电力行业状态监测与故障诊断课件.ppt

1、 旋转机械状态监测与故障诊断旋转机械状态监测与故障诊断 （精密点检）（精密点检）旋转设备状态旋转设备状态振动检测：不平衡、不对中、机械松动、摩擦等振动检测：不平衡、不对中、机械松动、摩擦等润滑油指标检测、铁谱分析润滑油指标检测、铁谱分析温度检测温度检测设备监测诊断的目的设备监测诊断的目的n初级目的：及时发现故障；准确分析故障原因初级目的：及时发现故障；准确分析故障原因n终极目的：状态维修终极目的：状态维修状态维修状态维修 状态维修就是利用先进的状态监测和故障诊断技术，状态维修就是利用先进的状态监测和故障诊断技术，根据设备的运行状态制定检修计划。根据设备的运行状态制定检修计划。避免过维修、避免故

2、障检修避免过维修、避免故障检修合理的备品备件库存合理的备品备件库存维修有的放矢，节约维修时间和维修成本维修有的放矢，节约维修时间和维修成本精密点检体系精密点检体系状态维修体系状态维修体系状态监测仪器状态监测仪器专业的人员和机构（监测诊断中心）专业的人员和机构（监测诊断中心）运行机制（闭环机制）：运行机制（闭环机制）：周期监测周期监测 发现故障发现故障 出具报告出具报告 维修反馈维修反馈 检测检测验证验证状态监测与故障诊断仪器状态监测与故障诊断仪器离线监测仪器离线监测仪器在线监测仪器在线监测仪器精密故障诊断仪器精密故障诊断仪器离线监测诊断离线监测诊断简单便携式仪器（点检仪，振动值，简单分析）简单

3、便携式仪器（点检仪，振动值，简单分析）优点：周期性大范围测量、价格便宜优点：周期性大范围测量、价格便宜缺点：单通道，测试功能简单，复杂设备复杂故障难缺点：单通道，测试功能简单，复杂设备复杂故障难以胜任以胜任振动测量指标加速度 (峰值)速度 (有效值)位移 (峰峰值)测量精度 或 个字，取大值指标计算峰值、真峰值、有效值、峰峰值、峭度图谱分析时域分析、频域分析振动传感器吸盘式，灵敏度误差“小神探小神探”系列产品一：点检仪系列产品一：点检仪在线监测诊断在线监测诊断关键机组（汽轮发电机组、给水泵、送排风机等）关键机组（汽轮发电机组、给水泵、送排风机等）网络架构网络架构优点：实时监测，分析功能丰富，及

4、时发现故障，实优点：实时监测，分析功能丰富，及时发现故障，实时保存故障信号时保存故障信号缺点：传感器安装位置以外测点无法测试缺点：传感器安装位置以外测点无法测试在线监测网络架构在线监测网络架构精密故障诊断精密故障诊断功能强大：频谱、波形、轴心轨迹、轴心位置、启停功能强大：频谱、波形、轴心轨迹、轴心位置、启停机分析、包络解调、现场动平衡、敲击试验等机分析、包络解调、现场动平衡、敲击试验等分析频率高、分辨率高：齿轮、轴承、超高速、超低分析频率高、分辨率高：齿轮、轴承、超高速、超低速速多通道：互相关、相位比较（松动、不对中）轴心轨多通道：互相关、相位比较（松动、不对中）轴心轨迹、轴心位置、启停机等迹

5、、轴心位置、启停机等本特利本特利上海鸣志上海鸣志精密故障诊断精密故障诊断什么是振动什么是振动振动：自然界或社会中，某一参数随时间或大或小的变化过程振动：自然界或社会中，某一参数随时间或大或小的变化过程机械振动：物体在一定位置附近来回往复的运动。机械振动：物体在一定位置附近来回往复的运动。振动振动振动振动监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测对象：旋转机械监测哪些参数监测哪些参数振动位移微米（振动位移微米（），峰峰值，一般用于轴振动测量），峰峰值，一般用于轴振动测量振动

6、速度毫米秒（），有效值，轴承座振动振动速度毫米秒（），有效值，轴承座振动振动加速度米秒（），有效值和峰值，用于测量滚动轴承和齿振动加速度米秒（），有效值和峰值，用于测量滚动轴承和齿轮箱轮箱振动位移、速度和加速度的应用振动位移、速度和加速度的应用振动位移用于判断设备的约束力是否能承受，即当振动位移超过一定值时，某些部件将会损坏,故障与应力相关。位移参数通常用于：滑动轴承设备，低转速设备振动速度表明设备的疲劳程度，是设备状态评价运用最广泛的参数，有国际标准可以参照加速度常用于高频故障的诊断，如齿轮、轴承等振动的位移、速度、加速度振动的位移、速度、加速度对简谐振动的位移表达式分别求一阶和二阶导数，即

7、得简谐振动的速度和加速度表达式：只要位移是简谐函数，则速度和加速度也是简谐函数，且与位移具有相同的频率 速度的相位比位移超前，加速度的相位比位移超前 简谐振动的加速度与位移恒成正比而方向相反振动速度和加速度区别振动速度和加速度区别振动位移、速度和加速度振动位移、速度和加速度振动位移：轴振动振动位移：轴振动振动速度：适用于不平衡、不对中、轴弯曲、松动、摩擦等故振动速度：适用于不平衡、不对中、轴弯曲、松动、摩擦等故障障振动加速度：滚动轴承、齿轮箱、气蚀等振动加速度：滚动轴承、齿轮箱、气蚀等振动分类振动分类强迫振动：不平衡、不对中等等自由振动：敲击振动传感器比较振动传感器比较振动传感器振动传感器涡流

8、传感器涡流传感器涡流传感器应用涡流传感器应用 测量轴振动测量转速测量转速测量键相测量键相振动速度传感器振动速度传感器振动加速度传感器振动加速度传感器振动怎样测量振动怎样测量三个方向：水平、垂直、轴向振动通过轴心与轴承界面最少振动三要素振动三要素幅值发现故障、与标准比较频率故障部位特征频率相位现场动平相位衡、大机组启停机、不对中比较、松动相位比较振动速度标准振动速度标准 振动速度标准振动加速度标准振动加速度标准企业振动标准制定企业振动标准制定按照不同设备的运行情况制定振动速度和振动加速度标准。振动趋势才是主要关注目标。非危害性故障：振动大但可以继续运行，可以合理制定检修计划。危害性故障：一旦出现

9、应该及时检修。振动信号分析才是指导检修的科学方法。振动的三要素频率振动的三要素频率 频率是指振动物体在单位时间（频率是指振动物体在单位时间（秒）内所产生振动的次秒）内所产生振动的次数，即数，即。频率分析是故障诊断基础。频率分析是故障诊断基础。主要关注频率：）转动轴的旋转频率；）各种振动分量的主要关注频率：）转动轴的旋转频率；）各种振动分量的频率；）机器自身和基础或其它附着物的固有频率。频率；）机器自身和基础或其它附着物的固有频率。振动频率和机器故障的关系并不是一一对应振动频率和机器故障的关系并不是一一对应 振动的三要素相位振动的三要素相位相位是振动相对于基准位置的夹角，度。主要用于汽轮发电机机

10、组启停机、现场转子动平衡。判断联轴器对中、连接松动振动的三要素相位振动的三要素相位振动的三要素相位振动的三要素相位简易故障诊断简易故障诊断不平衡故障特征：水平振动速度值大。不平衡故障特征：水平振动速度值大。不对中故障特征：轴向振动速度值大。不对中故障特征：轴向振动速度值大。基础松动故障特征：垂直振动速度值大。基础松动故障特征：垂直振动速度值大。基础变形、管线应力故障特征：振动不稳定，松开螺基础变形、管线应力故障特征：振动不稳定，松开螺栓后振动减小。栓后振动减小。摩擦故障特征：振动不稳定，波动上升。摩擦故障特征：振动不稳定，波动上升。简易故障诊断简易故障诊断油膜失稳特征：振动不稳定、缓慢升高，间

11、隙电压绝油膜失稳特征：振动不稳定、缓慢升高，间隙电压绝对值大幅减小，瓦温偏低，回油温度偏低，油膜压力对值大幅减小，瓦温偏低，回油温度偏低，油膜压力偏低，油温上升振动减小等。很多情况是轴瓦标高低偏低，油温上升振动减小等。很多情况是轴瓦标高低引起。引起。滚动轴承、齿轮、气蚀故障特征：振动加速度值大。滚动轴承、齿轮、气蚀故障特征：振动加速度值大。简易故障诊断简易故障诊断简易故障诊断简易故障诊断风机现场动平衡风机现场动平衡风机现场动平衡风机现场动平衡风机现场动平衡风机现场动平衡风机现场动平衡风机现场动平衡安装振动和转速传感器，贴反光纸。启动风机测量原始振动值和相位，停机。叶轮加试重。启动风机测量加试重

12、后振动值和相位，停机。按仪器计算结果加平衡重量。启动风机检验是否合格 精密故障诊断 常见谱图常见谱图刚性转子和柔性转子刚性转子和柔性转子 刚性转子转速低于临界转速，一般的风机、电机、泵。柔性转子转速高于临界转速，包括汽轮发电机组、大型压缩机组等。低速动平衡即可。柔性转子柔性转子高点和重点高点和重点同相振动和反相振动同相振动和反相振动 在一对称转子中，若两端支持轴承在同一方向的振动相位角相同时，则称这两轴承的振动为同相振动。若两端支持轴承在同一方向的振动相位角相差 时，则称这两轴承的振动为反相振动。反相振动反相振动轴心位置和间隙电压轴心位置和间隙电压间隙电压间隙电压电气偏差与机械偏差电气偏差与机

13、械偏差 振动电气偏差：由轴颈表面电导率、磁化、密度等引起。机械偏差：由轴颈椭圆度、损坏、键标记、凹陷、划痕、锈斑或由转轴上的其它结构所引起的。非真实振动，在以下振动很大时，统称为幌度。各种振动特征各种振动特征共振共振当部件自由振动频率与激振频率相近时形成共振。自由振动频率：mkf/共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例共振案例滚动轴承滚动轴承轴承故障轴承故障轴承故障轴承故障齿轮齿轮齿轮齿轮齿轮啮合频率 转速，齿数齿轮啮合频率齿轮啮合频率图711 26架轧机振动频谱图喘振与汽蚀喘振与汽蚀喘振汽蚀：水泵壳体振动加速度大案例案例 齐热一次风机振动 宝

14、钢自备电厂油膜失稳 福建电厂给水泵转子平衡故障 福建电厂发电机磨损故障 南钢风机基础故障 故障诊断案例背景：年月日，晋江热电发电机在甩负荷后瓦温度突然上升度左右，为了找到温度上升的原因，晋江热电邀请上海鸣志对发电机组轴瓦的运行状态进行测试分析。设备参数：单抽凝汽式汽轮机，额定功率，额定转速故障诊断案例分析：从图中看，振动分量主要是、倍频，尤其倍频最高，该轴瓦轴向振动偏大，达，而水平和垂直振动分别为、。说明轴瓦油膜稳定性不良或者轴瓦有轻微的摩擦出现。故障诊断案例原因：油路不畅的原因很可能是在负荷变化冲击或者对中不良等情况下，轴瓦出现敲击、磨损导致轴瓦油孔堵塞引起检修建议：瓦润滑油节油孔板是否有堵塞，重点检查瓦出油孔及油楔是否存在磨屑沉积堵塞检修结果：瓦润滑油节油孔板磨屑沉积；清理后设备恢复正常案例案例 电厂 增压风机振动故障诊断 介质：诊断结论：转子上异物脱落 心得：不平衡故障危害性小，可以在跟踪监测下运行到合适时间进行检修。