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风机振动监测与故障诊断

 
  轴流风机主要由风机叶轮和机壳组成,结构简单但是数据要求非常高。风机是火电厂重要的大型旋转机械之一,本文在对风机工作特点和故阵机理的分析基础上,重点叙述了风机的振动监测点布1、振动传感器的选择、数据处理方法之间的关系流程和振动数据的处理,同时也介绍了故障状态识别的内容。
 
  1引言
 
  容量300MW及以上的大型火电机组广泛采用动(静)叶调节轴流风机作为锅炉的送、引风机,而送、引风机作为锅炉的重要辅机,提供煤粉燃烧所需的氧量并维持炉膛稳定负压,对于
 
  锅炉甚至整个机组的安全、稳定运行具有至关重要的作用。对于旋转设备来说,振动对设备状态具有最直接的反映。振动分析及测量在旋转机械的故障诊断中占有及其重要的地位。
 
  2状态监测中风机分布情况和测点布里图振动监测非常重要的一环就是测点的选择和布置。旋转机械的振动测试一般选三个方向,即水平、垂直和轴向,这是因为不同故障在不同方向有不同的反映,比如,不平衡作水平方向,松动作垂直方向,不对中在轴向反映较强。为了全面反映风机系统的工作状况,也要布置温度等一些传感器。
 
  3传感器的选择与安装
 
  因为速度传感器是将传感器内线圈对永久磁铁的相对运动的速度转化为感应电动热的原理上的,使用频段一般应在其固有频率的1.7倍以上才能实现测量误差在5%以内。而一般的传感器固有频率都在IOHz以上,故使用频段当在17Hz以上。选择传感器类型时要考虑被测对象的工作频率,一般来讲,对于低频振动宜使用位移传感器,高频振动宜采用加速度传感器,而速度传感器对工作频率要求不太敏感。在选择传感器时还应该考虑经济方面的因素。风机振动主要为低频振动,因此必须首选频率响应比较宽的压电式速度传感器作为监测传感器元件。这种传感器的芯部采用的是压电晶体,其工作原理是被测物体的振动产生压力(或张力)作用于晶体,压电陶瓷片产生出与压力(或张力)大小成比例的电荷量,经放大器和积分器转换为电压信号。其特点是低频特性好、体积小,由于内部没有移动部件,因而不会退化和磨损。选择的传感器频率响应范围为4.5一5000Hz。电机两端、风机两端的侧点共检测8个轴的振动信号。







 
  4监测特征f的分析与处理在机械故障监测中广泛使用两种分析方法:①速度监测。速度监测主要采集低频故障,如:不对中、不平衡和机械松动。这些监测通常用于1倍和10倍工作频率。②加速度分析方法的主要用来监测高频或轴承故障,这些频率通常都在10倍工作频率以上。本文论述的是如何对监测数据进行各种变换,以充分利用有限的数据进行有效的故障分析与诊断。
 
  5状态判别与诊断
 
  状态判别一般分两步进行。首先判断风机的整体状态是否正常,然后对异常的设备作进一步分析,判断其故障的部位、原因、程度及发展趋势。
 
  5.1绝对标准判别法
 
  绝对标准是在一定的测试条件下,确定用以判断设备状态的界限值(阑值)。把测得的值与标准值比较,可判别设备处于良好、允许、较差及不允许等4种状态。一般采用振动标准IS02372来判别风机的状态。如果发现测点中一个方向或几个方向的振动超标,则可对此作频谱分析,从而找出振动的根源,一般来说,风机的异常振动,随故障类型的不同,其参数的变化表现出明显的方向特征。在许多情况下,转子不平衡时反映水平方向振动大;联轴器不对中,轴向振动大;地脚联接松动,垂直方向振动大,但其它松动时,振动方向特征不明显。据此,将有助于对风机故障的确诊。
 
  5.2相对标准判别法
 
  相对标准判别法是采用设备在良好状态下测取的参数值(亦称原始值或初始值)作为判别
 
  状态的标准,根据实测值为原始值倍数的多少来判别设备的状态。每次测试必须在相同工况、
 
  相同的测试方案下进行。研究轴流式风机的故障模式与监测量之间的关系对于故障识别和振动大有裨益,尤其是特征频率与常见故障之间的关系。
 
  6结论
 
  本文提出了轴流式风机的振动监测和故障诊断的思路和实施方案,对火电厂风机的状态检修有一定的参考价值。信号分析和故障状态识别是监测和诊断成功与否的关键,随着各种数学模型的完善和专家系统中知识库和推理机等技术的发展,状态监测技术将向智能化和自动化方向发展。
 
  轴流风机的振动监测,可使用本特利内华达的bently3300涡流传感器和本特利加速度传感器。
  


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