Zustandsüberwachung von Lüftern in der Stahlfertigung

Ausgangslage

Der Kunde

Ein weltweit führender Stahlhersteller mit einer Jahreskapazität von über 10 Millionen Tonnen und einem Umsatz von über 15 Milliarden US-Dollar. Das Unternehmen produziert eine breite Palette von Stahlprodukten, darunter warmgewalzte Coils, Bleche und Platten, Knüppel sowie kaltgewalzte, geglühte Coils und Bleche.

Herausforderungen

• Der Kunde hatte zuvor bereits Anlagenüberwachungssysteme für bestimmte Getriebe und Motoren implementiert.
• Er suchte nach Alternativen, die Messungen mehrerer Parameter in einem einzigen Gerät ermöglichen.
• Zudem benötigte er erweiterte Funktionen zur Erfassung von Schwingungsdaten.
• Außerdem wurden E-Mail-Warnungen benötigt, um die zentrale Überwachungsstelle über Maschinen mit ungewöhnlichen Schwingungspegeln zu informieren, damit umgehend Maßnahmen ergriffen werden konnten.

Lösung

• Honeywell schlug die Implementierung seiner vor Ort installierten LoRaWAN-basierten Lösung Honeywell Versatilis Equipment Health Monitoring zur Überwachung von Förderbändern, Ventilatoren, Motoren und weiterer Anlagen vor.
• Diese Lösung ermöglichte es dem Team für Elektrik und Automatisierung, Fernwarnungen zum Zustand der Anlagen direkt per E-Mail-Benachrichtigung zu erhalten.
• Insgesamt wurden 47 Sensoren an 17 Maschinen im Bereich der Direktreduktionsanlage (DRI) des Stahlwerks installiert, mit einer Nennleistung von 30 kW bis 500 kW bei 1470 U/min.

Maschinen- und Senderdaten

Anlagentyp: Ventilator

Nennleistung: 500 kW, 1487 U/min

Anlagenname: Bottom Seal Gas (BSG) Entstaubungssystem

Funktion: BSG wird verwendet, um Staubpartikel aus der Produktauslasskammer (HDRI-Zuführsystem) zu entfernen und in die Atmosphäre abzuführen. Fällt es aus, verstopft der Bubbler, und die Ofendichtung kann brechen. Die HDRI-Zufuhr zum Stahlwerk wird gestoppt. Die HDRI-Zufuhr zum Stahlschmelzwerk wird gestoppt.

Messparameter: Die Messparameter umfassen eine Vielzahl von Messgrößen, darunter 3-Achsen-Beschleunigung und -Geschwindigkeit, Oberflächentemperatur, Geräuschpegel, Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck und Luftfeuchtigkeit. Diese Daten liefern umfassende Einblicke in die Leistung des Entoxidationslüfters.
Root-Mean-Square-Daten (RMS) werden stündlich übertragen, während 36 Spitzenwerte der Fast-Fourier-Transformation (FFT) alle 8 Stunden gemeldet werden, zusammen mit Messungen von 10 Energiebändern.

Standort der Sender: Motorantriebsseite, Motorabtriebsseite, Lüfterkupplungsseite

HDRI – HEISß DIREKTREDUZIERTES EISEN

Fernüberwachungsplattform Experion EHM

Messparameter

• Der Kunde greift auf das lokal installierte Experion-EHM-Dashboard zu, das den Anlagenzustand auf Standortebene anzeigt.
• Zur Überwachung aller 17 Maschinen wurde der Standard ISO 10816-3 verwendet.
• Einer der Entoxidationslüfter erreichte gemäß ISO-Schwingungsstatus den Modus „Damage Occurring“, wie in der Abbildung hervorgehoben.
• Der Kunde wurde über den Anstieg des Trends an allen drei Sensorpositionen informiert.

Lüfterschwingungsanalyse: Motorantriebsseite

Beobachtungen und Feststellungen

• Der Sender an der Motorantriebsseite zeigte im Vergleich zur Norm ISO 10816-3 einen erhöhten Schwingungspegel.
• Der Geschwindigkeitsspiegel stieg innerhalb von zehn Tagen nach der Warnung von 2 mm/s auf 16 mm/s.
• Die Warnung half dem Kunden, Wartungsarbeiten am Motor frühzeitig zu planen und durch Vermeidung von Folgeschäden erhebliche Kosten zu sparen.
• Nach dem Austausch liegen die Geschwindigkeitswerte unter 1 mm/s.

Lüfterschwingungsanalyse: Motorabtriebsseite (Non-Drive End)

Beobachtungen und Feststellungen

• Der Sender an der Motorabtriebsseite zeigte im Vergleich zur Norm ISO 10816-3 einen erhöhten Schwingungspegel.
• Der Geschwindigkeitsspiegel stieg innerhalb von zehn Tagen nach der Warnung von 2 mm/s (vor dem Fehler) auf 18 mm/s (während des Fehlers).
• Nach dem Motortausch liegen die Geschwindigkeitswerte unter 1 mm/s.

Lüfterschwingungsanalyse: Lüfterkupplungsseite (Eingang)

Beobachtungen und Feststellungen

• Der Sender an der Lüfterkupplungsseite zeigte im Vergleich zur Norm ISO 10816-3 einen erhöhten Schwingungspegel.
• Der Geschwindigkeitsspiegel stieg innerhalb von zehn Tagen nach der Warnung von 3 mm/s (vor dem Fehler) auf 12,2 mm/s (während der Inspektion).
• Nach dem Motortausch liegen die Geschwindigkeitswerte bei etwa 3 mm/s.

Fehlerbehebung das Überwachungs-Team des Kunden

Beobachtung

• Im Schwingungsspektrum in horizontaler Richtung wurde sowohl an der Motorantriebs- als auch an der Motorabtriebsseite eine 29,1-fache Ordnung festgestellt
• In vertikaler Richtung wurde am Motorende eine 12,4-fache Ordnung festgestellt
• Der G-Wert an der Motorantriebs- und Motorabtriebsseite ist sehr hoch

Empfehlungen

• Zustand der Lager an Motorantriebsseite und Motorabtriebsseite überprüfen.

Der Kunde Feedback zur Lösung

Mehrfachsensorik

• Die Erfassung mehrerer Parameter zusätzlich zu den Schwingungen kann helfen, Prozess- und Umgebungsprobleme zu erkennen.

Geringere Gesamtbetriebskosten

• Dritthersteller-Gateways
• Kostenfreie Datenübertragung

Größere Reichweite

• In baulichen Umgebungen decken die Sensoren mit LoRaWAN-Technologie große Entfernungen ab.

Einfache Lösung

• Einfache Warnmeldungen bei abnormalen Zuständen erwiesen sich als sehr effektiv.

Wichtigste Vorteile

• Wartungsvorteile: Frühzeitige Fehlerbenachrichtigungen ermöglichen schnelle Korrekturmaßnahmen.
• Vermeidung von Betriebsausgaben: Innerhalb von drei Monaten nach der Einführung half Honeywells Equipment Health Monitoring Solution, den drohenden Austausch eines Motors zu vermeiden, indem ein bevorstehender Fehler am Entstaubungslüfter erkannt wurde.

Text aus dem Original übernommen und übersetzt – Honeywell