振动分析实例

旋转机械诊断监测管理系统（TDM）在电厂的应用

摘要：介绍了应用旋转机械诊断监测管理系统（TDM）的硬件及软件组成；深入分析了#4汽轮机组9瓦轴振异常的原因，获取包括转速、波德图、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，从而为专业的故障诊断人员提供数据及专业的图谱，协助机组诊断维护专家深入分析机组运行状态，并成功处理了9瓦的轴振异常。

关键词：应用旋转机械诊断监测管理系统（TDM），组成，异常振动，分析，解决

The Application of the Turbine Diagnosis Management (TDM) on Shanxi Zhangshan Electric Power co., Ltd

Li Gang He Xiao Ming Kou Delin

(The College of Power and Mechanical Engineering Wuhan University Wuhan 430072)

Abstract: Introduce the hardware and software of the Turbine Diagnosis Management (TDM). Analysis the reasons of #9 bearing’s abnormal vibration of unit 4.Receives the characteristic data of the speed, Bode diagram, frequency phase, mult-frequency’s value and phase.Offers the professional data ,charts to the experts. Helps the experts diagnosis deeply the status of the unit 4. And solve the problem successfully.

Key words：Turbine Diagnosis Management (TDM), Composition, abnormal vibration, Analysis, solution

引言

汽轮机轴系监测系统(TSI)可以对汽轮机轴系参数起到基本的监测和安全保护作用，但TSI 缺少对机组振动数据的深入挖掘，使得许多振动方面的问题停留在表面,如在机组冲转、在负荷变化，主、调汽阀门进行切换和单/顺阀切换等工况变化时振动的分析研究。而旋转机械诊断监测管理系统（TDM）则填补了此项功能。它的主要作用在于对机组运行过程中的数据进行深入分析，获取包括转速、振动波形，频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，从而为专业的故障诊断人员提供波德图、频谱图、瀑布图、级联图、轴心轨迹等专业的数据及图谱，协助机组诊断维护专家深入分析机组轴系运行状态，解决机组在实际运行中遇到的问题。

1. TDM 的硬件及软件的组成

漳山电厂采用北京英华达公司生产的EN8001旋转机械振动监测分析故障诊断专家系统EN8001系统是由硬件系统和软件系统组成，硬件系统主要由下位高速智能数据采集、信息处理、信息数据存储管理系统和服务器、上位机工程师站及附件构成，硬件系统采用积木式模块化的结构，配置灵活，上下位硬件系统通过工业以太网络集成。系统软件由三大部分构成：数据采集软件，数据库软件和分析诊断软件构成。数据采集软件负责数据采集，它能自动识别机组的运行状态，如开停机、升降速及正常或异常状态，并根据机组的状态进行数据采集。在稳定运行状态下，数据硬件采集系统以定时方式进行采集，而在升降速状态下则根据转速的变化进行采集。数据库软件负责数据的存储，它由升降速数据库、历史数据库及事件数据库等组成，它根据机组的不同状态把有关数据存到不同的数据库中，以便于后续分析。分析诊断软件主要用于对各种数据进行在线或离线分析，以判断机组的运行状态并能自动给出机组故障原因和处理

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意见。上位机可以和多个数据采集箱通讯，并可以通过以太网络或互联网WEB服务器，就可以很方便地组成远程监测诊断。如图1所示。

图1：EN8001硬件结构原理图

2. TDM 接收的信号和主要功能

2.1 TDM要从主机DEH系统接受以下的信号：

1).轴振动：汽轮机轴振动的缓冲信号由本特利3500/20模块的后背板的2个25针插头引入EN8001的智能高速数采箱。

2).键相：汽轮机轴系的键相信号由25模块后面的缓冲输出引入EN8001智能高速数采箱。

3).此外机组的偏心、轴位移、胀差、主汽温度、主汽压力、有功功率、无功功率、润滑油压等参数通过4-20MA信号引入EN8001智能高速数采箱。

2.2 系统主要功能

1).实时监测: 以监视图、轴系仿真运动图、棒表、数据表格、曲线等方式实时动态显示所监测的数据和状态;能够自动识别盘车、升降速、定速、带负荷和正常运行等状态。如图２所

示：

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图2：EN8001主要监测画面

2).趋势分析: 可分析任一个或多个参量相对某个参量的变化趋势，其中横轴和纵轴可任意选定,时间段可任意设定。

3).报警、危急状态的识别和事故追忆（包括动态数据），设有事件数据库，可追忆事故前5分种和事故后10分钟的详细数据。

4).振动分析: 具有强大的振动分析功能,包括

5).时域分析:波形、幅值、轴心轨迹、轴心位置;相关趋势分析(振动特性值与过程量之间的关系曲线);轴系仿真图(形象直观显示各轴承之间的动态轨迹);

6).频域分析:频谱、相位、瀑布图(包含波形和相位); 频谱靶图、矢量靶图;

7).变速过程;伯德图、极座标图、级联图。

8).故障诊断可诊断的故障有不平衡、初始弯曲、对中度不好、轴瓦不稳定、油膜振荡、汽流激振、电磁激振、参数激振、摩擦、

轴承座松动、共振和高次谐波共振；系统要有故障诊断知识库，允许用户添加、修改各种规则。

9).动平衡计算: 具有多种平衡计算方法; 具有多平面、多测点、多转速计算方法。

10).时序分析: 对重要开关量严格区分动作先后时序,分辨率为小于1ms。

11).事件列表: 记录每一事件的详细资料

12).数据管理和传输自动存储数据，形成历史数据库、升降速数据库、黑匣子数据库等；实时显示数据存储状态，异常时要提示用户；各种类型的数据库可以有选择的进行备份，并提供备份手段；

13).报表打印: 可定时打印运行报表、自动打印操作记录、屏幕拷贝等。

14).完善的帮助系统齐全的系统操作说明；提供典型的故障案例，故障图谱的实例讲解。

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