CN110701085A - 一种风机振动在线监测及管理系统 - Google Patents

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崔彦亭
伍小林
吴韬
胥佳瑞
邓爱祥
张振华
刘岩
李燕平
孔令国
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Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种风机振动在线监测及管理系统，包括：键相传感器，用于采集风机监测位置的键相信号；监测位置为风机轴承径向位置的信号触发点，或风机轴承及电机轴承径向位置的信号触发点；速度传感器，用于在信号触发点被触发时，同步采集监测位置的振动时域数据；数据存储分析装置，用于对振动时域数据分别进行时域分析和频域分析，通过时域分析判断风机振动强度是否过大，通过频域分析判断风机振动强度过大的故障原因。本发明能够在风机振动强度过大时分析出风机出现振动强度过大的原因，并及时存储振动异常时风机运行参数和振动数据、风机运行参数异常时参数和振动数据，定期存储不同工况下风机运行参数和振动数据，提高了风机设备的管理水平。

Description

一种风机振动在线监测及管理系统
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种风机振动在线监测及管理系统。
背景技术
风机是火力发电厂重要的辅助设备，在火电厂，一台锅炉配有引风机、送风机和一次风机。风机能否稳定运行直接影响到发电厂的出力和风机运行安全。振动是表征风机运行状态最直接的信号，强烈的振动将影响风机的正常运行，并降低风机的使用寿命。
通过监测风机关键部件的振动信号特征变化，可以及时掌握风机的运行状态。目前风机安装的在线监测振动监测设备有几个缺陷，第一是没有引入键相信号，没有键相信号就无法测量振动的重要特性数据，无法为风机做动平衡处理等必要的故障处置措施；第二是测点选择不全面，目前的风机振动在线监测的测点较少，很多关键部位没有布置传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种风机振动在线监测及管理系统，在风机振动强度过大时分析出风机出现振动强度过大的原因；并及时存储振动异常时风机运行参数和振动数据，及时存储风机运行参数异常时参数和振动数据，定期存储不同工况下风机运行参数和振动数据，提高了风机设备的管理水平，以达到保证火电厂风机运行安全及管理的目的。
本发明提供了一种风机振动在线监测及管理系统，包括：
键相传感器，用于采集风机监测位置的键相信号；所述监测位置为风机轴承径向位置的信号触发点，或风机轴承及电机轴承径向位置的信号触发点；
速度传感器，用于在信号触发点被触发时，同步采集监测位置的振动时域数据；
数据存储分析装置，用于对所述振动时域数据分别进行时域分析和频域分析，通过时域分析判断风机振动强度是否过大，通过频域分析判断风机振动强度过大的故障原因。
进一步地，所述数据存储分析装置计算振动时域数据在给定频率范围内的第一有效值，当所述有效值大于预设值则判定为风机振动过大；所述给定频率范围包括风机故障振动特征频率。
进一步地，所述数据存储分析装置根据风机额定转速计算风机振动特征频率；对振动时域数据进行调制解调处理，并将解调所得的含有振动特征频率的时域数据进行快速傅利叶变换，分别根据不同的故障特征频率提取有效值，并分别与相应的预设值比较，若其中任意一个有效值大于相应的预设值，判定风机存在振动失效的风险。
进一步地，所述键相传感器采用接近式开关传感器，所述接近式开关传感器垂直于所述触发点进行监测，当转轴旋转一周时，所述接近式开关传感器在所述信号触发点的触发下向系统发送触发信号，所述速度传感器同步采集数据。
进一步地，该系统还包括信号采集模块，所述信号采用模块用于将采集到的振动时域数据发送给所述数据存储分析装置，并接收由所述数据存储分析装置传递的系统启动和休眠信号。
进一步地，该系统还包括与所述信号采集模块连接的通讯卡，所述通讯卡用于采集机组负荷、风机介质温度和压力、风机轴承温度、电机线圈温度。
进一步地，所述专家系统用于根据报警信号的触发条件得出风机振动强度过大的故障原因。
进一步地，所述数据存储分析装置还用于存储异常工况下风机运行参数、振动数据，以及定期存储不同工况下风机运行参数、振动数据。
借由上述方案，通过风机振动在线监测及管理系统，能够以传感器、数据采集装置采集的振动和工况参数等信号为数据源，通过对速度传感器所采集到的振动时域数据进行时域和频域分析，在风机振动强度过大时分析出风机出现振动强度过大的原因。并及时存储振动异常时风机运行参数和振动数据，及时存储风机运行参数异常时参数和振动数据，定期存储不同工况下风机运行参数和振动数据，提高了风机设备的管理水平。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明一实施例中振动监测及管理流程图；
图2是本发明一实施例中风机转子系统及传感器安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1及图2所示，本实施例提供了一种风机振动在线监测及管理系统，包括：
键相传感器，用于采集风机监测位置的键相信号；监测位置为风机轴承径向位置的信号触发点(仅一个监测位置)，或风机轴承与电机轴承径向位置的信号触发点(多个监测位置)。
速度传感器，用于在信号触发点被触发时，同步采集监测位置的振动时域数据。参图2所示，在一实施例中，键相传感器1布置于风机轴承3的径向位置及电机轴承4的径向位置，速度传感器2布置于监测位置。
数据存储分析装置，用于对振动时域数据分别进行时域分析和频域分析，通过时域分析判断风机振动强度是否过大，通过频域分析判断风机振动强度过大的故障原因。其中，任一监测位置的振动时域数据的时域分析结果为振动强度过大，则表明振动强度过大；任一监测位置的振动时域数据的频域分析所得振动强度过大的故障原因即是振动强度过大的故障原因。
在本实施例中，数据存储分析装置计算振动时域数据在给定频率范围内的第一有效值，当有效值大于预设值则判定为风机振动过大；给定频率范围包括风机故障振动特征频率。
在本实施例中，频域分析包括风机振动特征频率分析，风机振动特征频率分析用于识别风机振动故障类型。
具体地，数据存储分析装置根据风机额定转速计算风机振动特征频率；对振动时域数据进行调制解调处理，并将解调所得的含有振动特征频率的时域数据进行快速傅利叶变换，分别根据不同的故障特征频率提取有效值，并分别与相应的预设值比较，若其中任意一个有效值大于相应的预设值，判定风机(因对应故障类型)存在振动失效的风险。数据存储分析装置的数据分析流程参图1所示。
在本实施例中，键相传感器采用接近式开关传感器，接近式开关传感器垂直于触发点进行监测，当转轴旋转一周时，接近式开关传感器在信号触发点的触发下向系统发送触发信号，系统实时计算风机转速，速度传感器同步采集数据。
在本实施例中，该系统还包括信号采集模块，信号采用模块用于将采集到的振动时域数据发送给数据存储分析装置，并接收由数据存储分析装置传递的系统启动和休眠信号。
在本实施例中，该系统还包括与信号采集模块连接的通讯卡，通讯卡用于采集机组负荷、风机介质温度和压力、风机轴承温度、电机线圈温度。
在本实施例中，专家系统用于根据报警信号的触发条件得出风机振动强度过大的故障原因。
在本实施例中，数据存储分析装置还具有数据管理功能，用于及时存储异常工况下风机运行参数、振动数据，以及定期存储不同工况下风机运行参数、振动数据。
本发明通过对速度传感器所采集到的振动时域数据进行时域和频域分析，在风机振动强度过大时分析出风机出现振动强度过大的原因。通过通讯卡采集运行数据，并及时存储振动异常时风机运行参数和振动数据，及时存储风机运行参数异常时参数和振动数据，定期存储不同工况下风机运行参数和振动数据，提高了风机设备的管理水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，包括：
键相传感器，用于采集风机监测位置的键相信号；所述监测位置为风机轴承径向位置的信号触发点，或风机轴承及电机轴承径向位置的信号触发点；
速度传感器，用于在信号触发点被触发时，同步采集监测位置的振动时域数据；
数据存储分析装置，用于对所述振动时域数据分别进行时域分析和频域分析，通过时域分析判断风机振动强度是否过大，通过频域分析判断风机振动强度过大的故障原因。
2.根据权利要求1所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，所述数据存储分析装置计算振动时域数据在给定频率范围内的第一有效值，当所述有效值大于预设值则判定为风机振动过大；所述给定频率范围包括风机故障振动特征频率。
3.根据权利要求1所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，所述数据存储分析装置根据风机额定转速计算风机振动特征频率；对振动时域数据进行调制解调处理，并将解调所得的含有振动特征频率的时域数据进行快速傅利叶变换，分别根据不同的故障特征频率提取有效值，并分别与相应的预设值比较，若其中任意一个有效值大于相应的预设值，判定风机存在振动失效的风险。
4.根据权利要求1所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，所述键相传感器采用接近式开关传感器，所述接近式开关传感器垂直于所述触发点进行监测，当转轴旋转一周时，所述接近式开关传感器在所述信号触发点的触发下向系统发送触发信号，所述速度传感器同步采集数据。
5.根据权利要求1所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，还包括信号采集模块，所述信号采用模块用于将采集到的振动时域数据发送给所述数据存储分析装置，并接收由所述数据存储分析装置传递的系统启动和休眠信号。
6.根据权利要求5所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，还包括与所述信号采集模块连接的通讯卡，所述通讯卡用于采集机组负荷、风机介质温度和压力、风机轴承温度、电机线圈温度。
7.根据权利要求6所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，还包括专家系统，所述专家系统用于根据报警信号的触发条件得出风机振动强度过大的故障原因。
8.根据权利要求1至7任一项所述的风机振动在线监测及管理系统，其特征在于，所述数据存储分析装置还用于存储异常工况下风机运行参数、振动数据，以及定期存储不同工况下风机运行参数、振动数据。
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