ES2302001T3 - Procedimiento para determinar un desgaste en maquinas. - Google Patents

Abstract

Máquina trituradora de carbón (10) con sub-sistemas (14, 16, 18), caracterizada porque está prevista, además, una instalación (20) para la determinación de un consumo de corriente y/o de tensión de al menos un primer sub-sistema (14) durante el funcionamiento y una instalación (24) para la deducción de la calidad y/o el tipo del carbón procesado con un segundo sub-sistema (18), sobre la base del consumo calculado de la corriente y/o la tensión.

Description

Procedimiento para determinar un desgaste en máquinas.

La invención se refiere a una máquina trituradora de carbón, como se utiliza, por ejemplo, para la preparación de carbón en una central eléctrica. Tales máquinas o sistemas se caracterizan especialmente porque están constituidos por sub-sistemas acoplados entre sí, que están constituidos, por su parte, por diferentes componentes.

En tales sistemas o instalaciones en el sector de la industria y de las centrales eléctricas, la diagnosis, la determinación del desgaste y la detección precoz de fallos juegan un papel importante. Tradicionalmente se utiliza a tal fin sistemas de medición específicos en los sub-sistemas o componentes, como por ejemplo mediciones de la temperatura, termografía, supervisión de las vibraciones y muchos otros procedimientos para la determinación del desgaste de los sub-sistemas y componentes respectivos. Los sistemas de medición están constituidos, en general, tanto por aparatos de medición como también por unidades de evaluación, que deben estar constituidos, adaptados e instalados con frecuencia de una manera especial. Por ejemplo, los sub-sistemas en las instalaciones de preparación de carbón en el sector de las centrales eléctricas debe estar equipados con sensores, con lo que se consigue, en efecto, una diagnosis específica y relativamente exacta, pero al mismo tiempo esta diagnosis es comparativamente costosa y cara.

Se conoce a partir de la publicación de patente de los Estados Unidos US 5.523.701 supervisar el funcionamiento de una máquina a través de la investigación del registro de la corriente y/o de la tensión del accionamiento de la máquina. En este caso, se analiza la corriente del motor consumida o bien en la zona de tiempo o en la zona de frecuencia o se determinan los componentes espectrales de la corriente del motor. Las modificaciones en el ruido de fondo eléctrico, que son inducidas a través de vibraciones mecánicas dentro de la máquina, se pueden correlacionar de esta manera con modificaciones de los parámetros de funcionamiento de la máquina.

La invención tiene el cometido de acondicionar una máquina de trituración de carbón para centrales eléctricas con capacidades de potencia ampliadas, especialmente en lo que se refiere a diagnosis, que se puede realizar con coste relativamente favorable.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención con una máquina de trituración de carbón con sub-sistemas, en la que, además, está prevista una instalación para la determinación de un consumo de corriente y/o de tensión de al menos un primer sub-sistemas durante el funcionamiento y una instalación para deducción de la calidad y/o tipo de carbón preparado con un segundo sub-sistema, sobre la base del consumo calculado de corriente y/o de tensión.

La solución de acuerdo con la invención se basa en una diagnosis de la reacción de un sub-sistema a otro sub-sistema por medio de la evaluación del consumo de corriente y/o de tensión del primer sub-sistema. Puesto que en las máquinas o sistemas conocidos se calcula ya, en general, el consumo de corriente y/o de tensión de los sub-sistemas individuales durante el funcionamiento, se puede conseguir la diagnosis de acuerdo con la invención, en general, simplemente a través de una adaptación correspondiente en un control de la máquina y a través de soluciones de software correspondientes. Los costes para la solución de acuerdo con la invención son, por lo tanto, comparativamente reducidos.

En una configuración ventajosa de la solución de acuerdo con la invención, en el primer sub-sistema se trata de un motor eléctrico y en el segundo sub-sistema se trata de un molino de carbón. A partir del consumo calculado de corriente y/o de tensión del motor se realizan manifestaciones, de acuerdo con la invención, sobre la calidad y/o tipo del material preparado con la máquina. Así, por ejemplo, en una máquina de trituración de carbón, se puede realizar una manifestación sobre la calidad y el tipo del carbón utilizado. Por ejemplo, se puede calcular cuándo el carbón presenta una porción inerte alta, y se puede deducir el origen del carbón de diferentes regiones del mundo.

Para que se pueda realizar la diagnosis de acuerdo con la invención de las reacciones entre los sub-sistemas de una manera comparativamente precisa y, sin embargo, especialmente de coste favorable, es ventajoso que el accionamiento de la máquina y el equipo accionado estén acoplados entre sí a través de una transmisión de fuerzas y/o de par motor de una manera rígido o fija, es decir, sin elementos elásticos esenciales dentro de una transmisión de fuerza y/o de par motor.

La exploración de acuerdo con la invención de la señal de la corriente y/o de la señal de la tensión de la máquina se lleva a cabo de una manera ventajosa regularmente, con preferencia con una frecuencia entre 5 y 20 kHz.

Además, la instalación para la deducción de la calidad y/o el tipo del carbón procesado está configurada de una manera ventajosa de tal forma que se utilizan los valores momentáneos (por ejemplo, en un instante predeterminado) y/o los valores medios (por ejemplo Route Mean Square (RMS) de las señales de tiempo y de las señales de alta frecuencia) y/o al menos un espectro de frecuencias de una señal de corriente y/o de tensión (por ejemplo, por medio de análisis de frecuencia, por ejemplo Fast Fourier Transformation (FFT) a través de respuestas de frecuencia características en la zona alta frecuencias) para la diagnosis del carbón procesado.

En otra variante de configuración, se pueden utilizar otros datos de funcionamiento o bien datos de proceso en la instalación para la deducción de la calidad y/o tipo del carbón procesado.

Estos datos de funcionamiento se refieren de una manera ventajosa al estado de carga y/o al número de revoluciones y/o a una temperatura de funcionamiento y/o a una presión de funcionamiento de la máquina, para poder distinguir, por ejemplo, modificaciones de la carga y temperaturas exteriores del desgaste mecánico propiamente dicho.

Para completar la diagnosis de acuerdo con la invención sobre la calidad y/o el tipo del material procesado con la máquina o también de una manera independiente de ésta, a partir del consumo calculado de la corriente y/o de la tensión se pueden realizar también manifestaciones sobre el desgaste de la máquina.

La solución de acuerdo con la invención es especialmente buena para una máquina de triturar carbón o bien para la preparación del carbón de una central eléctrica, en la que un molino de carbón es accionado directamente a través de un árbol por un motor de rotor de jaula. Las mediciones han indicado que también se pueden constatar el desgaste mecánicos y los defectos producidos en la señal de la corriente y/o de la tensión. Por ejemplo, se puede calcular un desgaste de las bolas de trituración del molino de carbón observando en el espectro de frecuencia de la señal de corriente y/o de la señal de la tensión las modificaciones fuertes a determinadas frecuencias características.

Además, a partir de diferentes tendencias en el espectro de frecuencia así como en la modificación de los valores medios y las señales de tiempo se pueden sacar conclusiones sobre el desgaste del molino de carbón.

Como otra utilidad adicional de la solución de acuerdo con la invención se pueden derivar el estado actual del equipo de accionamiento respectivo así como se pueden detectar daños.

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda del dibujo esquemático que se acompaña. En este caso:

La figura 1 muestra una vista esquemática de una máquina trituradora de carbón y de la instalación de diagnosis correspondiente de acuerdo con la invención.

En la figura se ilustra en la mitad superior el aparato técnico considerado de acuerdo con la invención y en la mitad inferior se ilustran otras instalaciones correspondientes de acuerdo con la invención.

Una máquina o bien un sistema de instalaciones en forma de una máquina trituradora de carbón 10 presenta especialmente tres sub-sistemas 12, a saber, un accionamiento en forma de un motor de rotor de jaula 14, una transmisión de fuerza y/o de par motor en forma de un árbol 16, con la que pueden estar conectados, dado el caso, otros componentes no representados, como engranajes, acoplamiento y/o freno, así como un equipo en forma de un molino de carbón 18.

El motor de rotor de jaula 14 está acoplado por medio del árbol 16 con el equipo 18 de forma rígida contra giro sin la intercalación de elementos elásticos.

Para el accionamiento del molino de carbón 18, el motor de rotor de jaula 14 consume corriente eléctrica, siendo derivada a partir de este consumo de corriente una señal de la corriente y/o de la tensión.

Esta señal de la corriente y/o de la tensión es alimentada a una instalación 20 para la determinación del consumo de corriente y/o de tensión del accionamiento. Por medio de un análisis del espectro de frecuencias de la señal de corriente y/o de tensión se pueden observar modificaciones a determinadas frecuencias características. A partir de las modificaciones establecidas se deduce entonces con la ayuda de una instalación 22 un desgaste dado el caso existente en el molino de carbón 18. La instalación 22 para la deducción del desgaste dado el caso existente evalúa en este caso especialmente tendencias en el espectro de frecuencia así como en la curva del valor medio y las señales de tiempo de la señal de la corriente y/o la tensión del motor de rotor de jaula 14. Como complemento de esta diagnosis está prevista, además, una instalación 24 para la deducción de la calidad y/o el tipo del material procesador por el molino de carbón 18.

Además, está prevista una instalación 26, por medio de la cual se registran otros datos de funcionamiento y a partir de ellos se deriva el estado actual del motor de rotor de jaula 18. En este caso, se han utilizado datos de funcionamiento para la validación de los datos calculados con la instalación 20.

El procedimiento de diagnosis realizado con la ayuda de las instalaciones 22, 24 y 26 ofrece las siguientes ventajas frente a los procedimientos convencionales:

En los sub-sistemas 16 y 18 conectados a continuación del equipo de accionamiento o bien del motor de rotor de jaula 14 no tienen que instalarse sensores adicionales. En su lugar, solamente debe estar instalada, por ejemplo, una unidad de procesamiento de señales directamente en una conexión de borde eléctrico o en una instalación de conmutación correspondiente del motor de rotor de jaula 14.

A través de la omisión de acuerdo con la invención de la instalación de sensores crítica de fallo y del cableado se garantiza, además, una fiabilidad más elevada de la diagnosis. En un entorno industrial severo, a menudo sólo con dificultades es posible el empleo de una instalación de sensores adicional. Así, por ejemplo, no se pueden instalar con frecuencia sensores y/o conexiones de cables para una medición de las vibraciones en los puntos de un molino de carbón que son relevantes para la técnica de medición.

En oposición a las técnicas conocidas, con la solución de acuerdo con la invención se obtienen, por lo tanto, considerables ventajas de costes y de competencia.

Claims (7)

1. Máquina trituradora de carbón (10) con sub-sistemas (14, 16, 18), caracterizada porque está prevista, además, una instalación (20) para la determinación de un consumo de corriente y/o de tensión de al menos un primer sub-sistema (14) durante el funcionamiento y una instalación (24) para la deducción de la calidad y/o el tipo del carbón procesado con un segundo sub-sistema (18), sobre la base del consumo calculado de la corriente y/o la tensión.

2. Máquina trituradora de carbón (10) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer sub-sistema comprende un accionamiento (14) y/o el segundo sub-sistema comprende un molino de carbón (18).

3. Máquina trituradora de carbón (10) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el accionamiento (14) de la máquina y el molino de carbón (18) accionado están acoplados entre sí de una manera especialmente rígida a través de una transmisión de fuerza y/o de par motor.

4. Máquina trituradora de carbón (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación (24) para la deducción de la calidad y/o el tipo del carbón procesado está configurada para la exploración de una señal de la corriente y/o de la tensión con al menos una frecuencia.

5. Máquina trituradora de carbón (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación (24) está configurada de tal forma que los valores momentáneos y/o los valores medios y/o al menos un espectro de frecuencia de la señal de la corriente y/o de la señal de la tensión de la máquina (10) o bien del accionamiento (14) se utilizan para la deducción de la calidad y/o el tipo del carbón procesado.

6. Máquina trituradora de carbón (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación (24) está configurada de tal forma que se utilizan otros datos de funcionamiento (26) de la máquina (10) para la deducción de la calidad y/o el tipo del carbón procesado.

7. Máquina trituradora de carbón (10) de acuerdo con la reivindicación (6), caracterizada porque los otros datos de funcionamiento (26) comprenden el estado de carga y/o el número de revoluciones y/o una temperatura de funcionamiento y/o una presión de funcionamiento.