汽轮机轴振动监测中的数据采集与处理
振动监测流程及技术要求
振动监测流程及技术要求1.引言振动监测是一种常见的工程监测技术,用于评估机械设备、建筑结构或其他系统的振动情况。
通过对振动信号进行分析和处理,可以及时发现潜在的问题,预防设备故障和事故发生。
本文将介绍振动监测的流程以及相应的技术要求。
2.流程振动监测的流程通常包括以下几个步骤:2.1 数据采集首先,需要安装传感器并进行数据采集。
传感器可以选择加速度传感器、速度传感器或位移传感器,具体的选择应根据监测对象和要求来确定。
在数据采集过程中,还需考虑传感器的位置、固定方式和数量,以及相关信号的处理。
2.2 数据处理采集到的振动信号需要进行数据处理,以提取有用的信息。
常见的数据处理方法包括时域分析、频域分析和时频域分析等。
时域分析可用于获取振动信号的时变特性,频域分析可用于分析信号的频谱特性,时频域分析则可以同时获取时域和频域信息。
2.3 故障诊断在数据处理的基础上,需要进行故障诊断。
通过分析振动信号的特征参数,可以判断出是否存在故障,并进一步确定故障类型和位置。
常见的故障特征参数包括频率、幅值、相位和能量等。
2.4 报警与预警根据故障诊断的结果,可以设定相应的报警和预警阈值。
一旦超过阈值,系统将发出警报,并及时通知相关人员进行处理。
预警可以帮助提前采取措施,避免设备故障带来的损失和风险。
3.技术要求振动监测的技术要求是保证监测准确性和可靠性的前提。
以下是常见的技术要求:3.1 传感器精度传感器应具备高精度和低误差,以确保采集到的振动信号准确。
传感器的精度通常用百分比或分贝表示,应根据实际需要选择合适的精度要求。
3.2 采样频率采样频率是指每秒钟对振动信号进行采样的次数。
较高的采样频率能够更准确地还原振动信号的快速变化,但也会增加数据量和计算复杂度。
采样频率的选择应兼顾监测对象的特性和实际要求。
3.3 数据分析算法数据分析算法是振动监测的核心,直接影响到故障诊断的准确性和效率。
常用的算法包括傅里叶变换、小波变换和机器研究等。
振动监测与故障诊断系统简介
数据采集子系统与气轮机组在线监测故障诊断主系统集成工作的原理如图2-2所示。
图2-2数据采集子系统的工作原理
2.
一体化设计,功能完善,结构合理,商品化的产品。
采用模块化和多CPU主从结构设计,数据采集、处理能力强大,组装、维护方便。
主CPU板和各智能模拟量信号采集板通过内存进行数据交换,数据交换速度高,吞吐量大。
标准VT100终端接口,用户可以方便对装置进行远方检测和在线配置。
工业标准设计,能够工作于各种恶劣环境。
采用电磁兼容(EMC)技术,抗电磁脉冲干扰(EMI)性能强,装置运行稳定可靠。
对敏感信号进行屏蔽。
输入信号采用光电隔离。
内部器件均选用优秀的工业级产品。
不需要特殊的加热器或冷却装置。
充分的可靠性设计,严格的质量检验,为用户提供了可靠的保证。
汽轮机振动在线监测与故障诊断
系统介绍
1
系统采用分布式结构,前端采用嵌入式结构,用于数据采集、预处理和临时存储;后端采用PC机+数据库用于数据存储、监测、分析和诊断,并作为网络服务器供其他计算机通过网络访问。
图1-1为该系统的结构图。
图1-1系统结构图
其中前端数据采集设备从TSI接入信号,并对信号做预处理,临时存储在设备内部的硬盘或其他存储设备上,然后通过网络将数据发送到网络服务器上;服务器接受数据并将其存储在数据库中,同时服务器将数据库中的信息通过动态网站的形式发布在电厂局域网上,电厂局域网用户可以通过浏览器直接访问网站,查看实时或历史数据,进行分析诊断。
键相信号(脉冲信号)接入装置后,需要光电隔离、滤波整形处理。键相信号调理电路由光电隔离器和滤波整形两部分组成。
智能模拟量信号采集板的组成如图2-4所示。
汽轮机#1瓦轴振动异常原因分析及处理措施
汽轮机#1瓦轴振动异常原因分析及处理措施作者:***来源:《今日自动化》2020年第10期[摘要]許昌龙岗发电有限责任公司2号机组350MW亚临界单轴双缸双排汽、一次再热冷凝式汽轮发电机组,机组正常运行中,在低负荷阶段,频繁发生#1瓦轴振波动问题,振动波动持续时长约2h。
针对#1瓦轴振波动情况,邀请大唐华中电力试验研究院,对#1瓦轴振动数据进行在线采集,并进行故障诊断,分析认为#1瓦轴振动是轴承外油挡积碳严重导致动静碰磨,引起振动波动大,通过对#1瓦轴油挡处积碳进行清理,并将油挡间隙调整至设计值,机组启动后,振动正常,未出现波动情况,保证了机组安全稳定运行。
[关键词]汽轮发电机组;轴系;振动;波动[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487(2020)10–00–03Cause Analysis and Treatment Measures for Abnormal Vibration ofSteam Turbine 1 BearingLi Dong-sheng[Abstract]In the normal operation of 350MW subcritical single shaft double cylinder double exhaust and once reheat condensing steam turbine generator unit of Xuchang Longgang Power Generation Co., Ltd., in the low load stage, the vibration fluctuation of bearing shaft occurs frequently, and the vibration fluctuation lasts for about two hours. According to the vibration fluctuation of Normal, no fluctuations, to ensure the safe and stable operation of the unit.[Keywords]steam turbine generator set; shafting; vibration; fluctuation许昌龙岗发电有限责任公司两台350 MW机组(编号分别为#1、#2)由美国西屋公司总承包,上海汽轮机厂组装建造,2001年投入商业运行,该机组为亚临界单轴双缸双排汽、一次再热冷凝式汽轮发电机组,高中压缸采用合缸,高中压转子一体,采用整体锻造,为减少机组运行时的轴向推力,在设计和制造上采用高、中压缸合缸对称布置,低压缸双缸、进汽分流布置,这样可以在运行时相互抵消部分轴向推力,从而可以减轻推力轴承的负荷,并可减小推力轴承的尺寸,大大提高安全运行系数。
汽轮机异常振动分析及处理
汽轮机异常振动分析及处理一、汽轮机设备概述国华宝电汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机,型号为NZK600-24.2/566/566。
具有较高的效率和变负荷适应性,采用数字式电液调节(DEH)系统,可以采用定压和定—滑—定任何一种运行方式。
定—滑—定运行时,滑压运行范围40~90%BMCR。
本机设有7段非调整式抽汽向三台高压加热器、除氧器、三台低压加热器组成的回热系统及辅助蒸汽系统供汽。
高中压转子、低压转子为无中心孔合金钢整锻转子,高中压转子和低压转子之间装有刚性法兰联轴器,低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。
整个轴系轴向位置是靠高压转子前端的推力盘来定位的,由此构成了机组动静之间的相对死点。
整个轴系由 7个支持轴承支撑,高中压缸、低压缸和碳刷共五个支持轴承为四瓦块可倾瓦,发电机两个轴承为可倾瓦端盖式轴承,推力轴承安装在前轴承箱内。
推力轴承采用LEG轴承,工作瓦块和定位瓦块各八块。
盘车装置安装在发电机与低压缸之间,为链条、蜗轮蜗杆、齿轮复合减速摆动啮合低速盘车装置,盘车转速为2.38r/min。
运行中为提高机组真空严密性,将机组轴封密封蒸汽压力由设计28kp提高至40kp—60kp(以轴封漏汽量而定)。
虽然提高了运行经济性但也增大了轴封漏汽量,可能会使润滑油带水并影响到机组胀差和振动,现为试验中,无法得出准确结论。
#1机组大修后启机发生过因转子质量不平衡引起多瓦振动,经调整平衡块后得以改善。
正常停机时出现过因胀差控制不当造成多瓦振动,也可能和滑销系统卡涩有一定关系。
#2机组正常运行中(无负荷变化)偶尔会出现单各瓦振动上升现象,不做运行调整,振动达到高点之后迅速回落,一段时间后又会恢复正常,至今未查明原因。
机组采用顺序阀运行时,在高低负荷变换时会发生#1瓦振动短时增大现象,暂定为高压调阀开关时汽流激振引起的振动。
机组异常振动是经常发生又十分复杂的故障,要迅速做出判断处理,才能将危害降到最低。
发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施
发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施摘要:汽轮机组是发电厂运行的重要基础,汽轮机组作为主要的动力设备其轴承运行的安全性、稳定性至关重要。
所以,在这样的情况下,就需要相关部门和工作人员提高对其的重视程度,还需要对设备自身振动的原因进行分析,并采取科学合理的措施,从而保障能够为发电厂的正常运行奠定一个坚实的基础。
因此,本文主要针对发电厂汽轮机组轴承振动的原因进行分析和研究,并结合实际情况提出相应的处理措施。
关键词:发电厂;汽轮机组;轴承振动;振动处理1、发电厂汽轮机组轴承振动原因分析1.1汽轮机主轴激振现象汽轮机主轴运行工况是反映汽轮机是否安全稳定运行的关键指标。
汽轮机主轴的转速、偏心度、轴振动和胀差等参数变化都会引起轴承的异常振动,尤其是高参数大容量火力发电厂,其蒸汽对汽轮机的叶片不断产生冲击,导致气流激振,汽轮机主轴经常受到气流激振现象的影响后,导致与汽轮机主轴相配合的轴承振动异常,甚至振幅扩大。
1.2高压缸动静碰磨在经过长时间的运行测试后,发现当汽轮机组冲转值超过3000转时,“蛙跳”问题会出现在高压缸中,之后机组中的轴承就出现了异常振动。
通过对高压缸进行检查发现,其内部发生了动静碰磨问题。
而且由于机组中高压转子前汽封段比较长,这就使得其在启动时会发生左右不均的问题,从而使高压缸膨胀工作不顺畅,进而造成机组轴承振动异常问题的发生。
其主要问题有:高压转子的汽封与轴封受到严重磨损;电端的猫爪垂弧差超出了标准范围;红丹对磨接触的面积不足[1]。
1.3人为因素以某电厂汽轮机为例,机组启动过程中,如果人员误触传感器接线盒等,将可能引起振动数据异常。
为排除该因素,机组进行了第2次启动,转速从2300r/min开始,并确保就地测点处无人员干扰。
但机组振动情况再次出现,转速上升至2354r/min时,2号轴承x向振动由45.3μm升至138μm,之后回落至正常;转速上升至2461r/min时,2号轴承y向振动由37.9μm升至250μm,汽轮机振动保护动作,汽轮机跳闸,因此排除了人为干扰造成的机组振动异常。
600MW凝汽式汽轮机组轴系振动问题的分析及处理
[ 收稿 日期 】20 - 1 2 070-9 【 作者 简介 】师 诚 (9 9 )男 , 北 省 人 , 业 于 北 京农 业 大学 , 士 , 程 师 , 从 事 发 电 厂 汽轮 机 检 修 及 维 护 工作 。 1 6一 , 河 毕 学 工 现
维普资讯
师
诚。 孙志 新
0 30 ) 17 0
( 内蒙 古岱 海发 电有 限责 任 公 司 , 蒙古 乌 兰 察布 内
『 要1通过 岱 海发 电公 司 6 0MW 凝 汽 式汽轮发 电机 轴 系振动 问题 的分 析 , 为振 动 的 摘 0 认
主要 原 因是 转子 不对 中和 转 子质 量 不平衡 : 过进 行励 磁 机 转子 低速 动 平衡 、 磁机 转子人 通 励
工修 配、 转子找 中心 及 高速动 平衡 处理后 。 动超标 问题 得 到有效 解 决。 振
『 关键 词1轴 系振 动 ; 临界 转速 ; 平衡 ; 动 瓢偏 『 图分 类号1 T 2 8 中 K 6 『 献标识 码1 文 B 『 文章 编号1 0 8 6 1 (0 7 0 — 0 9 0 0 — 2 8 2 0 )2 0 2 — 2 1
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1 问题 的提 出
机器状态监测与诊断 振动状态监测 第2部分:振动数据处理、分析与描述(摘选)(四)
位参考信号是必要的。
图2 4的 级 联 谱 显 示 了基 本 转 速 ( X 和 其 他 的 明 显 的 谐 1) 波 。如果 在 瞬 时转 速 范 围 内 , 也 显 示 出 了转 子 临 界 转 速 的 出 它
现。
45 实 时分 析 和 实 时带 宽 . 实 时 分 析 是指 在 测 量 的 同 时就 显 示 分 析结 果 的 一 种分 析 方
相 位 可 以在 0至 3 0或 _ 8 。 间 表 示 。 。 6 。 + 0之 1 当两 个 信 号 代 表 不 同 的 量 时 ( 力 、 度 、 速 度 )应 注 意 如 速 加 ,
\
一
、
正确地解释其物理意义。注意 , 对于任何正弦波形 , 位移滞后速 度 9 。速度滞后加速度 9 。 非常普遍地 , 0, O。 信号调理设备会改变 信 号 的 相 位 , 同通 道 之 间 的 相 位 差 应 给予 补偿 。 不 正弦波形 的幅值 与相位可 以被绘 制成时 间的函数 。然 而 , 当机器 振动的振 幅和相位对 机器 的转速作 图 时 , 是波 德 图 , 就
( yus) 。 N qi 图 t
极 坐标 图有 一个 相位参数 , 转轴上指示转轴 每转 3 0 的 如 6。 旋转标记 。 坐标 图( 和波德 图) 极 或/ 用来精 确地识别转 子 、 轴承 、
支 撑 系 统 的 任 何 共 振 点 ( 速 ) 转 。
443 级 联 图( 布 图 ) .. 瀑
级联图或瀑布图提供若 干个 频率分析 的简单 比较 。它是谱
线 显 示 的三 维 形 式 ,清 楚地 显示 出振 动信 号 相 对 于另 一 个 参 数
—
—
频 率 , z y — 转 速 ,/ n Y —— 幅 值 H — r mi
基于LabVIEW的汽轮机振动数据采集与信号分析系统
P w rc p t m n lss f n t n mo u eh sa n c t p cr m— n o ai g r mi e ta l u e i i g ih s b t e o e e sr u a ay i u ci d l a ie y s e t o u l e l c t ,p o n n mp i d ,d s n u s e ewe n i n t t
第5 O卷 第 6期 20 0 8年 l 2月
汽
轮
机
技
术
V0 . 0 No 6 15 .
T URB NE T CHNOL Y I E 0G
De . o 8 c2 o
基 于 Lb IW 的汽 轮 机 振 动数 据采 集 aV E 与信 号分 析系统
王 鹏 , 维加 , 潘 陈志盛 , 芹 韩
别频域调制信号 的边频成 分 ;T F S F 功能模块 以短 时傅 立叶变换 方法为基础 , 克服 了单纯采用快 速傅立 叶变换进行
分析 的不足 ; 利用 L b IW 图形化 的编 程思 想使 得系统开发周期短 , aV E 易扩展 。强大 的数学分 析和信号分 析处理功 能, 高效地实现了复杂干扰情况下汽轮机振动信号 的提取和较为全面 的分析 , 显示 出虚拟仪器的 巨大优势 。
WA GPn,A ii,H NZihn ,A i N egP NWej C E h segH NQn -a -
( h stt o h r oT c ncl aue n n uo ai C nrl ee r ol eo n ry T eI tue f em eh i srmet dA t t o t sac i C l g f eg ni T a Me a m c oR hn e E
300MW汽轮发电机组的振动分析与处理
300MW汽轮发电机组的振动分析与处理杨新华1,张丽娟1,2,陈冬冬2,王宝玉3(1.兰州理工大学电气工程与信息工程学院,兰州730050;2.山西昆明烟草有限责任公司,太原030012;3.甘肃电力科学研究院,兰州730050)[摘要]本文详细介绍了某300MW机组在起动及带负荷运行过程中产生振动异常的处理情况。
通过对整个机组进行开机全过程的振动监测,以及对振动数据的研究分析,确定了产生振动异常的主要原因是发电机转子质量不平衡。
经过数次现场高速动平衡处理,并对其他产生振动的原因采取相应的处理,有效消除了机组的异常振动,确保了机组的安全运行。
[关键词]汽轮发电机组;振动;动平衡;消振[中图分类号]TM311[文献标识码]B[文章编号]1000-3983(2010)02-0018-03Vibr ation Analysis and Disposition for300MW Turbine-Genera tor UnitYANG Xin-hua1,ZHANG Li-juan1,2,CHEN Dong-dong2,WANG Bao-yu3(1.College of Electrical and Information Engineering,Lanzhou University of T echnology,Lanzhou730050,China;2.Shanxi Kunming Tobacco Co.,L TD.,Taiyuan030012,China;3.Gansu Electric Power Research Institute,Lanzhou730050,China)Abstract:The paper gives a particular analysis on a300MW turbogenerator that the abatement process of the abnormal vibration on the turbine during the first start-up and running with load.According to the vibration monitoring during the turbines start-up on site,the analysis and study to the data of vibration monitoring was carried out.The reason of bearing's vibration is due to weight unbalance of generator rotor.After several high-speed dynamic balance on site and othe corresponding malfunction disposal,the vibration of the generator set was reduced effectively.Key wor ds:turbogenerator;vibration;dynamic balance;dismiss vibration前言甘肃某电厂3号机组工程设备采用哈尔滨汽轮机厂生产的N300-16.7/538/538型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、凝汽式汽轮机及其辅助设备,配以哈尔滨电机厂生产的QFSN-300-2型发电机,采用静止励磁系统。
N200型汽轮机低压转子振动分析及处理
甘
肃
电
力
技
术
N0 2 0型汽 轮机 低压 转 子振 动分 析及 处理
谷 志德
( 肃 电力科 学研 究 院 甘 【 摘 甘 肃省 兰州 市 7 05 ) 300
要 】 某 电厂 l 汽轮机 ( 2 0 号 N 2 型汽轮机 )大修后 开机 时 ,笔者对 开机 过程 中的振 动状 况进 行监 测 。
1 引言
某 电厂 l 号 汽 轮 机 原 为 东 方汽 轮 机 厂 生 产 的 N0 2 0型汽 轮机 。为提 高机 组运行 的经济 性 ,利用大 修 的时 问 ,电厂 对 该机 组 进行 了通 流部 分 改造 ,将
振动状况进行监测并根据电厂 的要求进一步改善了
●
机 组的振 动状况 ,使 各转子 开 、停机 过临 界及 3 0 r 0 0 Lm n时的轴承 振动均 在 3 m以内。 i 0
压 转 子停 机 过 临界 轴 承振 动 严重 超 标 的 问题 ,然 后
再 考虑 如何 改善 额定 转速 下 的轴承振 动 状况 。
停机过低压转子 临界 时的轴承振动测试数据
表3
6
N0 2 0型汽 轮机低 压转 子振动 分析及 处理
3 振 动原 因分 析 及 处 理
( )通 过对 低压转 子一 阶临界 转速 及 3 0 1 0 0r/m
力 ”的判 断 。而对 于 该转 子 ,产 生不平 衡 力 的主要
原 因是较大 的转子 质量不 平衡 。
在 低压 转子一 阶临界 转速 下 ,4 、5号轴承振 动
的通 频振 幅较 大且 基 频分 量 为主 要 成分 ,可 以确认 低 压转子 存在 明显 的一阶质 量不 平衡 ;
汽轮机轴瓦振动及其处理
汽轮机轴瓦振动及其处理随着工业生产的不断发展,汽轮机已经成为许多领域中最为重要的设备之一,是电力工业中最常用的动力。
汽轮机一般由相邻的旋转部件和静止部件互相组合而成。
其中,轴承是汽轮机中最基本的部件之一。
汽轮机的轴承可以稳定并传递涡轮叶片的运动,当然也是汽轮机高稳定性和运转正常的重要保证。
因此,轴承的设计、选型和管理对于汽轮机的稳定运行有着至关重要的作用。
然而,在汽轮机的实际运行过程中,轴承常常会发生振动现象。
其中,轴瓦振动是一种常见的振动现象,如果得不到及时地解决,将会对汽轮机的正常运行产生极其严重的影响。
因此,汽轮机轴瓦振动的处理和控制成为了现代汽轮机领域内的一个重要问题。
轴瓦振动的原因比较复杂,其中最主要的原因是轴瓦之间存在摩擦。
摩擦产生的挠度会导致轴瓦间的空气隙发生变形,从而引发振动。
此外,轴瓦材料选择不当、补偿率不当、间隙不合理等因素也可能会导致轴瓦振动的发生。
汽轮机轴瓦振动的处理借鉴了许多现代工程领域的成果。
虽然振动控制技术在汽轮机领域的应用还处于发展初期,但是目前已经总结出了一些行之有效的处理方法。
第一种方法是通过调整轴瓦的设计和材料,来使轴瓦之间的摩擦系数减小,以达到振动控制的目的。
通过选用与轴承垫片不同的材料,并且进行合理的配比、设计和加工来减小轴瓦之间的摩擦,可以很好地降低振动的发生。
此外,还可以通过采用补偿机制,使得轴瓦之间的间隙更加合理,从而减少轴瓦振动的发生。
第二种方法是通过采用新材料或者改进现有材料的性能,来改善轴承的耐磨性、抗振性和疲劳寿命等因素。
例如,采用高强度的合金钢、陶瓷等材料可以大幅度改善轴承的耐磨性和抗振性,同时还能提高轴承的寿命。
第三种方法是结合现代的自动控制技术,采用智能化监测和控制的方式来处理轴瓦振动。
例如,可以通过采集汽轮机中各种传感器的数据,并利用现代计算机的高性能处理能力,实现对汽轮机运行状态的实时监测和自动控制。
这种方法可以在最短的时间内精确地判断汽轮机所处的运行状态,并及时调整控制参数,以达到振动控制和优化性能的目的。
振动信号的采集与预处理
振动信号的采集与预处理几乎所有的物理现象都可看作是信号,但这里我们特指动态振动信号。
振动信号采集与一般性模拟信号采集虽有共同之处,但存在的差异更多,因此,在采集振动信号时应注意以下几点:1. 振动信号采集形式取决于机组当时的工作状态,如稳态、瞬态等;2. 变转速运行设备的振动信号采集在有条件时应采取同步整周期采集;3. 所有工作状态下振动信号采集均应符合采样定理。
对信号预处理具有特定要求是振动信号本身的特性所致。
信号预处理的功能在一定程度上说是影响后续信号分析的重要因素。
预处理方法的选择也要注意以下条件:1. 在涉及相位计算或显示时尽量不采用抗混滤波;2. 在计算频谱时采用低通抗混滤波;3. 在处理瞬态过程中1X矢量、2X矢量的快速处理时采用矢量滤波。
上述第3条是保障瞬态过程符合采样定理的根本条件。
在瞬态振动信号采集时,机组转速变化率较高,假设依靠采集动态信号〔一般需要假设干周期〕通过后处理获得1X和2X 矢量数据,除了效率低下以外,计算机〔效劳器〕资源利用率也不高,且无法做到高分辨分析数据。
机组瞬态特征〔以波德图、极坐标图和三维频谱图等型式表示〕是固有的,当组成这些图谱的数据间隔过大〔分辨率过低〕时,除许多微小的变化无法表达出来,也会得出误差很大的分析结论,影响故障诊断的准确度。
一般来说,三维频谱图要求数据的组数〔△rpm 分辨率〕较少,太多了反而影响对图形的正确识别;但对前面两种分析图谱,那么要求较高的分辨率。
目前公认的方式是每采集10组静态数据采集1组动态数据,可很好地解决不同图谱对数据分辨率的要求差异。
影响振动信号采集精度的因素包括采集方式、采样频率、量化精度三个因素,采样方式不同,采集信号的精度不同,其中以同步整周期采集为最正确方式;采样频率受制于信号最高频率;量化精度取决于A/D转换的位数,一般采用12位,局部系统采用16位甚至24位。
振动信号的采样过程,严格来说应包含几个方面:1. 信号适调由于目前采用的数据采集系统是一种数字化系统,所采用的A/D芯片对信号输入量程有严格限制,为了保证信号转换具有较高的信噪比,信号进入A/D以前,均需进展信号适调。
汽轮机振动测量探头的校验方法及常见问题排除
汽轮机振动测量探头的校验方法及常见问题排除摘要:核电厂汽轮机是常规岛最重要的转动设备,其振动参数作为汽轮机性能监测的重要指标,经常用作手动自动停机的依据,也作为汽轮机故障诊断的重要信息来源,因此汽轮机振动测量探头的性能尤为重要。
本文以输入信号为加速度、速度以及位移的振动测量探头为例,论述了振动测量探头的校验方法以及校验过程中常见问题的排除。
关键字:汽轮机;振动测量探头;校验1.背景介绍汽轮机作为核电厂常规岛最重要的也是最大的转动设备,其参数包含了振动、轴位移、转速等,其中振动测量探头数目最多,也是评判汽轮机工况的重要标准,现代汽轮机技术中,常作为诊断系统的信号源,输入至汽轮机健康监测与诊断系统以作为判断汽机是否处于正常运行状态。
在大多数发电厂中也作为汽轮机自动停机和手动停机信号,当汽轮机振动高并且有继续恶化趋势时,便要考虑停机。
对于大多数转动设备,其振动监测设备的故障率甚至高于其本身振动状况恶化的概率。
振动作为特殊的监测参数,并不能像热工参数一样快速准确地用外部测量方法予以验证,囿于安装方式,汽轮机运行期间振动测量探头又无法拆卸检查,所以振动测量探头自身的可靠性提升尤为关键,定期校验是提升振动测量探头可靠性的重要方法。
图1 汽轮机振动测量探头安装示意图对主流的汽轮机监测系统而言分为水平相对振动、垂直相对振动、水平绝对振动、垂直绝对振动,每个瓦各一个。
其安装方式如图1所示,其中相对振动测量探头通常是电涡流探头,以位移形式测量汽机轴振动。
绝对振动测量探头通常是速度探头,已速度形式测量汽机轴承振动。
2.振动测量探头校验方法首先,要对探头进行外观检查若为新制造的传感器则其外壳表面的金属镀层或其他化学处理层不应有划痕和脱落现象,确认传感器的输出导线及各连接部件应配套齐全、完好、可靠,检查传感器线鼻子无锈蚀损坏,其绝缘电阻应大于1MΩ,若不满足则不建议使用。
采取比较法进行振动测量探头校验的典型系统连接图如图2所示,绝大多数厂家生产的振动测量探头校验设备与此大同小异。
300MW汽轮机大修后轴系振动诊断及处理
20 rmn 振 动 和 升 速 时 20 rrn时 基 本 相 当 , 00/ i, 00/ i a
于是 重 新 升 速 , 速 至 2 6 fr n时 , 动 最 大 达 升 9 O/ i a 振 2 0x 将 转速 退 至 2 0 rmi, 定 一 段 时 间 后 停 31 m, 0 0/ n 稳 机 。所 测数 据如表 2 。
行 现场 轴系振 动Байду номын сангаас 量分 析 。
在各轴 承 ( ) 动 及 键相 位 信 号 输入 到 2 8 轴 振 0P 振动 数据采 集 系统 进 行 测量 、 录 、 存 、 析 和 处 记 储 分 理 。机组启 停 过程 中蒸 汽参 数 正 常 , 保证 足够 的过 热度 ; 负荷测 试过 程 中汽 轮发 电机 组 各运 行 参 数 带
利 ” 0 P 28 ” 2 2 测点布 置 . ’
有轻微划痕 。大修 中对 中低对轮进 行 了绞 孔 , 并按 要 求找好 中心 , 轮连 接后 晃度 约 00 r 对 .5 m。此次 大 修 a 中还进行 了汽封改造 , 高中压过桥 汽封 、 部汽封 、 端 部
分隔板 汽封 , 以及低压缸 汽封改为蜂 窝汽封 。
正常, 各段 抽 汽正 常投 入 , 滑 油 压 、 温在 规 程 允 润 油
2 试 验 方 法 与测 点 布 置
2 1试 验仪 器 .
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许 范 围内 ; 轮发 电机组 振动监 测 系统工作 正常 , 汽 各 振 动测点 安全 牢 固 , 测量 正常无 干扰 。
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第 3期
单位 : m 。 t / x
3 月 1 日 2 :0 机 组 冲 转 , 1 4 3 05 2 : 2转 速 至
汽轮机振动监测系统的说明书
汽轮机振动监测系统的说明书说明书一、引言汽轮机振动监测系统是一种用于监测汽轮机振动情况的设备。
本说明书旨在详细介绍该系统的使用方法和特点,帮助用户正确操作和维护系统,确保汽轮机的安全运行。
二、系统概述本振动监测系统由传感器、数据采集单元、数据处理单元和显示控制单元组成。
1. 传感器:采用先进的振动传感器,能够准确监测汽轮机在运行过程中的振动情况。
2. 数据采集单元:负责采集传感器传输的振动数据,并将其转化为数字信号,以供数据处理单元处理。
3. 数据处理单元:通过信号处理算法对采集到的振动数据进行处理,获取振动的相关参数,并根据事先设定的阈值进行故障判断与预警。
4. 显示控制单元:将处理后的振动数据结果进行显示,并提供操作界面,方便用户对系统进行配置和监测。
三、系统使用1. 安装:a) 将传感器正确连接到汽轮机的振动部位,确保传感器与汽轮机有良好的接触。
b) 将数据采集单元和数据处理单元连接起来,并保证信号传输畅通。
c) 将显示控制单元与数据处理单元连接,同时连接显示器和电源。
2. 配置:a) 打开系统电源,确保各个单元正常运行。
b) 进入系统配置界面,设置监测参数、报警阈值等,根据具体需求进行调整。
c) 确认配置生效后,保存设置并退出配置界面。
3. 监测:a) 系统开始监测后,会实时采集振动数据,并进行处理。
b) 监测界面会显示当前的振动情况,包括振动幅值、频率等参数,用户可以随时查看。
c) 当振动超过设定的阈值时,系统会发出报警信号,提醒用户存在异常情况。
四、系统维护1. 定期检查传感器和连接线路的连接状态,确保连接可靠。
2. 清洁传感器表面,保持其敏感度。
3. 定期校准系统,确保准确度和可靠性。
4. 如遇异常情况或故障,请及时联系售后服务人员进行处理。
五、系统优势1. 高精度:采用先进的振动传感器和算法,能够准确监测汽轮机振动情况。
2. 及时预警:根据设定的阈值,系统能够判断出异常情况,并发出及时的警报。
汽轮机异常振动原因及处理措施
汽轮机异常振动原因及处理措施摘要:汽轮机的异常振动故障最为常见,多种内部故障会以异常振动的形式表现,因此,应以汽轮机异常振动为契机诊断汽轮机其他故障。
若不能得到有效的检测与处理,将进一步加重该类型的损伤,从而使其它类型的损伤发生的概率与损伤的等级进一步提高。
基于此,文章对汽轮机的异常振动原因进行了分析,然后研究了汽轮机的振动诊断方法及故障处理措施,以供参考。
关键词:汽轮机;异常振动;处理措施1异常振动原因分析1.1转子受热弯曲变形转子受热变形是汽轮机异常振动的主要原因,受热变形导致转子轴弹力改变,进而影响转子的正常运行,转子运行失衡的同时离心相位随之发生变化。
结合转子受热变形原理可知,解决方案需从转子轴弹力及离心力入手。
若转子运行中轴弹力与离心力相互抵消,则转子振动幅度显著减少,对于汽轮机所造成的影响亦将降低。
相反,若轴弹力与离心力未能抵消且相互叠加,则加剧转子振动。
转子受热弯曲变形主要是其自身散热不良、热量过高所致。
1.2油膜不稳定汽轮机油膜不稳定为两种类型,即半速涡流和油膜振荡。
就油膜震荡而言,主要是因汽轮机的运行功率过大,相应的转子转速大幅度加快,导致整个汽轮机组的振动愈发剧烈,易造成设备损坏。
由此可见,造成油膜振荡的主要因素是转子不正常转动,汽轮机运行中必须保证其转子能够按照既定轴线轨道进行转动,维持重心平稳,避免油膜震荡问题的发生。
1.3气流激增机组负荷超过临界值,轴振动必然激增,反之则迅速减弱。
一般正向激增气流产生的条件为机组振动频率与转子临界速度相等,气流产生部分则以高压部位居多,中压转子部位次之。
具体分析可知,造成气流激增的主要原因是汽轮机组气道内的气流分布不匀,导致机组叶片受力不均。
此外,轴封不严、气流运行路径错乱等均可在一定程度上引发气流激增现象。
2振动故障的诊断方法在发现异常振动现象后,运行人员需要对可能引起振动故障的因素进行检查,采集相关的数据信息。
一般要先检查主汽门、调节气门的开启情况,是否存在上下缸温差过大、机组热膨胀不均匀、机组负荷异常变化,然后检查润滑油是否存在油温、油压异常问题,确认轴承回油温度是否正常。
振动信号数据采集及分析
例:单自由度无阻尼自由振动系统-简谐运动
简谐振动是最基本的周期运动,各种不同的周期运动都可以用无穷个不同频率的简谐运动的组合来表示。其运动规律可用简谐函数表示为:
振动信号三要素:
(1)幅值amplitude振动体离开其平衡位置的最大位移。幅值是振动强度的标志,它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
强迫振动:系统在持续的外作用力激励下的振动称为强迫振动。
自由振动问题虽然比强迫振动问题单纯但自由振动反映了系统内部结构的所分:
分为简谐振动、复合周期振动、瞬态振动和随机振动
(3)从自由度个数来分:
分为单自由度振动和多自由度振动
2、振动测试包括两种方式:
(2)频率frequency周期的倒数。频谱分析→频率成分及其幅值大小→线性系统频率保持特性寻找振源。不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小,从而寻找振源,采取相应的措施。
(3)相位phase确定共振频率、振型、动平衡、有源振动控制等。振动信号的相位信息十分重要,如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析,各谐波的相位关系是不可缺少的。
在振动测量时,应合理选择测量参数,如振动位移是研究强度和变形的重要依据;振动加速度与作用力或载荷成正比,是研究动力强度和疲劳的重要依据;振动速度决定了噪声的高低,人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关,并决定动量的大小。
三、实验仪器和设备
1、计算机n台
2、虚拟仪器软件1套
6、振动数据一组
四、实验步骤及内容
信号的时域分析
汽轮机异常振动原因分析及解决对策
汽轮机异常振动原因分析及解决对策1. 引言1.1 研究背景汽轮机作为重要的动力设备,广泛应用于发电厂、船舶和工业生产等领域。
随着技术的不断进步和运行要求的提高,汽轮机异常振动问题逐渐引起了人们的关注。
汽轮机异常振动不仅会影响设备的运行稳定性和安全性,还可能导致设备的损坏和生产事故的发生。
对汽轮机异常振动进行深入研究具有重要的工程意义。
汽轮机异常振动的背景是多方面的,可能受到设备设计、制造、安装和运行等多种因素的影响。
轴承系统设计不合理、振动监测不及时、加工精度不高等都有可能导致汽轮机的异常振动问题。
针对这些问题进行深入的分析和研究,对于提高汽轮机的运行效率和可靠性具有重要意义。
本文将对汽轮机异常振动的可能原因、振动分析方法和解决对策进行详细探讨,旨在为解决汽轮机振动问题提供参考和指导。
希望通过本文的研究,能够为汽轮机的稳定运行和安全生产提供有益的帮助。
1.2 研究意义汽轮机作为热力发电设备中的核心部件,在电力工业中具有非常重要的作用。
异常振动是影响汽轮机正常运行和寿命的重要因素之一,一旦出现异常振动,将会导致设备受损,甚至造成事故。
对汽轮机异常振动进行深入研究具有重要的意义。
深入研究汽轮机异常振动原因可以帮助我们更好地了解汽轮机内部运行机理,提高设备的运行效率和可靠性。
及早发现汽轮机异常振动问题,可以减少设备维修和更换成本,降低设备的运营成本。
减少设备的停机时间也可以提高电力供应的稳定性和可靠性。
在当前环保和节能的大背景下,减少汽轮机异常振动可以降低能源消耗,减少对环境的影响,促进可持续发展。
对汽轮机异常振动进行深入研究具有重要的实际意义和现实意义,有助于提高设备运行效率和可靠性,降低运营成本,保障电力供应的稳定和可靠。
本研究具有重要的工程实践价值和推广应用前景。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究汽轮机异常振动的原因,解决振动问题所存在的隐患,提高汽轮机的安全运行性能和可靠性。
通过分析振动问题的可能原因,探讨振动分析的方法及解决对策,可以帮助工程师和技术人员更好地理解振动问题的本质,避免振动对汽轮机设备造成的损坏和安全隐患。
汽轮机异常轴振动的分析与处理林彬彬
汽轮机异常轴振动的分析与处理林彬彬发布时间:2021-08-22T09:19:30.818Z 来源:《中国科技人才》2021年第15期作者:林彬彬[导读] 本文首先分析了汽轮机轴承振动不稳定因素,接着分析了汽轮机轴承振动处理技术与方式。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江省哈尔滨市 150000摘要:本文首先分析了汽轮机轴承振动不稳定因素,接着分析了汽轮机轴承振动处理技术与方式。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:汽轮机;异常轴振动;分析与处理引言:轴承是汽轮机的重要组成部件,因此必须确保其运行稳定,以提高运行效率。
因此,利用信息化技术建立轴承运行监测系统,深入分析汽轮机轴承振动异常原因,提出了相应的解决措施。
同时,相关工作人员应加大维护与养护力度,保障汽轮机处于安全稳定运行状态。
1汽轮机轴承振动不稳定因素分析1.1汽轮机轴出现气流激振现象大型火电厂的汽轮机轴在运行时,经常会发生气流激振现象,从而,导致汽轮机轴承产生振动。
这种振动现象是由于蒸汽对汽轮机上的叶片产生了连续冲击,当气流到达汽轮机的末端时,会使运行过程变得混乱且不规律,而叶片自身具有膨胀和收缩的特点,这将会给汽轮机的蒸汽通道产生一定影响,从而发生激振现象。
若气流激振的频率不稳定,会产生明显的两极分化,这将导致低频汇总的分量数值增加,而且,气流也将有较大的差异,这将会产生连续增加的运行参数,在一定程度上会产生汽轮机轴承振增大的现象。
1.2汽轮机组转子发生热变形转子的长度会随着安装的容量的扩大而增加,转子中发生热变形现象,将会导致汽轮机组产生异常振动。
一是由于振幅的大小和该机组转子的运行时间有一定关系,随着运行操作事件的增加,温度也会增加,若超出负载量后,会导致其冷却状态发生一定改变,这将产生热变形的现象。
二是伴随转子的受热增加,会出现弯曲变形的情况,这样导致转子出现凹凸不平的状态。
为此,当机组在该渠道进行运行时,会出现振动异常现象。
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汽轮机轴振动监测中的数据采集与处理
【摘要】本文详细地说明了轴心轨迹振动信号的预处理过程,对振动信号采样和滤波简单的分析了轴心轨迹信号频谱。
通过对轴心轨迹特征的识别为轴心轨迹的稳定性及机组的在线监测系统提供
依据,对现场汽轮机发电机组的安全平稳运行有重大的意义。
【关键词】汽轮机组;轨迹识别;滤波;故障诊断
近年来,状态监测和故障诊断技术与系统的研究得到了高速发展。
随着电力工业的发展,汽轮发电机组的总装机容量和单机容量都得到了迅速提高,机组轴系也越来越复杂,诱发机组振动的潜在因素也相应增加。
振动问题在机组安全运行中的影响越来越大,人们也越来越关注机组振动对于生产安全稳定经济运行的影响。
1.研究意义
结合兰州石化公司动力厂背压发电装置,发电装置的各监控仪器仪表中,没有对整个机组在运行中的振动进行直接的监控。
操作人员只能通过机组在运行过程中,对轴瓦的温度监控或是通过机组运行时所产生的声音进行经验性判断。
因此,针对汽轮发电机组振动监测的数据采集和预处理做出大胆的设计。
本设计的实施对发电装置的生产运行的意义:
(1)避免汽轮机转子发生重大安全事故而造成的巨大经济损失,保证转子在规定的期间内无故障安全可靠运行。
(2)振动监测诊断系统可及时判断转子是否有故障,并能够迅
速查明故障原因、部位、预测故障影响,提高汽轮机转子的维修管理水平,而本文所做的汽轮机发电机组振动监测的数据采集和预处理工作正是振动监测诊断系统的基础。
它将对今后的汽轮发电机组进行全面远程监控及自动化改造提供可靠的数据来源。
2.振动信号采集
旋转机械轴系振动信号是以转速为基频的周期信号。
在转子系统的振动检测中,需要对振动信号进行整周期采样来避免由于泄露、栅栏等不良效应带来的相位严重失真。
传统振动分析方法通过硬件电路锁相倍频法来实现整周期采样,该方法的核心是锁相倍频电路的应用。
键相信号经锁相电路倍频后,产生采样脉冲序列,控制采样电路的触发与关闭。
该方法的优点在于同步性能好,结合并行采样/保持电路,可自动实现对各个通道振动信号的实时同步采样。
但这种方法需要专用的数据采集卡,因此系统硬件成本比较高,开发周期长,且适应能力及硬件升级能力较差。
伪同步采样法充分发挥了通用数据采集卡中数据采集通道资源多的特点,将键相信号与振动信号进行同步采样,对振动信号的整周期截取则在采集后通过数据处理来实现。
结合对柔性转子实验系统进行动平衡的实验结果表明:这种伪同步采样方法可有效满足转子振动信号处理对信号采样的要求。
3.振动信号的处理
在机械设备状态监测和故障诊断过程中,传感器的输出信号经采
样和 a/d 转换为数字信号送入计算机,这些信号往往要经过预处理才能交付给后面的应用程序。
信号的预处理就是除掉原始数据中的无意义而有害的噪声(干扰),同时加工成便于进行精密分析的信号。
信号的预处理方法有:滤波、包络线处理、平均法以及其它很多方法。
3.1汽轮机组振动的滤波
在实际数据采集过程中,由于现场生产车间各种因素的影响,采集的数据不可避免的混有噪声,有时,噪声甚至可以把有用的信息完全淹没。
此外,采集的信号经传感器、放大器、a/d 转换板等一系列板卡电路和通道后,又会增加大量的噪声信号。
虽然在数据采集电路中都加入了滤波电路,但在最终采集到的数据中仍会残存一些噪声信号。
这些噪声的存在将使后续诊断工作出现错误,如造成误报警和误诊断。
3.2数字滤波
一个数字滤波器可以用系数函数表示为:
h(z)=
直接由此式可得出表示输入输出关系的常系数现行差分方程为:y(n)=aky(n-k)+bkx(n-k)
可以看出,数字滤波器的功能就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序列,从而达到改变输入信号中所含频率分量的相对比例或滤除某些频率分量。
通常有两种方法实现数字滤波器:一种方法
是把滤波器所完成的运算变成程序并让计算机执行,即用计算机软件来实现:另一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现。
3.3轴心轨迹信号频谱分析
在轴心轨迹的测试中,由于轴心轨迹一般都比较复杂,难以分析识别,因此在实际应用中常常需要对轴心轨迹进行提纯。
本文采用的方法是让转子的两路振动信号分别通过低通滤波器,然后再进行合成,从而得到提纯的轴心轨迹。
在一般情况下,转子振动信号中除包含由不平衡引起的同步振动分量外,还存在亚同步(其频率低于转子转速)分量和高次谐波振动(其振动频率是转子转速的整数倍)分量,使得轴心轨迹形状比较复杂,甚至非常混乱,很难分析。
为了克服轴心轨迹分析的这个缺点,采用了频谱分析的原理。
频谱分析是将一个振动信号分解为一系列的简谐振动分量,使我们对复杂振动信号的组成情况一目了然,极大地提高了分析转子振动的能力。
3.4轴心轨迹进动方向的识别
轴心轨迹是汽轮发电机组振动状态检测与诊断系统中的一个重
要特征,轴心轨迹的自动识别包括形状、进动方向和稳定性 3 个方面。
首先整周期采集转子两个相互垂直方向振动位移信号,经拟合得到轴心轨迹图,然后截取某一旋转周期内的采样点,形成平面复杂多边形,利用平面图形的平移旋转变换判断得到轴心轨迹的进
动方向。
轴心轨迹进动方向分正进动和反进动,当轴心轨迹的进动方向与旋转方向相同时,就称为正进动;反之称为反进动。
轴心轨迹的进动方向即为轴心轨迹上采样点构成的复杂多边形的旋转方向,可利用上述判断各点凹凸性原理的逆向过程来判断此复杂多边形的旋
转方向。
由于本论文研究的中心是对汽轮机轴振动信号的采集过程,而要结合汽轮机的振动信号完成频谱分析从而判断振动原因和调节解
决振动故障是比较复杂的过程,所以在这对频谱的分析只做简单的轴心轨迹信号频谱分析。
4.总结
本文结合汽轮机情况对振动信号的采集过程做了详细分析研究。
(1)对信号采集过程中常用的伪同步采样过程做了介绍和说明,证明其方法的有效性和可用性。
(2)对振动信号的滤波方法做了介绍和说明,滤波过程在信号分析中有极其重要的意义。
(3)简单的分析了轴心轨迹信号频谱。
[科]
【参考文献】
[1](波)巴尔卡.j.汽轮发电机组振动分析.华北电力设计院.
[2]张延峰.汽轮机改造技术.中国电力出版社.
[3]张学延.汽轮机轴系振动故障诊断技术.西安热工院.[4]振动分析案例.中国机械网.
[5]刘志永.传感检测技术及应用.中国科学技术文献.。