差，易造成主通风机损坏、停机重大安全事故；(3)基于AI模型的故障诊断系统需要大量样本训练提高准确性，每个矿每台通风机工况千差万别，因此很难获取大量样本支持模型训练，现场适应性不强，系统价格昂贵；(4)目前矿用主通风机故障诊断系统均在上位机实现故障分析，通风机现场仅采集信号和数据传输，一旦现场和上位机通信网络不稳定或故障，就无法在线分析故障并报警，存在安全隐患。

为解决以上问题，急需一种矿用轴流式主通风机隐患快速识别方法及在线监测装置，现场适应性强、不需要较高的专业技术知识，可离线或在线快速识别矿用轴流式主通风喘振、转子不平衡、轴系不对中隐患并及时预警、报警输出，保障煤矿安全生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种矿用轴流式主通风机隐患快速识别方法及监测装置，该方法简单、隐患识别速度快、装置安装部署成本低、使用操作简便、使用效果好，就近安装，通过接入振动传感器、风流压力传感器，可对主通风机喘振、转子不平衡、轴系不对中重大隐患离线、在线快速、准确识别并及时预警、报警输出。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿用轴流式主通风机隐患快速识别方法，该方法包括以下步骤：

S1：监测装置通过RS485获取主通风机进风口处风流压力传感器采集的全压值P，通过上位机设置参数：临界全压值P_max、预警系数k，采用相对标准进行喘振预警；

S2：在主通风机1、2级电机轴伸端径向和轴向上分别各安装1台振动传感器，监测装置通过高速并行AD采集主通风机振动加速度信号，经过滤波、FFT变换后转换成离散振动速度，并计算均方根后得到振动幅值；监测装置通过上位机最大设置2级电机参数，其中1级电机为：谱线宽度N、工作转速R1、径向和轴向预警系数K1、报警系数K2、正常运行时特征频率f的X1、X2、X3倍频的轴向振动幅值为PAX1、PAX2、PAX3和径向振动幅值为PRX1、PRX2、PRX3；