风机状态监测与故障诊断-PPT精选
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状态监测与故障诊断PPT课件
设备维护的重要性
1.提高设备运行的可靠性 2.减少设备故障导致的维修费用 3.提高产品的质量
常用的设备维护体制
1.故障后维修
故障后维修是指允许设备运行到故障损坏为止， 而不预先采取措施。它也被称为事后维修。 其维修理念是:任其损坏。
常用的设备维护体制
2.计划维修
计划维修是指按企业的维修计划进行的维修 其维修理念是：
A I 级：小型机械 例15kW以下电机
II级：中型机械 B 例15～75kW以下电机
和300kW以下机械 C
III级：大型机械，刚性基础 D 600～12000r/min
71
45
A－优，B－良，C－可，D－不可
IV 级：大型机械，柔性基础 600～12000r/min
转
机
振 动 标 准
)
(
轴 振 动
大型机械柔性基础60012000rminbbbaaabbbaaacccbbbcccbbbdddddddddddd02804507111218284571112182845vdi德国工程师协会iec国际电工协会api美国石油协会19相对法确定振劢限值报警值危险值正常值正常值20类比法确定振劢限值振动烈度cms006006006006007005007007006007014005007006017007c泵的振劢超过同类诸泵的振劢一倍c泵应定为有故障21故障频率带频率范围报警值040r88mmspk基频亚同步012r76mmspk倍频1535r63mmspk轴承带i3515r33mmspk轴承带ii1540r33mmspk叶片通过频率叶片数r25mmspk很高频40r20khz301015202530354022故障频率带频率范围报警值010r88mmspk亚同步008r254mmspk0818r76mmspk倍频1535r63mmspk410倍频3510r50mmspk叶片通过频率叶片数r25mmspk基频相位3023最后在维修完成以后我们还需要采取一些措施来检验故障是否排除确定维修的效果以及设备的继续工作能力
电厂风机基本知识及故障处理 PPT
5、风机的失速与喘振
轴流风机失速的原因
（7）在磨煤机加减负荷过程中, 因磨煤机风量的改变, 两侧风机存在 流量偏差, 在一次风机入口动叶调节过程中, 使流量和电流出现过大的偏 差, 从而使其中一台风机动叶调节工况不好，造成风机失速。
5、风机的失速与喘振
轴流风机失速的机理
流体顺着轴流风机叶片流动时，作
风机失速后有两种不同表现，一是风机仍能稳定运行，即压力、风量、电流 保持相对稳定，但噪音增加；风机及其进、出口气流压力呈周期性脉动；风机振 动常常比正常运行高。这种现象称之为旋转失速。另一是风机的压力、风量、电 流大幅度波动，噪音异常之大，风机不能稳定运行，风机可能很快遭受重大损坏， 这种现象称之为喘振。
轴器损坏，失去平衡；地脚螺栓松动或机械连接部分松动；叶轮与外壳 摩擦；轴承间隙不正常；轴承损坏或磨损；喘振 。 处理方法：
将风机切手动，适当降低负荷，并监视振动值，如继续上升至跳闸 值，风机自动跳闸，否则手动停运，然后进行检修处理。
6、风机的故障分析和处理
系统油压低
主要原因： 油泵故障 ；油泵吸入口不充满；油箱油位过低 ；溢流阀失灵 ；液压
先流入叶道1和3的气流汇合，改变了原来气流的
流向，使流入流道1的冲角减小了，而流入流道3
的冲角则增大，这样就防止了叶片1背面产生脱流，
但却使叶片3发生脱流。
图6、轴流风机的旋转失速
5、风机的失速与喘振
轴流风机的旋转失速
流道3的阻塞又使其气流向流道4和流道2分流，这样又触发了叶片4 背面的脱流。这一过程持续地沿叶轮旋转相反的方向移动。实验表明， 这种移动是以比叶轮本身旋转速度小的相对速度进行的，因此，在绝对 运动中，就可观察到脱流区以（ω0-ω，）的速度旋转，这种现象称为 “旋转失速”。
电力系统中的风机性能监测与故障诊断
电力系统中的风机性能监测与故障诊断随着可再生能源的快速发展，风力发电已成为电力系统中不可忽视的重要部分。
风机作为风力发电系统的核心设备之一，其性能监测与故障诊断对于保证风力发电系统的稳定运行和发电效率至关重要。
本文将从风机性能监测的重要性、风机性能参数的监测以及风机故障诊断的方法等方面进行论述。
一、风机性能监测的重要性风机性能监测是实现风力发电系统高效运行的基础。
通过对风机性能参数的监测，可以了解风机的实际工作状况，包括风速、发电功率、叶片角度、机舱温度等关键参数。
通过对这些参数的监测，可以及时发现风机系统中的异常情况，及时采取相应的措施来保障风机的正常运行。
同时，风机性能监测还能帮助优化风力发电系统的运行策略，提高发电效率，降低运维成本。
因此，风机性能监测是风力发电系统中不可或缺的一项技术。
二、风机性能参数的监测1. 风速监测风速是风力发电系统中最重要的参数之一，它直接影响风机的发电能力。
通过在风机叶片部位布置风速仪或风速传感器，可以实时监测风机所处的风速。
风速监测的主要目的是根据风速变化来调整风机的叶片角度，以达到最大发电功率。
2. 叶片角度监测叶片角度是风机叶片的倾斜角度，它直接影响风机的转速和发电效率。
通过安装角度传感器，可以实时监测风机叶片的角度。
通过对叶片角度的监测，可以及时发现叶片受损或变形的情况，以及调整叶片角度来提高风机的发电效率。
3. 发电功率监测发电功率是衡量风机发电能力的关键指标。
通过监测发电机输出端的电流和电压，可以实时计算风机的输出功率。
发电功率的监测可以帮助运维人员及时发现风机发电能力下降的情况，以及故障发生时的迅速响应。
4. 机舱温度监测机舱温度是风机内部环境的重要参数之一。
通过在机舱内部安装温度传感器，可以实时监测机舱的温度变化。
机舱温度的监测可以及时发现风机冷却系统的故障，保障风机内部元件的正常工作温度。
三、风机故障诊断的方法风机故障诊断是保障风力发电系统稳定运行的重要手段。
电力设备的在线监测与故障诊断PPT课件
运输中的冲击
变压器绕组变形的监测
变压器绕组变形的监测
离线检测方法：短路阻抗测量法、频响分析法、低 压脉冲法、径向漏磁场测试法
在线监测方法：短路电抗法、振动信号分析法、频 响分析法
短路电抗法
振动法
变压器本体振动来源
硅钢片磁滞伸缩引起铁芯振动 硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁引起的电磁吸引力，
电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备的组成：绝缘材料、导电材料、导磁材料等。
绝缘材料大多为有机材料：矿物油、绝缘纸、各种有机合成 材料，运行中受电、热、机械、环境等各种因素的作用，容 易发生劣化，造成设备故障。——设备绝缘结构性能的好坏， 成为决定整台设备寿命的关键。
由于大型电气设备发生故障而造成突发性停电事故，会造成 巨大的经济损失和不良的社会影响。
局部放电监测的意义
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主 要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻 三尺非一日之寒”。
刷形树枝
丛林状树枝
变压器中局部放电类型
气隙放电
（1）密封于固体内的气泡。例如：铁芯环氧绑扎带内的气泡。 （2）油和固体包围的气泡。例如：纸板夹层的气泡。
悬浮放电
不同故障类型产生的气体组分
故障类型
主要气体成分
油过热 油和纸过热
CH4、C2H4 CH4、C2H4、CO、CO2
油纸绝缘中局部放电
H2、CH4、C2H2、CO
油中火花放电
C2H2、H2
油中电弧
H2、C2H2
油和纸中电弧
H2、C2H2、CO、CO2
次要气体成分
H2、C2H6 H2、C2H6 C2H6、CO2
动触头的行程可以通过旋转编码器进行监测。
变压器绕组变形的监测
变压器绕组变形的监测
离线检测方法：短路阻抗测量法、频响分析法、低 压脉冲法、径向漏磁场测试法
在线监测方法：短路电抗法、振动信号分析法、频 响分析法
短路电抗法
振动法
变压器本体振动来源
硅钢片磁滞伸缩引起铁芯振动 硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁引起的电磁吸引力，
电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备的组成：绝缘材料、导电材料、导磁材料等。
绝缘材料大多为有机材料：矿物油、绝缘纸、各种有机合成 材料，运行中受电、热、机械、环境等各种因素的作用，容 易发生劣化，造成设备故障。——设备绝缘结构性能的好坏， 成为决定整台设备寿命的关键。
由于大型电气设备发生故障而造成突发性停电事故，会造成 巨大的经济损失和不良的社会影响。
局部放电监测的意义
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主 要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻 三尺非一日之寒”。
刷形树枝
丛林状树枝
变压器中局部放电类型
气隙放电
（1）密封于固体内的气泡。例如：铁芯环氧绑扎带内的气泡。 （2）油和固体包围的气泡。例如：纸板夹层的气泡。
悬浮放电
不同故障类型产生的气体组分
故障类型
主要气体成分
油过热 油和纸过热
CH4、C2H4 CH4、C2H4、CO、CO2
油纸绝缘中局部放电
H2、CH4、C2H2、CO
油中火花放电
C2H2、H2
油中电弧
H2、C2H2
油和纸中电弧
H2、C2H2、CO、CO2
次要气体成分
H2、C2H6 H2、C2H6 C2H6、CO2
动触头的行程可以通过旋转编码器进行监测。
第4章 风力发电机组状态监测与故障诊断《电气设备状态监测与故障诊断技术》中国电力出版社2016年出版)课件
（6）偏航装置 偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。被动偏航系统是指依
靠风力通过相关机构完成机组风轮对风作用的偏航方式；主动偏航指采用电 动机系统来完成对风作用的偏航方式，对于并网的大型风力发电机组来说， 通常采用主动偏航形式。
（7）发电机 风力发电系统有恒速、恒频发电系统和变速、恒频发电系统。恒速、恒频发 电系统主要采用同步发电机和笼型感应发电机；变速、恒频发电系统可以采 用发电机主要有:同步发电机、笼型感应发电机、绕线转子异步发电机、双 馈式发电机等。
（4）发电控制装置故障 风力发电机在发电过程中需要实时控制。由于工作环境的原因，电控装置也容易
发生故障，如变频器发生故障
4.5风力发电机组故障机理
风力发电机组的重要部位故障发生率统计为：电控系统故障13%、齿轮箱故障 12%、偏航系统故障8%、发电机故障5%、驱动系统故障5%、并网部分故障5%。下 面主要对风力发电机组的齿轮箱和变频器部分，发生的故障机理进行分析:
c.疲劳失效：叶片在旋转过程中，受到变化的离心力的作用，还有就是可能由 于安装等造成的不平衡，受到交变的载荷作用，这种交变载荷的频率和风机转速 相等。
（2）齿轮箱常见故障 风机的齿轮箱传动比比较大，一般为80一100，所以一般采用行星齿轮加上两 级平行齿轮传动。传递的功率达到MW级，在这样的重载情况下，齿轮箱的可靠性 受到很大的考验，故障的发生也不可避免。 a.齿面点蚀 齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效方式。由于在变化的接触应力、齿面摩擦 力和润滑剂的综合作用下，齿轮表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展导致齿 轮表面小片脱落，形成凹坑。
风力发电机的油位包括润滑油位、液压系统油位。在实际运行中， 监测风力发电机组的状态量是比较多的，但是对于风力发电，对风机转速 监测尤为重要。在风力发电机组中常采用光电数字测速的方法完成风机转 速监测任务。
风力发电故障分析ppt
整理和归纳风力发电领域的专业知识和经验，建立知识库，为故障诊断和维护提供 参考和指导。
利用故障数据库和知识库，对故障进行快速定位和诊断，提高故障处理的效率和准 确性。
提高设备可靠性与耐久性设计
在风力发电机组的设计阶段，充 分考虑设备的可靠性和耐久性要
求。
采用高质量的材料和先进的制造 工艺，提高设备的整体性能和稳
THANKS
感谢观看
可再生能源
风能是一种可再生能源， 风力发电有助于减少化石 燃料的消耗和温室气体排 放。
技术进步
随着技术的不断进步，风 力发电机组效率和可靠性 得到提高，成本也在不断 降低。
Hale Waihona Puke 2风力发电故障类型与原因机械故障
机械故障通常是由于风力发电机组内部机械部件的磨损、老化或设计缺陷所引起 的。
风力发电机组中的齿轮箱、轴承、发电机、塔筒等部件在长时间运行过程中，由 于受到振动、温度变化、腐蚀等因素的影响，可能会出现磨损、疲劳或损坏，导 致机械故障。此外，机械部件的设计缺陷或制造质量问题也可能引发故障。
风力发电系统的组成
风车
增速机
发电机
控制系统
包括叶片、轮毂和机舱， 负责将风能转换为机械
能。
用于提升风车旋转速度， 以便发电机能够更高效
地发电。
将机械能转换为电能。
监控风力发电机的运行 状态，确保其正常运行。
风力发电的应用与发展
01
02
03
分布式发电
风力发电在分布式能源系 统中广泛应用，为偏远地 区提供电力。
某风电场环境影响故障处理案例
总结词
环境影响如极端天气、自然灾害等可能导致风机损坏或 停机。
详细描述
某风电场在运行过程中，遭遇了一场强风暴天气，导致 部分风机叶片断裂和倒塌。为了应对这种极端天气带来 的影响，该风电场采取了一系列措施，如加固风机基础 、提高叶片的抗风能力、加强巡检和预警系统等。此外 ，该风电场还与气象部门合作，及时获取气象信息，提 前做好防范措施，以减少环境影响对风力发电的影响。
利用故障数据库和知识库，对故障进行快速定位和诊断，提高故障处理的效率和准 确性。
提高设备可靠性与耐久性设计
在风力发电机组的设计阶段，充 分考虑设备的可靠性和耐久性要
求。
采用高质量的材料和先进的制造 工艺，提高设备的整体性能和稳
THANKS
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可再生能源
风能是一种可再生能源， 风力发电有助于减少化石 燃料的消耗和温室气体排 放。
技术进步
随着技术的不断进步，风 力发电机组效率和可靠性 得到提高，成本也在不断 降低。
Hale Waihona Puke 2风力发电故障类型与原因机械故障
机械故障通常是由于风力发电机组内部机械部件的磨损、老化或设计缺陷所引起 的。
风力发电机组中的齿轮箱、轴承、发电机、塔筒等部件在长时间运行过程中，由 于受到振动、温度变化、腐蚀等因素的影响，可能会出现磨损、疲劳或损坏，导 致机械故障。此外，机械部件的设计缺陷或制造质量问题也可能引发故障。
风力发电系统的组成
风车
增速机
发电机
控制系统
包括叶片、轮毂和机舱， 负责将风能转换为机械
能。
用于提升风车旋转速度， 以便发电机能够更高效
地发电。
将机械能转换为电能。
监控风力发电机的运行 状态，确保其正常运行。
风力发电的应用与发展
01
02
03
分布式发电
风力发电在分布式能源系 统中广泛应用，为偏远地 区提供电力。
某风电场环境影响故障处理案例
总结词
环境影响如极端天气、自然灾害等可能导致风机损坏或 停机。
详细描述
某风电场在运行过程中，遭遇了一场强风暴天气，导致 部分风机叶片断裂和倒塌。为了应对这种极端天气带来 的影响，该风电场采取了一系列措施，如加固风机基础 、提高叶片的抗风能力、加强巡检和预警系统等。此外 ，该风电场还与气象部门合作，及时获取气象信息，提 前做好防范措施，以减少环境影响对风力发电的影响。
风机状态监测与故障诊断PPT
测量红外〔IR〕能量，并将数据转换成相应的温
度图像。
适合于监测
移动或者十分热的
难以触及
无法关闭的
触及有危险的
接触有危险有污染的
接触会改变的
热成像图
与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是，热像仪可以
将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。
温度监测〔红外测温与热成像技术〕
或温升超过65℃或相对温差〔温差〕超过50℃
一般热缺陷〔Ⅲ〕：电气设备外表温度超过60℃，
或温升超过30℃或相对温差〔温差〕超过25℃
热隐患〔Ⅳ〕：电气设备外表温度超过50℃，或
相对温差〔温差〕超过20℃
美国国家标准协会/电子及电气工程师协会
关于接触点温度的限制
元件
高于环温
度
铜接头与铜接头
风机状态监测与故障诊断PPT
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设备状态监测与故障诊断根底
特别感谢
?设备管理新思维新模式?李葆文，机械工
业出版社
?红外诊断现场实用技术?程玉兰，机械工
业出版社
?无损检测诊断现场实用技术?王仲生，机
械工业出版社
垂直方向v在铅锤面内其指向通过轴的轴心线轴向在水平面内其指向与轴的轴心线平行高度与水平测点相同在线测量离线测量传感器的选择与安装传感器的选择与安装第一节不平衡分析不平衡的判断定义旋转体质量沿旋转中心线的不均匀分布使转子在运转时产生周期性的离心力由此引起机器振动称为不平衡离心力的计算不平衡产生原因运转后磨损或积灰材料缺陷加工与装配偏差其他原因不平衡的振动特征频谱主要表现在一倍频工频其幅值占到振动总值的约80振动方向通常发生于径向悬臂转子除外振动幅值与质量中心离轴旋转中心线的距离成正比
度图像。
适合于监测
移动或者十分热的
难以触及
无法关闭的
触及有危险的
接触有危险有污染的
接触会改变的
热成像图
与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是，热像仪可以
将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。
温度监测〔红外测温与热成像技术〕
或温升超过65℃或相对温差〔温差〕超过50℃
一般热缺陷〔Ⅲ〕：电气设备外表温度超过60℃，
或温升超过30℃或相对温差〔温差〕超过25℃
热隐患〔Ⅳ〕：电气设备外表温度超过50℃，或
相对温差〔温差〕超过20℃
美国国家标准协会/电子及电气工程师协会
关于接触点温度的限制
元件
高于环温
度
铜接头与铜接头
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设备状态监测与故障诊断根底
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业出版社
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业出版社
?无损检测诊断现场实用技术?王仲生，机
械工业出版社
垂直方向v在铅锤面内其指向通过轴的轴心线轴向在水平面内其指向与轴的轴心线平行高度与水平测点相同在线测量离线测量传感器的选择与安装传感器的选择与安装第一节不平衡分析不平衡的判断定义旋转体质量沿旋转中心线的不均匀分布使转子在运转时产生周期性的离心力由此引起机器振动称为不平衡离心力的计算不平衡产生原因运转后磨损或积灰材料缺陷加工与装配偏差其他原因不平衡的振动特征频谱主要表现在一倍频工频其幅值占到振动总值的约80振动方向通常发生于径向悬臂转子除外振动幅值与质量中心离轴旋转中心线的距离成正比
最新状态监测与故障诊断技术PPT课件
目前，美国的诊断技术在航空、航天、军事、 核能等尖端部门处于世界领先地位；英国在摩擦磨 损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面处于领先地 位；日本的诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处 于领先地位。正是由于诊断技术能够产生的巨大经 济效益，因此故障诊断技术得到了迅速的发展，各 种监测和故障诊断的商业化产品不断推出，如日本 三菱公司的“旋转机械健康管理系统”、美国西屋 公司的“可移动诊断中心”、美国中心发电部的 “透平监视设备”和“试验设备监测”、美国 Scientific Atlanta公司的CHAMMP6000监测系统、 美国Bently公司的7200、3300及3000系列和CSI公司 的系列监测仪器等设备状态监测和故障诊断设备等。
状态监测与故障诊断技术
• 设备故障是指“设备功能失常”，也就是设备不能达到预 期的工作状态，无法满足应有的性能、功能。产生故障的 原因通常是设备的构造处于不正常状态（劣化状态）。判 断故障的准则是：在给定的工作状态下，设备的功能与约 束条件不能满足正常运行或原设计期望的要求。
• 故障诊断技术是一门集数理统计、力学、计算机工程、信 号处理、模式识别、人工智能等多学科于一体的、生命力 旺盛的新兴学科。它是一种了解和掌握设备在使用过程中 的工作状态，确定其整体或者局部是否正常，及时发现故 障及其原因，预报故障发展趋势的技术。故障诊断的目的 是保证可靠地、高效地发挥设备的应有功能，其最根本的 任务是通过监测设备的信息来识别设备的工作状态。
• （1）故障的危害程度增大。一旦某一部件发生故障，就 可能引起“链式反应”，导致整个生产系统不能正常运行， 从而造成巨大的经济损失，严重的设备故障还会造成灾难 性的事故和人员伤亡，产生不良的社会影响。例如，20世 纪80年代，对全国14个省45个矿务局112个矿井抽样调查， 因矿井提升机发生故障引起停工停产，甚至造成人员伤亡 的事故，共有126例，伤亡272人，经济损失达七千万元。
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修理复杂系数：设备复杂程度的一个基本单位， 用于计算劳动量和物资消耗量（工时定额、材料 定额）
维修过剩
预防维修（定期维修+预知维修）
以检查为基础 预知维修是利用监测和诊断技术，对
设备状态进行预测，有针对性地安排 检修，事先加以排除，从而避免和减 少故障停机损失。 保养-监测-诊断
振动） 振动的基本知识 用振动方法诊断常见故障（不平衡、不对中、滚
动轴承、齿轮） 故障诊断的步骤 如何开展状态监测与故障诊断工作
第一部分
状态监测常用方法
设备故障频率浴盆曲线
磨合期
生产运行期
劣化衰变期
平均无故障时间MTBF
维修体制
事后维修 突发性的事故 维修不足
计划预修（定期维修）
估算》 2019GB/T1982.9《石油天然气工业寿命周期费
用分析》
设备综合工程学
重初期投资，轻后期费用；重当前费用节 约，轻后期费用效益；重技术决策，轻经 济决策
企业各部门难以实行整体决策 缺少推行LCC技术的发展规划、制度、政策
措施及奖惩机制 缺少数据的收集和积累，建立模型困难
温度监测（红外测温与热成像技术）
任何物体只要温度高于绝对零度（-273℃）就有 热能转变的热辐射向外发射
发射率：不同的物体具有不同的辐射能力，和黑 体相比的辐射能力参量-ε
采用微型辐射热量探测器，形成热像图。 热感应照相机可生成热而不是光的图像，它可以
测量红外（IR）能量，并将数据转换成相应的温 度图像。
省时间
有针对性的维修，可以指导检修计划
省力
降低劳动强度
提高设备管理水平
风机的状态监测与故障诊断
风机的状态监测与故障诊断
机械部分：主轴、齿轮、轴承、联轴器、 制动器、轮毂、桨叶、塔架、发电机
电气部分：整流柜、变频器、变流器、变 压器、接线端子、
常用方法与技术
振动监测 温度监测 油液监测 超声监测
设备状态监测与故障诊断基础
中国设备管理协会设备管理专题交流中心 培训讲师
中国机械工程学会故障诊断委员会
委员
邓忠宇
msn：zhongyu-denghotmail
设备状态监测与故障诊断基础
特别感谢
《设备管理新思维新模式》李葆文，机械 工业出版社
《红外诊断现场实用技术》程玉兰，机械 工业出版社
短期（1 到 3 年）可持续生产能力的增加已经达到 15% 和 40%。长期 达到75%至 80% 的提高。
在一些情况下，实际维护支出会在实施有效的预防性/预 知性维护计的第一年内会增加，这种支出的增加通常会达 到 10% 至 15%，它是由使用预知性技术所发现的固有可 靠性问题引起的。在消除这些问题之后，通常会取得 35% 至 60% 的人力和材料成本降低。
烤炉,火炉, 窑炉, 管道
阀组件: 截止阀, 安全阀,凝汽阀
具体内容
轴承或滚轮过热，轴未对中，滑轮或联轴器， 润滑失效导致压力不平衡.驱动/传动 绕阻或轴承过热, 冷却通路阻塞, 摩擦, 阻尼, 材质变形, 电刷接触问题, 转子 轴承过热, 高的压缩机排温, 高的油温, 破碎 或有缺陷的阀
阀或发射器故障, 散热管或油冷却器故障. 热 量分布过高的散热器进口/出口温度
什么是状态监测与故障诊断？
而机组的故障诊断，则是根据对机组进行 状态监测所获得的信息，结合机组的工作 原理、结构特点、运行状况，对有可能发 生的故障进行分析、预报，对已经或正在 发生的故障进行分析、判断，以确定故障 的性质、类别、程度、部位及趋势，对维 护机组的正常运行和合理检修提供正确的 技术支持。
温度每超过最大允许温度10度电机的寿命将减少一半
整流柜的监测
1.线路接头接触不良或氧化腐蚀 2.整体质量较差：线圈匝数不足、绝缘能力不够、线径过小、 铁芯面积过小、空间间隙太大、硅钢片插得不紧等等 3.供电网络问题。过载、谐波都会造成整流器内部温度过高
电气接头
电机控制中心
电气室
相不平衡
红外诊断的方法
通过检测监视、故障分析、性能评估等，为设备 修改结构、优化设计、合理制造及生产过程提供 数据和信息。
状态监测与故障诊断的意义
有利于提高设备管理水平 避免巨大事故的发生，减少事故的
危害性 可以获得潜在的巨大经济效益和社
会效益
一组统计数据
消除非计划的停机时间。通常，在前两年内成本可降低 40% 至60%，在五年内可达到并维持 90% 的成本降低。
认为影响设备运行的主要因素是磨损，而机器开 动的时间决定了磨损程度。研究制定合理的开动 台时周期，对设备进行定期预防维修，防止设备 急剧磨损失效，以达到延长设备使用寿命和减少 设备维修工作量的目的。
修理周期结构：两次大修之间按规定的顺序进行 的不同规模的计划维修或保养维护的次序（定期 检查、小修、中修、大修）
部件组合合理；修理通道良好，可迅速拆卸，易于检查； 通用化和标准化水平高、互换性强等，其目的在于提高设 备的可利用率
设备综合工程学
2019年，IEC发布《寿命周期费用评价实施指南》 我国GB/T19000.4-2019 1992国防科工委发布GJB1364《装备费用-效能
分析》 2019总装备部发布GJBZ20517《武器装备LCC
适合于监测
移动或者十分热的 难以触及 无法关闭的 触及有危险的 接触有危险有污染的 接触会改变的
热成像图
与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是，热像仪可以 将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。
温度监测（红外测温与热成像技术）
热测量
X射线
紫外线
近红外线 红外线短波 红外线中波 红外线长波
一般热缺陷（Ⅲ）：电气设备表面温度超过60℃， 或温升超过30℃或相对温差（温差）超过25℃
热隐患（Ⅳ）：电气设备表面温度超过50℃，或 相对温差（温差）超过20℃
美国国家标准协会/电子及电气工程师协会 关于接触点温度的限制
表面温度判断法（参考国标） 相对温差判断法 趋势跟踪法
GB763-90《交流高压电器在长期工作时的发热》
危急热缺陷（Ⅰ）：电气设备表面温度超过90℃， 或温升超过75℃或相对温差（温差）超过55℃
严重热缺陷（Ⅱ）：电气设备表面温度超过75℃， 或温升超过65℃或相对温差（温差）超过50℃
《无损检测诊断现场实用技术》王仲生， 机械工业出版社
《大型旋转机械的状态检测与故障诊断》 沈立智
前言
我们必不可停止探索，而一切探索 的尽头，就是重回起点，并对起点 有着首次般的了解。
美国诗人 艾略特
主要内容
维修体制的演变 状态监测与故障诊断的定义与意义 常用的监测技术与方法（红外、油液、声发射、
刹车过热, 疲劳, 轴承, 滑轮, 齿轮, 齿轮或 滑轮未对中, 和液压系统阻塞 高的润滑油温度, 高的轴承温度, 故障停机/ 控制阀操作, 温度不均匀, 轴封泄露, 燃气蜗 轮点火环境, 燃烧室的老化, 交叉加热管. 保温材料破损定位, 隐蔽的蒸汽管路泄漏
泄漏 阻塞
温度监测（轴承的监测）
温度监测（电机的监测）
全员生产维修体制（TPM）
全效率：设备寿命周期费用评价和设备综合效率
降低设备停机时间损失 设置与调整停机损失 闲置、空转与暂短停机损失 速度降低 残、次、废品损失，边角料损失 产量损失（由安装到稳定生产间隔）
全系统：生产维修的各个侧面均包括在内(预防维 修、必要的事后维修及改善维修)
状态监测与故障诊断的目的
及时、正确、有效地对设备的各种异常状态或故 障状态做出诊断，预防或消除故障；同时对设备 的运行维护进行必要的指导，确保设备运行中的 可靠性、安全性和有效性。
制定合理的检（监）测维修制度，保证设备工作 时能发挥最大的设计能力，同时在允许的条件下 充分挖掘设备潜力，延长其服役期及使用寿命， 降低设备全寿命周期费用。
外部故障的特点是：局部温升高，易用红外热像仪 发现，如不能及时处理，情况恶化快，易形成事故， 造成损失。外部故障占故障比例大。
电气系统预测性维护-内部故障
所谓高电压电器设备的内部故障，主要是指封闭在 固体绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣 化引起的各种故障。由于这类故障出现在电气设备的内部， 因此反映的设备外表的温升很小，通常只有几K。检测这 种故障对检测设备的灵敏度要求较高。
全员参加
全员生产维修体制
小组活动 5S（整理、整顿、清洁、清扫、素养） 点检
定标 定项
检查 处理
定点
定法
改进 评价
定期
定人
记录
分析
三位一体（操作、日常点检员、专业技术人
员）
零故障
使潜在故障明显化；使人为劣化转变为自然劣化；改善设计；彻底的 预防维修；走向状态维修；提高人的可靠性
内部故障的特点是：故障比例小，温升小，危害大，
对红外检测设备要求高。
机械设备检测应用
应用 驱动/传动, 枕块, 联轴器, 齿轮, 传送, 滑轮, 轴. 电机
泵/压缩机/风机/鼓风机
内燃机
重型设备 - 轮胎，轴承，刹车，液压，窑， 球蘑机，造纸机 机械式涡轮驱动和小型涡轮发电单元，燃气 涡轮, 排气管道
设备状态监测与故障诊断技术是设备管理 的精髓 —沈亮安
什么是状态监测与故障诊？
故障是指机械设备丧失了原来所规定 的性能和状态。通常把机械设备在运 行中所发生的状态异常、缺陷、性能 恶化、以及事故前期的状态统统称为 故障，有时也把事故直接归为故障。
什么是状态监测与故障诊断？
状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设 备的运行状态，包括利用监测与分析仪器 设备（定时的或非定时的，在线的或离线 的，定期的或连续的），采用各种检测、 测量、监视、分析和判别方法，结合设备 的历史和现状，在考虑环境因素的条件下， 对设备当前的运行状态做出评估，判断设 备所处状态属于正常还是异常，对异常状 态及时做出报警，并为进一步进行故障分 析、性能评估等提供信息和数据。
维修过剩
预防维修（定期维修+预知维修）
以检查为基础 预知维修是利用监测和诊断技术，对
设备状态进行预测，有针对性地安排 检修，事先加以排除，从而避免和减 少故障停机损失。 保养-监测-诊断
振动） 振动的基本知识 用振动方法诊断常见故障（不平衡、不对中、滚
动轴承、齿轮） 故障诊断的步骤 如何开展状态监测与故障诊断工作
第一部分
状态监测常用方法
设备故障频率浴盆曲线
磨合期
生产运行期
劣化衰变期
平均无故障时间MTBF
维修体制
事后维修 突发性的事故 维修不足
计划预修（定期维修）
估算》 2019GB/T1982.9《石油天然气工业寿命周期费
用分析》
设备综合工程学
重初期投资，轻后期费用；重当前费用节 约，轻后期费用效益；重技术决策，轻经 济决策
企业各部门难以实行整体决策 缺少推行LCC技术的发展规划、制度、政策
措施及奖惩机制 缺少数据的收集和积累，建立模型困难
温度监测（红外测温与热成像技术）
任何物体只要温度高于绝对零度（-273℃）就有 热能转变的热辐射向外发射
发射率：不同的物体具有不同的辐射能力，和黑 体相比的辐射能力参量-ε
采用微型辐射热量探测器，形成热像图。 热感应照相机可生成热而不是光的图像，它可以
测量红外（IR）能量，并将数据转换成相应的温 度图像。
省时间
有针对性的维修，可以指导检修计划
省力
降低劳动强度
提高设备管理水平
风机的状态监测与故障诊断
风机的状态监测与故障诊断
机械部分：主轴、齿轮、轴承、联轴器、 制动器、轮毂、桨叶、塔架、发电机
电气部分：整流柜、变频器、变流器、变 压器、接线端子、
常用方法与技术
振动监测 温度监测 油液监测 超声监测
设备状态监测与故障诊断基础
中国设备管理协会设备管理专题交流中心 培训讲师
中国机械工程学会故障诊断委员会
委员
邓忠宇
msn：zhongyu-denghotmail
设备状态监测与故障诊断基础
特别感谢
《设备管理新思维新模式》李葆文，机械 工业出版社
《红外诊断现场实用技术》程玉兰，机械 工业出版社
短期（1 到 3 年）可持续生产能力的增加已经达到 15% 和 40%。长期 达到75%至 80% 的提高。
在一些情况下，实际维护支出会在实施有效的预防性/预 知性维护计的第一年内会增加，这种支出的增加通常会达 到 10% 至 15%，它是由使用预知性技术所发现的固有可 靠性问题引起的。在消除这些问题之后，通常会取得 35% 至 60% 的人力和材料成本降低。
烤炉,火炉, 窑炉, 管道
阀组件: 截止阀, 安全阀,凝汽阀
具体内容
轴承或滚轮过热，轴未对中，滑轮或联轴器， 润滑失效导致压力不平衡.驱动/传动 绕阻或轴承过热, 冷却通路阻塞, 摩擦, 阻尼, 材质变形, 电刷接触问题, 转子 轴承过热, 高的压缩机排温, 高的油温, 破碎 或有缺陷的阀
阀或发射器故障, 散热管或油冷却器故障. 热 量分布过高的散热器进口/出口温度
什么是状态监测与故障诊断？
而机组的故障诊断，则是根据对机组进行 状态监测所获得的信息，结合机组的工作 原理、结构特点、运行状况，对有可能发 生的故障进行分析、预报，对已经或正在 发生的故障进行分析、判断，以确定故障 的性质、类别、程度、部位及趋势，对维 护机组的正常运行和合理检修提供正确的 技术支持。
温度每超过最大允许温度10度电机的寿命将减少一半
整流柜的监测
1.线路接头接触不良或氧化腐蚀 2.整体质量较差：线圈匝数不足、绝缘能力不够、线径过小、 铁芯面积过小、空间间隙太大、硅钢片插得不紧等等 3.供电网络问题。过载、谐波都会造成整流器内部温度过高
电气接头
电机控制中心
电气室
相不平衡
红外诊断的方法
通过检测监视、故障分析、性能评估等，为设备 修改结构、优化设计、合理制造及生产过程提供 数据和信息。
状态监测与故障诊断的意义
有利于提高设备管理水平 避免巨大事故的发生，减少事故的
危害性 可以获得潜在的巨大经济效益和社
会效益
一组统计数据
消除非计划的停机时间。通常，在前两年内成本可降低 40% 至60%，在五年内可达到并维持 90% 的成本降低。
认为影响设备运行的主要因素是磨损，而机器开 动的时间决定了磨损程度。研究制定合理的开动 台时周期，对设备进行定期预防维修，防止设备 急剧磨损失效，以达到延长设备使用寿命和减少 设备维修工作量的目的。
修理周期结构：两次大修之间按规定的顺序进行 的不同规模的计划维修或保养维护的次序（定期 检查、小修、中修、大修）
部件组合合理；修理通道良好，可迅速拆卸，易于检查； 通用化和标准化水平高、互换性强等，其目的在于提高设 备的可利用率
设备综合工程学
2019年，IEC发布《寿命周期费用评价实施指南》 我国GB/T19000.4-2019 1992国防科工委发布GJB1364《装备费用-效能
分析》 2019总装备部发布GJBZ20517《武器装备LCC
适合于监测
移动或者十分热的 难以触及 无法关闭的 触及有危险的 接触有危险有污染的 接触会改变的
热成像图
与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是，热像仪可以 将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。
温度监测（红外测温与热成像技术）
热测量
X射线
紫外线
近红外线 红外线短波 红外线中波 红外线长波
一般热缺陷（Ⅲ）：电气设备表面温度超过60℃， 或温升超过30℃或相对温差（温差）超过25℃
热隐患（Ⅳ）：电气设备表面温度超过50℃，或 相对温差（温差）超过20℃
美国国家标准协会/电子及电气工程师协会 关于接触点温度的限制
表面温度判断法（参考国标） 相对温差判断法 趋势跟踪法
GB763-90《交流高压电器在长期工作时的发热》
危急热缺陷（Ⅰ）：电气设备表面温度超过90℃， 或温升超过75℃或相对温差（温差）超过55℃
严重热缺陷（Ⅱ）：电气设备表面温度超过75℃， 或温升超过65℃或相对温差（温差）超过50℃
《无损检测诊断现场实用技术》王仲生， 机械工业出版社
《大型旋转机械的状态检测与故障诊断》 沈立智
前言
我们必不可停止探索，而一切探索 的尽头，就是重回起点，并对起点 有着首次般的了解。
美国诗人 艾略特
主要内容
维修体制的演变 状态监测与故障诊断的定义与意义 常用的监测技术与方法（红外、油液、声发射、
刹车过热, 疲劳, 轴承, 滑轮, 齿轮, 齿轮或 滑轮未对中, 和液压系统阻塞 高的润滑油温度, 高的轴承温度, 故障停机/ 控制阀操作, 温度不均匀, 轴封泄露, 燃气蜗 轮点火环境, 燃烧室的老化, 交叉加热管. 保温材料破损定位, 隐蔽的蒸汽管路泄漏
泄漏 阻塞
温度监测（轴承的监测）
温度监测（电机的监测）
全员生产维修体制（TPM）
全效率：设备寿命周期费用评价和设备综合效率
降低设备停机时间损失 设置与调整停机损失 闲置、空转与暂短停机损失 速度降低 残、次、废品损失，边角料损失 产量损失（由安装到稳定生产间隔）
全系统：生产维修的各个侧面均包括在内(预防维 修、必要的事后维修及改善维修)
状态监测与故障诊断的目的
及时、正确、有效地对设备的各种异常状态或故 障状态做出诊断，预防或消除故障；同时对设备 的运行维护进行必要的指导，确保设备运行中的 可靠性、安全性和有效性。
制定合理的检（监）测维修制度，保证设备工作 时能发挥最大的设计能力，同时在允许的条件下 充分挖掘设备潜力，延长其服役期及使用寿命， 降低设备全寿命周期费用。
外部故障的特点是：局部温升高，易用红外热像仪 发现，如不能及时处理，情况恶化快，易形成事故， 造成损失。外部故障占故障比例大。
电气系统预测性维护-内部故障
所谓高电压电器设备的内部故障，主要是指封闭在 固体绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣 化引起的各种故障。由于这类故障出现在电气设备的内部， 因此反映的设备外表的温升很小，通常只有几K。检测这 种故障对检测设备的灵敏度要求较高。
全员参加
全员生产维修体制
小组活动 5S（整理、整顿、清洁、清扫、素养） 点检
定标 定项
检查 处理
定点
定法
改进 评价
定期
定人
记录
分析
三位一体（操作、日常点检员、专业技术人
员）
零故障
使潜在故障明显化；使人为劣化转变为自然劣化；改善设计；彻底的 预防维修；走向状态维修；提高人的可靠性
内部故障的特点是：故障比例小，温升小，危害大，
对红外检测设备要求高。
机械设备检测应用
应用 驱动/传动, 枕块, 联轴器, 齿轮, 传送, 滑轮, 轴. 电机
泵/压缩机/风机/鼓风机
内燃机
重型设备 - 轮胎，轴承，刹车，液压，窑， 球蘑机，造纸机 机械式涡轮驱动和小型涡轮发电单元，燃气 涡轮, 排气管道
设备状态监测与故障诊断技术是设备管理 的精髓 —沈亮安
什么是状态监测与故障诊？
故障是指机械设备丧失了原来所规定 的性能和状态。通常把机械设备在运 行中所发生的状态异常、缺陷、性能 恶化、以及事故前期的状态统统称为 故障，有时也把事故直接归为故障。
什么是状态监测与故障诊断？
状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设 备的运行状态，包括利用监测与分析仪器 设备（定时的或非定时的，在线的或离线 的，定期的或连续的），采用各种检测、 测量、监视、分析和判别方法，结合设备 的历史和现状，在考虑环境因素的条件下， 对设备当前的运行状态做出评估，判断设 备所处状态属于正常还是异常，对异常状 态及时做出报警，并为进一步进行故障分 析、性能评估等提供信息和数据。