狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)備管理中的應(yīng)用

1、 我公司是年產(chǎn)40萬(wàn)噸乙烯裝置的連續(xù)性生產(chǎn)的大型企業(yè)，全廠有35臺(tái)關(guān)鍵機(jī)組，這些機(jī)組一旦出現(xiàn)停機(jī)故障，將導(dǎo)致整個(gè)裝置停車甚至全廠停產(chǎn)，其經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的。所以我們公司非常重視設(shè)備的日常管理，我們通過(guò)在機(jī)器運(yùn)行時(shí)對(duì)它的各個(gè)主要部位進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，掌握機(jī)器的狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異?；蚬收希盐兆∷陌l(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)生產(chǎn)需要制訂預(yù)知維修計(jì)劃，確定機(jī)器應(yīng)該修理的時(shí)間和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為前提的預(yù)知維修。狀態(tài)監(jiān)測(cè)分為兩大部分：一、在線監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)二、離線監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)一、關(guān)鍵機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)（一） 高速在線系統(tǒng)性能及方案介紹 ENTRX網(wǎng)絡(luò)化高速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是ENTRX-IR

2、D公司的產(chǎn)品，在軟件的數(shù)據(jù)采集、處理中采用了獨(dú)特的“磁帶機(jī)原理”和高速的HP采集硬件，對(duì)于機(jī)組突發(fā)性的故障事件，保證了數(shù)據(jù)在采集時(shí)不丟失，軟件包提供了對(duì)數(shù)據(jù)的多種分析功能，因此系統(tǒng)非常適合對(duì)大機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。2000年我廠引進(jìn)了美國(guó)ENTRX-IRD公司的ENTRX網(wǎng)絡(luò)化高速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并把我廠的十六臺(tái)（套）大機(jī)組由三個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)組成了大機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，通過(guò)我廠的內(nèi)部局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的共享。如圖所示： 子站1 T8455 T8456 C400A C400B C650 C600 C300 同時(shí)使用ENTRX遠(yuǎn)程服務(wù)功能通過(guò)INTERNET可實(shí)現(xiàn)采集定義的遠(yuǎn)程組態(tài)和機(jī)組故障的遠(yuǎn)程診斷。

3、 被監(jiān)測(cè)機(jī)組的振動(dòng)信號(hào)（或其它過(guò)程參數(shù)）取自己有監(jiān)控儀表的緩沖輸出，多臺(tái)設(shè)備的信號(hào)通過(guò)屏蔽的多芯信號(hào)電纜送到數(shù)據(jù)采集子站機(jī)箱的16通道采集卡上，采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)IEEE1394總線把數(shù)據(jù)送到采集計(jì)算機(jī)，在采集計(jì)算機(jī)中可對(duì)各測(cè)點(diǎn)的采集定義進(jìn)行組態(tài)，ENTRX系統(tǒng)具有開(kāi)放的、非常靈活多樣的用戶組態(tài)環(huán)境，數(shù)據(jù)采集子站再把所采集到的數(shù)據(jù)送到公司的局域網(wǎng)。在我廠的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測(cè)子站一包括7臺(tái)機(jī)組，監(jiān)測(cè)子站二包括6臺(tái)機(jī)組，監(jiān)測(cè)子站三包括3臺(tái)機(jī)組，全部信號(hào)包括：軸振動(dòng)、軸位移和相位近200個(gè)參數(shù)。 ENTRX系統(tǒng)除了在數(shù)據(jù)的采集上具有獨(dú)到的性能外，在數(shù)據(jù)的分析中同樣提供了實(shí)用的分析、報(bào)告管理功能，如常用的時(shí)

4、域波形、頻譜圖、趨勢(shì)圖、瀑布圖、軸心軌跡、軸中心線圖、波德圖和耐奎斯特圖等，ENTRX硬件的高速采集性能和分析功能在我廠一設(shè)備檢修前后的出現(xiàn)故障的分析、診斷，得到了很好的表現(xiàn)。 K201 GB301 C1001A C2002A C1001B C2002B K4003 C103A C103B 子站2 子站3（二）、實(shí)例應(yīng)用 空分裝置A套空壓機(jī)C1001A自2001年10月29日開(kāi)車以來(lái)，機(jī)組振動(dòng)明顯增大，其中XIA1-1B、XISA1-2B測(cè)點(diǎn)尤其明顯，且振動(dòng)幅值趨勢(shì)與潤(rùn)滑油油溫成正比增大，與潤(rùn)滑油油壓的關(guān)系正好相反，說(shuō)明了機(jī)組軸瓦間隙過(guò)大。頻譜主要表現(xiàn)在1倍頻上，根據(jù)頻譜和軌跡圖分析機(jī)組存在軸

5、瓦磨損和轉(zhuǎn)子不平衡問(wèn)題。圖1 C1001A振動(dòng)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)幅值趨勢(shì)圖圖2 檢修前測(cè)點(diǎn)振動(dòng)頻譜圖圖3 檢修后測(cè)點(diǎn)振動(dòng)頻譜圖圖4 檢修前2A &2B測(cè)點(diǎn)軸心軌跡圖4 檢修后2A &2B測(cè)點(diǎn)軸心軌跡圖6 檢修前1A &1B測(cè)點(diǎn)軸心軌跡圖6 檢修前1A &1B測(cè)點(diǎn)軸心軌跡該機(jī)組于2001年11月29日停機(jī)檢修，根據(jù)對(duì)機(jī)組的解體檢查發(fā)現(xiàn)，主軸上瓦有磨損，一級(jí)側(cè)軸承下瓦有明顯的磨損，各級(jí)葉輪葉片均有沖蝕現(xiàn)象，葉輪結(jié)垢；更換新葉輪和新軸瓦后，各振動(dòng)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值均下降了，具體如圖1所示。 二、離線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用 除了16臺(tái)關(guān)鍵機(jī)組實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)外，其余機(jī)組均采用

6、離線監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，我們根據(jù)設(shè)備重要程度和故障率不同，分別采用不同的周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在正常運(yùn)行狀況下，關(guān)鍵機(jī)組一周監(jiān)測(cè)一次，較重要的機(jī)組和泵一月監(jiān)測(cè)一次，有備用泵的小泵則根據(jù)需要監(jiān)測(cè)，每個(gè)月向設(shè)備管理部門書(shū)面匯報(bào)關(guān)鍵機(jī)組及有故障的其它機(jī)組的運(yùn)行狀況；機(jī)組在異常狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，我們加大對(duì)機(jī)組的監(jiān)測(cè)頻率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組的惡化趨勢(shì)，同時(shí)給出故障診斷報(bào)告，讓生產(chǎn)裝置和設(shè)備管理部門及時(shí)了解機(jī)組運(yùn)行情況，作出相應(yīng)的對(duì)策，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)知維修，減少因臨時(shí)停車造成的經(jīng)濟(jì)損失，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。我們主要是通過(guò)使用變攜式數(shù)采儀和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)完成以上工作的。 傳感器 數(shù)采儀 計(jì)算機(jī)（一）、離線故障診斷系統(tǒng)在

7、生產(chǎn)中的應(yīng)用舉例 2001年12月22日熱電裝置鍋爐給水泵驅(qū)動(dòng)設(shè)備透平P-2000BT更換汽封后，單試透平振動(dòng)一直偏大，當(dāng)調(diào)整到2H點(diǎn)水平振動(dòng)為4mm/s時(shí)，聯(lián)泵試車，轉(zhuǎn)速達(dá)到4200rpm時(shí)，2H振動(dòng)達(dá)到8.2mm/s，在升速到額定轉(zhuǎn)速4800rpm時(shí)，2H達(dá)到16.6mm/s。23日上午試車從9：30開(kāi)始，分階1000、2000、3000、4000RPM 5步試運(yùn)，試到4000時(shí)振動(dòng)2H為2.6mm/s，2V為2.0mm/s ，但試到4800rpm時(shí)，振動(dòng)上升到9.8mm/s，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，2H點(diǎn)振動(dòng)下降4.5mm/s，停車。下午3點(diǎn)鐘重新開(kāi)車，試到4800rpm時(shí)2H點(diǎn)振動(dòng)還是一直從9

8、.33.5mm/s成周期性波動(dòng)，從頻譜上看振動(dòng)值還是在1x頻上，把振動(dòng)傳感器放在2H點(diǎn)上，根據(jù)振動(dòng)值的變化調(diào)整蒸汽入口管線的高度和角度，又通過(guò)調(diào)整透平地腳頂絲的位置來(lái)調(diào)整機(jī)身的位置，振動(dòng)值隨機(jī)發(fā)生改變，比原來(lái)的振動(dòng)值有所下降，到晚上8點(diǎn)2H點(diǎn)振動(dòng)最大為8.2mm/s，繼續(xù)在4800rpm下運(yùn)行晚上9:40振動(dòng)值下降到2.0mm/s以下，停機(jī)聯(lián)泵找正再試車，振動(dòng)值均較小。分析機(jī)組振動(dòng)下降原因有以下幾方面：蒸汽入口管線在調(diào)整和充分的熱膨脹后，消除了管線熱應(yīng)力，本身的固有頻率發(fā)生了改變，透平發(fā)生共振的因素消除；透平殼體與轉(zhuǎn)子之間的位置關(guān)系通過(guò)調(diào)整后恢復(fù)到合適的狀態(tài)；調(diào)整透平地腳螺栓和頂絲并把緊地腳螺

9、栓，并且透平經(jīng)過(guò)了一天的運(yùn)行，也已經(jīng)得到充分的熱膨脹。P-2000BTP2000B12345轉(zhuǎn)速RPM透平后軸承（南）透平前軸承（北）時(shí)間HVAHVA 10000685035 02 029 48009243 2622068 降速至40002217 142305 停車調(diào)整地腳螺栓后再次單試1000053084 02505202711：5848009132205028137 60 降速至4000352308 4000411408222505815：10480036231658292215：5089472354222116：02因振動(dòng)值較大，碰頭會(huì)后采取上緊頂絲及地腳螺栓的辦法48008246236

10、2292916：42緊頂絲382007 16：49緊地腳35381756253017：10480088492457271917：30放松管線支撐，間隔6分鐘振動(dòng)值在2.27.4mm/s之間波動(dòng)17：40 480082482650331820：0019140518110621：40振動(dòng)值穩(wěn)定，停機(jī)找對(duì)中400013040608080523：25480016130714080623：30（二）、離線故障診斷系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用舉例 電機(jī)耦合器減速機(jī)膨脹機(jī) 5 6 1 3 4 2減速機(jī) 膨脹干燥機(jī)GY6205自2001年6月4日大修后，機(jī)組基本處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，此次大修更換了液力耦合器兩端的軸承，沒(méi)有

11、解決液力耦合器東南地基變形的問(wèn)題，地基的振動(dòng)幅值還在繼續(xù)上升，特別是在8月6日前停車近一個(gè)月、 10月22日前停車近一個(gè)月、 12月20日前停車一周多的三次停車后振動(dòng)分別上了一個(gè)臺(tái)階，到12月20日液力耦合器東南地基振動(dòng)最大值達(dá)到356UM，從頻譜圖可以看出其主要頻譜成分為25Hz處，峰值達(dá)到345UM，從液力耦合器兩端的軸承座處測(cè)得水平振動(dòng)速度都超過(guò)了ISO2372規(guī)定的級(jí)大型機(jī)械允許的振動(dòng)值11.2mm/s，其中靠電機(jī)側(cè)的軸承座水平振動(dòng)為12.8 mm/s，主要成分在25Hz處，峰值為12.56mm/s，靠減速箱側(cè)的軸承座水平振動(dòng)為11.7mm/s，主要成分在25Hz處，峰值為11.28m

12、m/s。根據(jù)以上振動(dòng)情況及頻譜分析液力耦合器存在以下問(wèn)題： 橡膠后處理膨脹機(jī) GY6205一、由于液力耦合器南邊地基的長(zhǎng)期高振動(dòng)，直接造成液力耦合器兩側(cè)軸承的磨損。二、根據(jù)每一次較長(zhǎng)時(shí)間的停車后，恢復(fù)開(kāi)車后振動(dòng)有較大上升和頻譜主要表現(xiàn)在1X頻（25Hz）處的特點(diǎn)和該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)鼓較大且無(wú)法在停車時(shí)定時(shí)盤車來(lái)判斷，轉(zhuǎn)子存在軸彎曲。因?yàn)檩S彎曲造成轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，頻譜表現(xiàn)在1X頻上。三、液力耦合器東南地基存在變形。 D C B J A E F 液力耦合器轉(zhuǎn)子圖 液力耦合器解體檢修，對(duì)輸入軸進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，各處跳動(dòng)量：A面=1.2mm B面=1.1mm C面=0.08mm D面=0.06mm E面=0.04mm F面=0.03mm I面=1.1mm 檢修前通過(guò)測(cè)量可以看出，在輸入軸組件中，A面、B面端面跳動(dòng)特別大，C面、D面也明顯偏大。而在輸出軸組件中，E、F兩面的跳動(dòng)量在要求的范圍內(nèi)。這說(shuō)明輸入軸已發(fā)生了明顯的彎曲變形，特別是直徑較大的B面（直徑為360mm)，輸出軸基本完好。單獨(dú)測(cè)量軸結(jié)果基本一至。 解體轉(zhuǎn)子組件還發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的主止推軸承有三塊相鄰的瓦塊有偏磨現(xiàn)象。從這個(gè)側(cè)面也反映了軸彎曲存在。 通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子各端面進(jìn)行修正，并對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子作動(dòng)平衡；更換軸承；檢查基礎(chǔ)，重新開(kāi)車后，機(jī)組振動(dòng)減小，具體數(shù)據(jù)如下表。日期5H（mm/s)6H(mm/s)6V（東