CN209510706U - 一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，包括依次连接的数据采集层、集中监测诊断层和远程监测诊断层，所述的数据采集层包括监测传感器、信号调理器和数据采集器，监测传感器、信号调理器和数据采集器分别安装在现场引风机设备上，所述的集中监测诊断层包括放置在电厂监控室的数据服务器以及集中监测工作站，所述的远程监测诊断层包括远程诊断工作站、WEB服务器和中心数据库服务器，监测传感器、信号调理器、数据采集器、集中监测诊断层和远程监测诊断层依次相连。与现有技术相比，本实用新型具有功能性强、实时程度高、监测参数种类多、监测精度高等优点。

Description

一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置

技术领域

本实用新型涉及火电厂风机监控技术领域，尤其是涉及一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置。

背景技术

电厂风机设备属于大型旋转机械类设备，具有结构复杂、运行条件差和工况多变等特点，容易发生机械故障。在火电厂实际的运行中，引风机的工作条件恶劣，输送气体介质中含有煤灰和未燃尽的煤粉，输送杂质大，故障发生率比其它风机要高。更为重要的是引风机故障种类繁多，一旦发生故障就会造成机组负荷降低或者非计划停机，机组并网发电量减少，造成电厂调度任务困难，且维修费用较高，一般需要返厂维修，周期较长。

目前国内大容量火电机组的引风机上都安装有振动测点，监测数据接入电厂的运行监控系统，对引风机在运行过程中的轴承振动状态进行监测，但是只用于对引风机设备振动幅值的大小进行监视。此外，我国多数火电厂的引风机设备运行维护管理采取点检方式，通过对引风机设备进行定期的巡检，根据监测数据和巡检数据的变化对引风机的异常运行状态做出判断。而各类电厂引风机上很少配备具有故障诊断功能的在线状态监测装置，且此类诊断装置存在精度低、稳定性差、功能简单、实时性差和监测参数单一等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，包括依次连接的数据采集层、集中监测诊断层和远程监测诊断层，所述的数据采集层包括分别安装在现场引风机设备上的监测传感器、信号调理器和数据采集器，所述的集中监测诊断层包括放置在电厂监控室的数据服务器和集中监测工作站，所述的远程监测诊断层包括远程诊断工作站、WEB服务器和中心数据库服务器，监测传感器、信号调理器、数据采集器、集中监测诊断层和远程监测诊断层依次相连，所述的监测传感器包括振动位移传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器、转速传感器、压力传感器、温度传感器、电流传感器和流量传感器，所述的信号调理器包括依次连接的前置放大器、抗混叠滤波器和信号隔离器，所述的远程诊断工作站通过互联网与集中监测工作站连接。

优选地，所述的集中监测工作站包括PC机和与PC机连接的处理器。

优选地，所述的远程诊断工作站包括移动终端，该移动终端包括智能手机、掌上电脑和平板电脑。

优选地，所述的信号调理器采用维诺亚YE3826A多通道信号调理器。

优选地，所述的数据采集器采用DAQ1200数据采集仪。

优选地，所述的振动位移传感器采用非接触式电涡流传感器，所述的振动速度传感器采用磁电式速度传感器，所述的振动加速度传感器采用压电式加速度传感器。

优选地，所述的温度传感器采用WZP-230温度传感器。

优选地，所述的电流传感器采用LMZJ1-0.5电流互感器。

优选地，所述的压力传感器采用MIK-P300G耐高温压力传感器。

优选地，所述的转速传感器采用SZCB-03霍尔转速传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型装置的监测传感器、信号调理器、数据采集器、集中监测诊断层和远程监测诊断层依次相连，监测传感器具有多种信号传感设备，信号调理器对采集的数据进行信号处理，数据采集器可实现包括电压、电流、温度、湿度、流量、压力、振动、速度、应力等多种传感器信号的高精度采集，并将数据传输至集中监测诊断层，远程监测诊断层通过互联网将各个集中监测工作站连接成整体，实现各个集中监测工作站与远程数据分析和诊断中心的通信联系和数据传输，方便远程监控、诊断，本实用新型装置能够完成电厂引风机的实时状态监测与远程故障诊断，功能多样、监测精度高且实时程度强；

(2)本实用新型装置的监测传感器包括振动位移传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器、转速传感器、压力传感器、温度传感器、电流传感器和流量传感器等，监测参数种类多，可提高故障诊断功能在线状态的诊断精度。

附图说明

图1为本实用新型一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置的结构框图；

图中标号所示：

1、监测传感器，101、振动位移传感器，102、振动速度传感器，103、振动加速度传感器，104、温度传感器，105、电流传感器，106、压力传感器，107、流量传感器，108、转速传感器，2、前置放大器，3、抗混叠滤波器，4、信号隔离器，5、数据采集器，6、数据服务器，7、集中监测工作站，8、WEB服务器，9、中心数据库服务器，10、远程诊断工作站，11、互联网。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实用新型涉及一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，该装置包括数据采集层、集中监测诊断层和远程监测诊断层：

(1)数据采集层：包括安装在现场引风机设备上的监测传感器1、信号调理器和数据采集器5；其中：

监测传感器1包括振动位移传感器101、振动速度传感器102、振动加速度传感器103、转速传感器108、压力传感器106、温度传感器104、电流传感器105和流量传感器107等，用来进行实时采集引风机的状态信息，并将监测信息传送至信号调理器中。

信号调理器采用依次连接的前置放大器2、抗混叠滤波器3和信号隔离器4。

数据采集器5通过数据采集模块将模拟信号转换成数字信号，完成数据的实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输等功能，并通过网络将相关数据传送到集中监测诊断层中。

(2)集中监测诊断层：包括放置在电厂监控室的数据服务器6和集中监测工作站7；

集中监测工作站7设在电厂运行监控室内，集中监测工作站7上安装系统软件，可以实现监测数据的集中存储、预处理、分析计算和相关故障诊断，显示报警和故障发展的趋势信息。

(3)远程监测诊断层：包括远程诊断工作站10、WEB服务器8和中心数据库服务器9。

远程监测诊断层通过互联网11将各个集中监测工作站7连接成整体，实现各个集中监测工作站7与远程数据分析和诊断中心的通信联系和数据传输。远程的设备管理技术人员和故障诊断专家可以随时随地对电厂各设备状况进行监视，了解设备的运行状态，并对异常的数据进行深入分析和会诊。

远程诊断工作站10包括移动终端，移动终端通过互联网与集中监测工作站连接。移动终端可采用智能手机、掌上电脑或平板电脑。

本实用新型装置的监测传感器1、信号调理器、数据采集器5、集中监测诊断层和远程监测诊断层依次相连，完成电厂引风机的状态监测与故障诊断。

优选地，振动位移传感器采用非接触式电涡流传感器进行测量；振动速度传感器采用磁电式速度传感器进行测量；振动加速度传感器采用压电式加速度传感器进行测量。

根据电厂引风机的故障监测原理、故障类型和对电厂引风机故障显示功能的需求，在某电厂引风机上优选安装12个传感器，其中轴承振动测点6个、轴承温度测点2个、电机电流测点1个、引风机出口压力测点1个、流量测点1个、轴承转速测点1个。且每台引风机各配置1个信号调理器和1个数据采集器，从而实现各个测点数据的采集和传输。

引风机轴承振动测点包括对振动位移、振动速度和振动加速度的测量，虽然三者之间理论上可以进行转化，但实际考虑到各传感器的安装位置、测量原理以及频率测量范围的不同，现分别对这三个参数进行测量。振动位移采用ML33-B-A非接触式电涡流传感器进行测量，频率测量范围0～10kHz，适用于分析低频成分的振动信号，可以很好地监测引风机系统的振动信息；振动速度采用SZ-6型磁电式速度传感器，频率测量范围10～1000Hz，适用于低频振动测量，且该类传感器尺寸较大，适用于风机等大型旋转设备的测量；振动加速度采用CA-YD-112压电式加速度传感器，频率测量范围5～3000Hz，适用于高频振动信号的测量，具有体积小，重量轻，动态响应范围大等优点，且安装方便。2个ML33-B-A非接触式电涡流传感器分别安装在引风机前轴承的水平方向上和垂直方向上，进行引风机轴承的水平和垂直振动位移的测量；2个SZ-6型磁电式速度传感器分别安装在引风机中轴承的水平方向上和垂直方向上，进行引风机轴承的水平和垂直振动速度的测量；2个CA-YD-112压电式加速度传感器分别安装在引风机后轴承的水平方向上和垂直方向上，进行引风机轴承的水平和垂直振动加速度的测量。

采用WZP-230温度传感器对引风机的轴承温度进行测量，最高耐温450℃，满足引风机工作温度要求。2个WZP-230温度传感器分别安装在引风机的前轴承、和后轴承上，进行引风机轴承温度的测量。

采用LMZJ1-0.5电流互感器对引风机电机的电流进行测量，准确级为0.5级，额定一次电流为5～3000A，满足引风机电机电流测量要求。1个LMZJ1-0.5电流互感器安装在引风机电机的输入引线上，进行引风机电机电流的测量，防止电机过载。

采用MIK-P300G耐高温压力传感器对引风机的出口压力进行测量，最大量程100Mpa，最高介质温度300℃，满足引风机出口压力测量要求。1个MIK-P300G耐高温压力变送器安装在引风机出口压力处，进行引风机出口压力的测量。

采用WDR/DN300流量传感器对引风机的流量进行测量，流速测量范围0.5～100Nm/s，最高工作温度350℃，满足引风机流量的测量要求。1个WDR/DN300流量传感器安装在引风机的出口处，进行引风机流量的测量。

采用SZCB-03霍尔转速传感器对引风机电机的转速进行测量，最大输入频率20kHz，具有两组NPN输出，最高工作温度125℃，满足引风机电机转速的测量要求。1个SZCB-03霍尔转速传感器安装在引风机电机自由端，进行引风机电机转速的测量。

信号调理器采用维诺亚YE3826A多通道信号调理器，该信号调理器具有频率范围宽，12个输入通道，恒流源两档可调，且内置前置放大器、抗混叠滤波器和信号隔离器等，标准的19英寸机箱，非常适合工业现场的使用，可以适用不同的使用要求。

数据采集器采用DAQ1200数据采集仪，可实现12通道信号的同步采集与处理；可以完成电压-10V～+10V、电流-500mA～+500mA范围内的电压、电流、温度、湿度、流量、压力、振动、速度、应力等多种传感器信号的高精度采集；可实时显示多种测量结果，并对测量结果进行自定义二次运算、谐波分析、电源质量分析、数据存储与回放等操作。

以上所述的振动位移传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器、温度传感器、电流传感器、压力传感器、流量传感器、转速传感器的输出均为4～20mA的模拟信号，且分别与信号调理器相连，经信号调理器的前置放大、抗混叠滤波以及信号隔离等处理后，输入至数据采集器中，经数据采集模块将模拟信号转换成数字信号后，完成数据的实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输等功能，并通过网络将相关数据传送到集中监测工作站，实现监测数据的集中存储、预处理、分析计算和相关故障诊断，显示报警和故障发展的趋势信息等。另远程监测诊断工作站可供远程的设备管理技术人员和故障诊断专家可以随时随地对电厂各设备状况进行监视，了解设备的运行状态，并对异常的数据进行深入分析和会诊。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，包括依次连接的数据采集层、集中监测诊断层和远程监测诊断层，所述的数据采集层包括分别安装在现场引风机设备上的监测传感器(1)、信号调理器和数据采集器(5)，所述的集中监测诊断层包括放置在电厂监控室的数据服务器(6)和集中监测工作站(7)，所述的远程监测诊断层包括远程诊断工作站(10)、WEB服务器(8)和中心数据库服务器(9)，监测传感器(1)、信号调理器、数据采集器(5)、集中监测诊断层和远程监测诊断层依次相连，所述的监测传感器(1)包括振动位移传感器(101)、振动速度传感器(102)、振动加速度传感器(103)、转速传感器(108)、压力传感器(106)、温度传感器(104)、电流传感器(105)和流量传感器(107)，所述的信号调理器包括依次连接的前置放大器(2)、抗混叠滤波器(3)和信号隔离器(4)，所述的远程诊断工作站(10)通过互联网(11)与集中监测工作站(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的集中监测工作站(7)包括PC机和与PC机连接的处理器。

3.根据权利要求2所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的远程诊断工作站(10)包括移动终端，该移动终端包括智能手机、掌上电脑和平板电脑。

4.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的信号调理器采用维诺亚YE3826A多通道信号调理器。

5.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的数据采集器(5)采用DAQ1200数据采集仪。

6.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的振动位移传感器(101)采用非接触式电涡流传感器，所述的振动速度传感器(102)采用磁电式速度传感器，所述的振动加速度传感器(103)采用压电式加速度传感器。

7.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的温度传感器(104)采用WZP-230温度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的电流传感器(105)采用LMZJ1-0.5电流互感器。

9.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的压力传感器(106)采用MIK-P300G耐高温压力传感器。

10.根据权利要求1所述的一种电厂引风机状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的转速传感器(108)采用SZCB-03霍尔转速传感器。