過程裝備監(jiān)測與診斷-演示講稿課件

過程裝備監(jiān)測與診斷過程裝備與控制工程專業(yè)潘宏俠

過程裝備檢測與診斷學(xué)分：2.5學(xué)時：40教材：《設(shè)備故障診斷》，沈慶根、鄭水英主編教學(xué)目的和基本要求：

教學(xué)目的：系統(tǒng)掌握過程機械裝備產(chǎn)生故障的原因、故障的特征、監(jiān)測和診斷的方法以及故障防治的措施。培養(yǎng)掌握過程裝備現(xiàn)代化技術(shù)的工程人才?；疽螅和ㄟ^對本課程的學(xué)習(xí)，能分析和診斷過程裝備生產(chǎn)中的常見故障，能開展一些基本的監(jiān)測和分析工作。

第一章過程裝備監(jiān)測與診斷概論1.1引言1.2設(shè)備診斷的含義1.3設(shè)備診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展1.4診斷與維修方式1.5設(shè)備故障的類型與可能原因1.6設(shè)備故障診斷的功能與環(huán)節(jié)1.7監(jiān)測的技術(shù)與方法1.8設(shè)備故障診斷與分析方法中原油氣遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)現(xiàn)場煙氣輪機－壓縮機機組中原油氣遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)現(xiàn)場乙烷氣壓縮機機組遼化遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)軸心軌跡圖

我們學(xué)?！斑^程裝備與控制工程”專業(yè)，是國內(nèi)百所具有過控專業(yè)的極少數(shù)在自動控制系率先開辦該專業(yè)的學(xué)校，并逐漸形成了自己“檢測、診斷與控制”的鮮明特色，該專業(yè)課程設(shè)置經(jīng)過國家專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會的認可。我們這門課程“過程裝備檢測與診斷”正是體現(xiàn)我們專業(yè)特色的一門課程，幾年來，我們專業(yè)在這一方向上做了大量工作，并取得了相應(yīng)的研究成果。復(fù)雜機械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化，03年教育部提名國家科技進步二等獎特種車輛動力裝置控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計，03年省科技進步二等獎特種車輛動力裝置自動裝填控制系統(tǒng)研究，06年省科技進步二等獎某某車輛系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究，06年部級科學(xué)技術(shù)三等獎履帶車輛傳動箱狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，07年省科技進步二等獎深孔鍍鉻生產(chǎn)線集散控制系統(tǒng)研究，08年省科技進步三等獎基于目標面的開關(guān)閥控液壓系統(tǒng)智能調(diào)平技術(shù)，09年省科技進步二等獎

我們學(xué)?！斑^程裝備與控制工程”專業(yè)，目前所發(fā)表的與“檢測診斷控制”相關(guān)的學(xué)術(shù)論文有近200篇，其中：SCI收錄論文3篇，EI收錄論文70多篇。還出版了幾本相關(guān)的教材，有3項相關(guān)的國家發(fā)明專利。目前國內(nèi)“過程裝備與控制工程”專業(yè)唯一的院士，是北京化工大學(xué)的高金吉教授，他所從事的主要研究方向是“化工過程裝備的監(jiān)測與故障診斷”，提出了“裝備故障的自恢復(fù)調(diào)控原理和技術(shù)”，他為“過程裝備與控制工程”專業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻，是我們學(xué)習(xí)本門課程的動力，我也希望我們專業(yè)的學(xué)生能在該領(lǐng)域作出成績，成為“過程裝備檢測與故障診斷”研究領(lǐng)域的新生力量。開展狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要性機械設(shè)備發(fā)展的需要生產(chǎn)安全及質(zhì)量對機械設(shè)備要求的需要設(shè)備管理—維修體制進步的需要狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的具體作用1.2設(shè)備診斷的含義機械設(shè)備發(fā)展的需要大型化高速化精密化自動化結(jié)構(gòu)復(fù)雜化昂貴的設(shè)備費用設(shè)備系統(tǒng)各部分的關(guān)聯(lián)越來越密切生產(chǎn)安全及質(zhì)量對機械設(shè)備要求的需要產(chǎn)品質(zhì)量或產(chǎn)量生產(chǎn)非計劃停頓設(shè)備損壞造成人身安全隱患巨額的經(jīng)濟損失甚至大范圍環(huán)境污染對相關(guān)行業(yè)的影響

設(shè)備管理—維修體制進步的需要我國從1983年開始已正式把開展診斷工作的要求納入《國營工業(yè)交通設(shè)備管理試行條例》之中，明確提出“要根據(jù)生產(chǎn)需要，逐步采用現(xiàn)代故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，發(fā)展以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)防維修體制”。國家連續(xù)投入巨資，組織大量科技人員進行攻關(guān)研究。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷理論、技術(shù)和系統(tǒng)正得到進一步的發(fā)展和完善。事后維修計劃維修視情維修過去現(xiàn)在將來技術(shù)發(fā)展設(shè)備維修體制的發(fā)展1986年4月前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站四機組發(fā)生嚴重振動而造成核泄漏，致使2000多人死亡，直接經(jīng)濟損失30億美元。1987年山西大同發(fā)電廠200MW機組轉(zhuǎn)子斷裂1988年秦嶺電廠5號機組主軸斷裂，兩次事故經(jīng)濟損失均達億元以上。1976至1985年期間，化肥五大機組由于事故停車造成的直接經(jīng)濟損失高達四億七千五百萬元1972年日本關(guān)西電力公司南海電站3號600MW氣輪發(fā)電機因振動而引起的斷軸毀機事件；1984年印度伯帕爾化工廠由于設(shè)備故障發(fā)生農(nóng)藥泄漏事故

設(shè)備故障引發(fā)的觸目驚心的事故開展狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要性美國1990年全年稅收為7,500億美元，而工業(yè)設(shè)備的維修費用達2500億美元，專家估計其中約750億美元是“過剩維修”費用。據(jù)日本資料可知，機組設(shè)備診斷技術(shù)的應(yīng)用使每年的維修費用減少25％～50％，故障停機時間減少75％。我國電力部門全面推廣設(shè)備診斷技術(shù)，僅維修費用每年可節(jié)約3.5億元。采用故障診斷技術(shù)另一方面可以大大減少非計劃停車和生產(chǎn)停頓所造成的損失。以一臺200MW氣輪發(fā)電機組為例，如能將故障分析和處理時間減少一天，則可以多發(fā)電480萬千瓦時，挽回經(jīng)濟損失達數(shù)百萬元；一臺30萬噸合成氨壓縮機，停車一小時直接損失就高達數(shù)十萬元。

設(shè)備故障診斷帶來的經(jīng)濟效益開展狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要性1.2設(shè)備故障診斷的含義

通常，設(shè)備故障診斷包含三部分內(nèi)容：

第一部分是利用各種傳感器和監(jiān)測儀表獲取設(shè)備運行狀態(tài)的信息，這就是信號采集。采集到的信號還需要用信號分析系統(tǒng)加以處理，去除無用信息，提取能反映設(shè)備狀態(tài)的有用信息（稱為特征信息），從這些信息中發(fā)現(xiàn)設(shè)備各主要部位和零部件的性能是處于良好狀態(tài)還是故障狀態(tài)，這部分內(nèi)容稱為“狀態(tài)監(jiān)測”，它包含了信號采集和信號處理。第二部分是如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)不正?；虼嬖诠收?，則需要對能夠反映故障狀態(tài)的特征參數(shù)和信息進行識別，利用專家的知識和經(jīng)驗，像醫(yī)生診斷疾病那樣，診斷出設(shè)備存在的故障類型、故障部位、故障程度和產(chǎn)生故障的原因，這部分內(nèi)容稱為“故障診斷”。第三部分稱為“診斷決策”。是根據(jù)診斷結(jié)論，采取控制、治理和預(yù)防措施的決策。在故障的預(yù)防措施中還包括對設(shè)備或關(guān)鍵零部件的可靠性分析和剩余壽命估計。有些機械設(shè)備由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素眾多或者對故障形成的機理了解不夠，也有從治理措施的有效性來證明診斷結(jié)論是否正確。由此可見，設(shè)備診斷技術(shù)所包含的內(nèi)容比較廣泛，諸如設(shè)備狀態(tài)參數(shù)（力、位移、振動、噪聲、裂紋、磨損、腐蝕、溫度、壓力和流量等）的監(jiān)測，狀態(tài)特征參數(shù)變化的辨識，機器發(fā)生振動和機械損傷時的原因分析，故障的控制與防治，機械零部件的可靠性分析和剩余壽命估計等，都屬于設(shè)備故障診斷的范疇。人工防治或主動控制故障診斷確定故障類型，性質(zhì)，程度和部位，查找故障原因監(jiān)測設(shè)備傳感器和監(jiān)測儀器信號處理和