狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在設(shè)備管理中的應(yīng)用課程

1、 我公司是年產(chǎn)40萬噸乙烯裝置的連續(xù)性生產(chǎn)的大型企業(yè)，全廠有35臺關(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，我們通過在機(jī)器運行時對它的各個主要部位進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，掌握機(jī)器的狀況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異?；蚬收?，把握住它的發(fā)展趨勢，根據(jù)生產(chǎn)需要制訂預(yù)知維修計劃，確定機(jī)器應(yīng)該修理的時間和內(nèi)容，實現(xiàn)了以狀態(tài)監(jiān)測為前提的預(yù)知維修。狀態(tài)監(jiān)測分為兩大部分：一、在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)二、離線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)一、關(guān)鍵機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(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、處理中采用了獨特的“磁帶機(jī)原理”和高速的HP采集硬件，對于機(jī)組突發(fā)性的故障事件，保證了數(shù)據(jù)在采集時不丟失，軟件包提供了對數(shù)據(jù)的多種分析功能，因此系統(tǒng)非常適合對大機(jī)組運行狀態(tài)的監(jiān)測。2000年我廠引進(jìn)了美國ENTRX-IRD公司的ENTRX網(wǎng)絡(luò)化高速在線監(jiān)測系統(tǒng)，并把我廠的十六臺（套）大機(jī)組由三個監(jiān)測子系統(tǒng)組成了大機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，通過我廠的內(nèi)部局域網(wǎng)，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享。如圖所示： 子站1 T8455 T8456 C400A C400B C650 C600 C300 同時使用ENTRX遠(yuǎn)程服務(wù)功能通過INTERNET可實現(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)測機(jī)組的振動信號（或其它過程參數(shù)）取自己有監(jiān)控儀表的緩沖輸出，多臺設(shè)備的信號通過屏蔽的多芯信號電纜送到數(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IEEE1394總線把數(shù)據(jù)送到采集計算機(jī)，在采集計算機(jī)中可對各測點的采集定義進(jìn)行組態(tài)，ENTRX系統(tǒng)具有開放的、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)測網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測子站一包括7臺機(jī)組，監(jiān)測子站二包括6臺機(jī)組，監(jiān)測子站三包括3臺機(jī)組，全部信號包括：軸振動、軸位移和相位近200個參數(shù)。 ENTRX系統(tǒng)除了在數(shù)據(jù)的采集上具有獨到的性能外，在數(shù)據(jù)的分析中同樣提供了實用的分析、報告管理功能，如常用的時

4、域波形、頻譜圖、趨勢圖、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）、實例應(yīng)用 空分裝置A套空壓機(jī)C1001A自2001年10月29日開車以來，機(jī)組振動明顯增大，其中XIA1-1B、XISA1-2B測點尤其明顯，且振動幅值趨勢與潤滑油油溫成正比增大，與潤滑油油壓的關(guān)系正好相反，說明了機(jī)組軸瓦間隙過大。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)子不平衡問題。圖1 C1001A振動測點振動幅值趨勢圖圖2 檢修前測點振動頻譜圖圖3 檢修后測點振動頻譜圖圖4 檢修前2A &2B測點軸心軌跡圖4 檢修后2A &2B測點軸心軌跡圖6 檢修前1A &1B測點軸心軌跡圖6 檢修前1A &1B測點軸心軌跡該機(jī)組于2001年11月29日停機(jī)檢修，根據(jù)對機(jī)組的解體檢查發(fā)現(xiàn)，主軸上瓦有磨損，一級側(cè)軸承下瓦有明顯的磨損，各級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，各振動測點振動值均下降了，具體如圖1所示。 二、離線狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用 除了16臺關(guān)鍵機(jī)組實現(xiàn)了在線監(jiān)測外，其余機(jī)組均采用

6、離線監(jiān)測手段進(jìn)行監(jiān)測，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，在正常運行狀況下，關(guān)鍵機(jī)組一周監(jiān)測一次，較重要的機(jī)組和泵一月監(jiān)測一次，有備用泵的小泵則根據(jù)需要監(jiān)測，每個月向設(shè)備管理部門書面匯報關(guān)鍵機(jī)組及有故障的其它機(jī)組的運行狀況；機(jī)組在異常狀態(tài)下運行時，我們加大對機(jī)組的監(jiān)測頻率，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)組的惡化趨勢，同時給出故障診斷報告，讓生產(chǎn)裝置和設(shè)備管理部門及時了解機(jī)組運行情況，作出相應(yīng)的對策，從而實現(xiàn)設(shè)備的預(yù)知維修，減少因臨時停車造成的經(jīng)濟(jì)損失，保證設(shè)備的安全運行。我們主要是通過使用變攜式數(shù)采儀和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件來完成以上工作的。 傳感器 數(shù)采儀 計算機(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)動設(shè)備透平P-2000BT更換汽封后，單試透平振動一直偏大，當(dāng)調(diào)整到2H點水平振動為4mm/s時，聯(lián)泵試車，轉(zhuǎn)速達(dá)到4200rpm時，2H振動達(dá)到8.2mm/s，在升速到額定轉(zhuǎn)速4800rpm時，2H達(dá)到16.6mm/s。23日上午試車從9：30開始，分階1000、2000、3000、4000RPM 5步試運，試到4000時振動2H為2.6mm/s，2V為2.0mm/s ，但試到4800rpm時，振動上升到9.8mm/s，運轉(zhuǎn)一段時間后，2H點振動下降4.5mm/s，停車。下午3點鐘重新開車，試到4800rpm時2H點振動還是一直從9

8、.33.5mm/s成周期性波動，從頻譜上看振動值還是在1x頻上，把振動傳感器放在2H點上，根據(jù)振動值的變化調(diào)整蒸汽入口管線的高度和角度，又通過調(diào)整透平地腳頂絲的位置來調(diào)整機(jī)身的位置，振動值隨機(jī)發(fā)生改變，比原來的振動值有所下降，到晚上8點2H點振動最大為8.2mm/s，繼續(xù)在4800rpm下運行晚上9:40振動值下降到2.0mm/s以下，停機(jī)聯(lián)泵找正再試車，振動值均較小。分析機(jī)組振動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)過了一天的運行，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因振動值較大，碰頭會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分鐘振動值在2.27.4mm/s之間波動17：40 480082482650331820：0019140518110621：40振動值穩(wěn)定，停機(jī)找對中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)組基本處于正常運轉(zhuǎn)狀況，此次大修更換了液力耦合器兩端的軸承，沒有

11、解決液力耦合器東南地基變形的問題，地基的振動幅值還在繼續(xù)上升，特別是在8月6日前停車近一個月、 10月22日前停車近一個月、 12月20日前停車一周多的三次停車后振動分別上了一個臺階，到12月20日液力耦合器東南地基振動最大值達(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得水平振動速度都超過了ISO2372規(guī)定的級大型機(jī)械允許的振動值11.2mm/s，其中靠電機(jī)側(cè)的軸承座水平振動為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)以上振動情況及頻譜分析液力耦合器存在以下問題： 橡膠后處理膨脹機(jī) GY6205一、由于液力耦合器南邊地基的長期高振動，直接造成液力耦合器兩側(cè)軸承的磨損。二、根據(jù)每一次較長時間的停車后，恢復(fù)開車后振動有較大上升和頻譜主要表現(xiàn)在1X頻（25Hz）處的特點和該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)鼓較大且無法在停車時定時盤車來判斷，轉(zhuǎn)子存在軸彎曲。因為軸彎曲造成轉(zhuǎn)子運轉(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，對輸入軸進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，各處跳動量：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 檢修前通過測量可以看出，在輸入軸組件中，A面、B面端面跳動特別大，C面、D面也明顯偏大。而在輸出軸組件中，E、F兩面的跳動量在要求的范圍內(nèi)。這說明輸入軸已發(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。單獨測量軸結(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。從這個側(cè)面也反映了軸彎曲存在。 通過對轉(zhuǎn)子各端面進(jìn)行修正，并對整個轉(zhuǎn)子作動平衡；更換軸承；檢查基礎(chǔ)，重新開車后，機(jī)組振動減小，具體數(shù)據(jù)如下表。日期5H（mm/s)6H(mm/s)6V（東