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大型港口机械本质安全与健康评价系统关键技术与应用
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  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    U691.5
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于机械故障诊断与控制技术领域。港口起重机械在海运物流中作为重大关键设备,其本质安全对货物海陆高效经济的转运起着决定性作用。“十二五”期间,国发(2010)23号和国质检特联(2011)137号两个文件要求提高大型起重机械本质安全,预防和减少起重机械重特大事故的发生。港机大型化、自动化和高效化所带来的诸多新问题如动力特性抗变形能力问题、稳定性问题、动态监控与健康管理问题等已直接影响着它的安全性和耐久性;一些技术基础问题如大变形结构的振动位移和大结构旋转时的重心运动等还缺乏有效的现场测试分析方法,使用可靠性还少有实时监控评价系统,因而出现了对大结构动态性能及其安全的评价盲区。而这些问题又是现代港机安全事故频发的主要根源之一。所以研究大型港口机械本质安全与健康评价系统已迫在眉睫。该项目在国家863计划等国家和地方项目支持下,该课题组经过十几年的研究积累取得如下创新性成果:提出基于小概率大冲击概率控制技术和面向健康特征提取的新方法,并采用该方法研制了面向健康诊断的“机器体温计”,达到国内领先水平。在新的技术路线“结构安全预期保障机制”指导下,依托远程起重机械状态监评系统(NetCMAS),该方法解决了港口机械健康与本质安全的实时监控、在线评价和维修决策难题,确保了港口机械的高可靠性,也对使用后期的“老”港机提供了安全保障。该方法已成功应用于上海港、青岛港、宝钢等大型港机的安全评估和技术改造。提出超低频振动位移绝对式测量与实时计算方法,攻克了超低频振动位移测试分析难题,突破了1Hz的技术瓶颈,达到了低到0.06Hz的振动大位移测量分析能力(误差<5%),填补了大型港机和海工装备等大型结构动态抗变形实测能力的空白,达到国际领先水平。该方法扩展并提高了港机本质安全评价系统的深度和广度,已成功应用于宝钢、沙特达曼港等国内外港机健康监控、安全评估与改造。提出大型港机上部旋转结构体重心轨迹圆测试分析新方法,建立了基于现场特点的工程计算方程式,设计了参数化专用分析软件,并通过现场测试可即时得到重心轨迹圆的特征参数,填补了现场测试技术中的空白,达到国际先进水平。该方法解决了港机上部旋转结构及其支撑大轴承的寿命延长和本质安全问题,并已成功应用于上海市重点工程(罗泾二期)、宝钢、梅山钢厂和青岛港等大型港机上。该项目授权发明专利6项,发表论文20篇,获得德国TUV Nord工业4.0认证,制定振华重工(ZPMC)企业标准1项,建立了“物流装备安全工程”博士点。该项目不仅在国内得到广泛应用,如除各大港口外的各大电厂燃料码头的港机,以及海上风电装置的安装等,还推广应用到国外大型企业,如迪拜最大铝厂等,产生直接经济效益1亿多元;提高了港机实时动态的健康监控、使用可靠性和港机现代化管理的技术水平,延长了在役老港机的使用寿命,为企业节支1亿多元,保障了设备和人员安全,同时也推动了行业科技水平进步,支撑相关产业的结构调整和转型升级,社会效益凸显。
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