状态检测、故障诊断技术在离心压缩机上的应用
状态检测、故障诊断技术在离心压缩机上的应用
原作者:蔡广斌温宾江
出处：
【关键词】离心式压缩机,振动,故障诊断
【论文摘要】旋转机械故障诊断技术在发电、化工行业等大型透平，离心机组上的应用日益广泛。介绍了大庆天然气公司从美国DＲSＳER－ＲAＮＤ公司引进的D10R９Ｂ离心压缩机应用振动检测，故障诊断技术，分析、判断、处理的轴振动超高的问题及收到的良好效果。 TEXT-INＤＥNＴ:＆NBＳP;26＇＞ Appliｃatｉoｎ oｆ Condition Deteｃting and Trｏuble DiagnoｓiｓＴecｈnｏlｏgy ｏn Ceｎtrifugal Compresｓor Abｓtrａct SＰＡN ｃｌass＝zｙe sｔyｌe="FＯＮT－ＳIＺＥ: 1０pt">Applｉcaｔｉｏｎof rｏtary mｅｃhaｎｉｓm trｏuｂle diagnosis ｔechnolｏgｙoｎLarge turbin and ce ｎtrifuｇal unit ｕsed in powｅｒ stａtｉon and chemｉcａｌindustry is geｔtin ｇ extensｉve day bｙ dａy.Ｄa Qing Naｔｕrａl Gas Comｐany imporｔeｄD1０R9B Centｒｉfugａl ｃompresｓor ｆrom Ameriｃan DＲSSER-RAＮD Company is introduｃed.Problemｓ of exceｅding ｖibration lｉmit of sｈaｆt ａre aｎalyzed，juｄｇe ｄand treated by ｕsｉng ｖｉbrａtｉｏn detection ａnd tｒoublｅ diaｇnｏsｉｓtｅｃｈnology,and gｏod ｅfｆect is obｔained．?Ｋeｙwoｒds SPＡＮcｌaｓs=gje ｓtyｌe＝＂FONT-ＳIZE: 10pt">Cｅｎtriｆｕgaｌcompressｏr Viｂraｔion Troｕble diagnosiｓ D10R9B离心压缩机是大庆天然气公司喇二压气站浅冷装置从美国DRSＳEＲ－RAND公司引进的。1９9８年10月2日投运时，轴振动在允许范围之内。运行５2天后，压缩机的驱动端轴振动报警,VT－７０1Ｙ在５3μm左右,之后此状态没有改善。1９9９年6月20日开始,VT-701Ｙ达到6０μm,轴振动加剧，影响正常生产。该机组每天处理天然气４0万m３,每天产值30万元左右。而且该机组采用的是90年代先进设计、制造技术。为了避免事故扩大，需尽快查明振动值高的原因，采取有效的处理措施,把损失降到最小。我们组织有关人员对该机组及相关系统实施振动检测、诊断故障，确定处理方案。? D１0R９B离心压缩机主要设计参数： 天然气处理量:4０万ｍ３/ｄ?驱动电机额定功率：2550kＷ?工作转速127１8r/min;?最高工作压力：1.５ＭＰa?轴振动VT:报警值53μm,停车值63μm 一、离心压缩机振动原因与分析 １.转子不平衡?转子不平衡的主要原因有转子初始动平衡精度低、叶轮流道不均匀结垢、部件松动、转子弯曲等。 该压缩机投运1200小时以后出现轴振动值高报警，故可排除转子的动平衡精度影响。但叶轮流道不均匀结垢可能性较大,因湿气进入压缩机腔内会产生结碳。装于转子上的部件松动、转子微弯曲也是有可能的。?转子不平衡的振动频率为一倍频的几率为90%，二倍频出现几率为５%，其它高频出现几率为5%。附表如下: 表1 转子不平衡故障的振动特性 2.联轴器不对中?压缩机与增速箱高速轴不对中,转子径向振动以二倍频为主。不对 中越严重，二倍频所占比例越大,且振动随负荷增加而增加。这主要发生在联轴器附近 的两个轴承上。联轴器不对中时，轴向振动较大,振动的频率为一倍频，振动幅值和相位稳定。不同轴严重时（包括轴承不对中),会产生高次谐波，振动不稳定。 表2 联轴器不对中故障的振动特性 离心式空气压缩机运行故障分析及处理示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月 离心式空气压缩机运行故障分析及处理 示范文本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 国内工业生产已经步入机械自动化时代，机械控制系 统是企业内部生产调度的主要平台，满足了各类机械设备 传动作业的控制需求。离心式空气压缩机是现代工业常见 的一种设备，利用动能转换原理提升了设备内部的气体压 力，维持着内外装置的稳定性运转。受到多方面因素的干 扰，离心式空气压缩机故障率持续上升，对机械控制系统 运行造成了诸多不便。本文分析了离心式空气压缩机工作 原理，对其常见运行故障分析及处理方法进行总结，为机 械自动化生产提供可靠的指导。 空气压缩机是能量转换的有效控制设备，通过把电动 机运转产生的机械能变为气体压力能，帮助机械设备内部 系统正常地运转动作。伴随着我国空气压缩行业技术的快速发展，空气压缩机在结构布局及功能形式方面有了很大的改进，离心式空气压缩机成为了新一代空气压缩装备。由于石化工业生产对离心式压缩机原理掌握不足，实际生产控制存在着设备故障风险，详细分析离心式压缩机故障成因及处理方法，对机械设备自动化调度具有指导性作用。 1.离心式压缩机原理 从不同的角度对压缩机进行划分，其可以划分的类别是多种多样的，如图1，常按照压缩机形式分为固定式、移动式、封闭式等类别，离心式压缩机是最为常用的设备之一。 1.1.原理。离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时离心式空气压缩机工作稳定、可靠。离心式空气压缩机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离 课程名称：故障诊断方法与应用报告题目：内圈故障诊断实验报告学生班级；研152 学生姓名： 任课教师： 学位类别： 设备故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。安装合适的传感器可以获得故障的特征信号，通过信号反映故障产生原因。滚动轴承是机械中的易损元件，据统计旋转机械的故障有30%是由轴承引起的，它的好坏对机器的工作状态影响极大。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。滚动轴承的振动可由于外部的振源引起，也可由于轴承本身的结构特点及缺陷引起。而随着科学技术不断发展和工业化程度的不断提高，机械设备精密程度、复杂程度及自动化程度不断提高，凭个人的感观经验对机械设备进行诊断己经远远不够，因此轴承的状态检测和故障诊断是十分必要的，已经成为机械设备故障诊断技术的重要内容。滚动轴承故障监测诊断方法有很多种，它们各具特点，其中振动信号法应用最广泛。本次实验就是采用振动信号法对滚动轴承故障实验平台的滚动轴承的故障信号进行分析。 1 绪论 (1) 2 轴承内圈故障特征频率 (2) 3 时域无量纲参数分析 (2) 3.1 时域波形 (2) 3.2 傅里叶变换运算分析故障 (3) 4通过自相关、互相关、功率谱运算分析故障 (4) 4.1 自相关分析 (4) 4.2 互相关运算分析故障 (5) 4.3功率谱密度 (6) 5 Haar小波分析 (7) 5.1小波分解 (7) 5.2 小波降噪 (9) 1 绪论 随着对滚动轴承的运动学、动力学的深入研究，对于轴承振动信号中的频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，加之快速傅里叶变换技术的发展。开创了用频域分析方法来检测和诊断轴承故障的新领域。其中最具代表性的有对钢球共振频率的研究，对轴承圈自由共振频率的研究。本文主要着重于对滚动轴承内圈磨损的故障研究，主要研究方法为傅里叶变换，功率谱，自相关以及互相关，小波理论。 滚动轴承在运行过程中可能会因为各种原因出现故障，如安装不当、异物入侵、润滑不良、腐蚀和剥落等都会导致轴承出现故障。安装不当会导致轴承不对中，使得轴承在运行中，产生一种附加弯矩，给轴承增加附加载荷，形成附加激励，引起几组强烈振动，严重时会导致转子严重磨损、轴弯曲、联轴器和轴承断裂等严重后果。即使轴承安装正确，在长期的运行中，由于异物的入侵或则负荷的作用下，接触面会出现不同程度的金属剥落、裂痕等现象，进而导致旋转部件与故障区域接触时产生强烈振动。本次实验主要针对潜在危害很大的裂痕故障信号进行分析研究。滚动轴承在出现裂痕故障后，随着轴承的旋转，由于旋转部件与裂痕周期性的碰撞会产生周期性的冲击信号，且周期可以通过轴承结构计算得出。图1.1所示为滚动轴承基本结构。 图1.1 滚动轴承基本结构 d：滚动体直径 D：轴承节径（滚动体所在圆的直径） R：内圈直径 i R：外圈直径 o ：接触角（滚动体受力方向与轴承径向平面的夹角） Z：滚动体个数 河海大学物联网工程学院 在线监测与故障诊断 学习报告 授课班号 专业 学号 学生姓名 指导教师 目录 一：在线监测 1.1 相关概念 (3) 1.2 在线监测系统的构成 (4) 1.3 在线监测系统的分类 (5) 二：故障诊断 2.1 相关概念 (5) 2.2 故障诊断系统的分类 (6) 2.3 故障诊断技术的发展历程 (7) 2.4 常用的故障诊断算法 (7) 三：相关应用及其未来展望 (10) 一：在线监测 1.1 相关概念 1.1.1 状态监测 对运转中的设备整体或其零部件的技术状态进行检查鉴定，以判断其运转是否正常，有无异常与劣化征兆，或对异常情况进行追踪，预测其劣化趋势，确定其劣化及磨损程度等，这种活动就称为状态监测（Condition Monitoring）。状态检测的目的在于掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息，以便事前采取针对性措施控制和防止故障地发生，从而减少故障停机时间与停机损失，降低维修费用和提高设备有效利用率。 对于在使用状态下的设备进行不停机或在线监测，能够确切掌握设备的实际特性有助于判定需要修复或更换的零部件和元器件，充分利用设备和零件的潜力，避免过剩维修，节约维修费用，减少停机损失。特别是对自动线、程式、流水式生产线或复杂的关键设备来说，意义更为突出。 1.1.2 设备状态监测的分类 设备状态监测按其监测的对象和状态量划分，可分为两方面的监测： ①机器设备的状态监测。指监测设备的运行状态，如监测设备的振动、温度、油压、油 质劣化、泄漏等情况。 ②生产过程的状态监测。指监测由几个因素构成的生产过程的状态，如监测产品质量、 流量、成分、温度或工艺参数量等。 上述两方面的状态监测是相互关联的。例如生产过程发生异常，将会发现设备的异常或导致设备的故障；反之，往往由于设备运行状态发生异常，出现生产过程的异常。 设备状态监测按监测手段划分，可分为两类型的监测： ①主观型状态监测。即由设备维修或检测人员凭感官感觉和技术经验对设备的技术状态进行检查和判断。这是目前在设备状态监测中使用较为普及的一种监测方法。由于这种方法依靠的是人的主观感觉和经验、技能，要准确的做出判断难度较大，因此必须重视对检测维修人员进行技术培训，编制各种检查指导书，绘制不同状态比较图，以提高主观检测的可靠程度。 智能状态监测与故障诊断 测控一班 高青春 20091398 第一章 绪论 在现代化的机械设备的生产和发展中，滚动轴承占很大的地位，同时它的故障诊断与监测技术也随着不断地发展，国内外学者对轴承的故障诊断做了大量的研究工作，各种方法与技巧不断产生、发展和完善，应用领域不断扩大，诊断精度也不断提高。时至今日，故障诊断技术己成为一门独立的跨学科的综合信息处理技术，它以可靠性理论、信息论、控制论、系统论为理论基础，以现代测试仪器和计算机为技术手段，总的来说，轴承故障诊断的发展经历了以下几个阶段：第一段：利用通用的频谱分析仪诊断轴承故障。第二阶段：利用冲击脉冲技术诊断轴承故障。第三阶段：利用共振解调技术诊断轴承故障。第四阶段：以计算机为中心的故障诊断。 国外的滚动轴承的故障诊断与监测技术要先于中国，而且这项技术的发展趋势啊已经趋向智能化状态，因为它机械化迅速，技术和设备都比较先进些，目前的技术也比较完善。但是总体来看，这其中的距离在不断拉近，我们相信不久的将来，中国也会使机械完善大国，也会完善和提高技术的精密度和准确度。【2】【3】 1.1轴承监测与故障诊断的意义 滚动轴承是机械各类旋转机械中最常用的通用零件部件之一，也是旋转机械易损件之一，在机械生产中的作用不可取代，据统计旋转机械的故障有30%是由轴承故障引起的,它的好坏对机器的工作状态影响极大,轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪音,甚至会引起设备的损坏,因此,对重要用途的轴承进行状态监测与故障诊断是非常必要的【3】而且，可以生产系统的安全稳定运行和提高产品质量的重要手段和关键技术，在连续生产系统中，如果某台设备因故障而不能继续工作，往往会影响全厂的生产系正常统运行，从而会造成巨大的经济损失，甚至可能导致机毁人亡的严重后果。未达到设计寿命而出现故障的轴承没有被及时的发现，直到定期维修时才被拆下来报废，使得机器在轴承出现故障后和报废前这段时间内工作精度降低，或者未到维修时间就出现严重故障，导致整部机器陷于瘫痪状态。因此，进行滚动轴承工作状态及故障的早期检测与故障诊断，对于设备安全平稳运行具有重要的实际意义。【14】 1.2滚动轴承故障的分类: 滚动轴承的故障多种多样，有生产过程中产生的也有使用过程中后天造成一系列故障，其失效形式有： 1.2.1疲劳剥落: 指滚动体或滚道表剥落或脱皮在表面上,形成不规则 凹坑等甚至会一定深度下形成能裂纹，继扩展到接触表面发生剥落坑，最后大面积剥落，造成失效。【12】 安全检测与故障诊断 题目：故障诊断技术发展现状 导师：魏秀琨 学生姓名：刘典 学号：14114263 目录 1 引言 (3) 2 故障诊断的研究现状 (3) 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 (3) 1.2基于信号处理的诊断方法对 (3) 1.3基于模型的诊断方法 (3) 1.4基于人工智能的诊断方法 (4) 2故障诊断研究存在的问题 (6) 2.1故障分辨率不高 (7) 2.2信息来源不充分 (7) 2.3自动获取知识能力差 (7) 2.4知识结合能力差 (7) 2.5对不确定知识的处理能力差 (7) 3发展方向 (8) 3.1多源信息的融合 (8) 3.2经验知识与原理知识紧密结合 (8) 3.3混合智能故障诊断技术研究 (9) 3.4基于物联网的远程协作诊断技术研究 (9) 4发展方向 (9) 1 引言 故障可以定义为系统至少有一个特性或参数偏离正常的范围，难于完成系统预期功能的行为。故障诊断技术是一种通过监测设备的状态参数，发现设备的异常情况，分析设备的故障原因，并预测预报设备未来状态的技术，其宗旨是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以达到对设备事故防患于未然的目的，是控制领域的一个热点研究方向。它包括故障检测、故障分离和故障辨识。故障诊断能够定位故障并判断故障的类型及发生时刻，进一步分析后可确定故障的程度。故障检测与诊断技术涉及多个学科，包括信号处理、模式识别、人工智能、神经网络、计算机工程、现代控制理论和模糊数学等，并应用了多种新的理论和算法。 2 故障诊断的研究现状 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 通过观察故障设备运行过程中的物理、化学状态来进行故障诊断，分析其声、光、气味及温度的变化，再与正常状态进行比较，凭借经验来判断设备是否故障。如对柴油机常见的诊断方法有油液分析法，运用铁谱、光谱等分析方法，分析油液中金属磨粒的大小、组成及含量来判断发动机磨损情况。对柴油机排出的尾气(包含有NOX，COX 等气体) 进行化学成分分析，即可判断出柴油机的工作状态。 1.2基于信号处理的诊断方法对 故障设备工作状态下的信号进行诊断，当超出一定的范围即判断出现了故障。信号处理的对象主要包括时域、频域以及峰值等指标。运用相关分析、频域及小波分析等信号分析方法，提取方差、幅值和频率等特征值，从而检测出故障。如在发动机故障领域中常用的检测信号是振动信号和转速波动信号。如以现代检测技术、信号处理及模式识别为基础，在频域范围内，进行快速傅里叶变换分析等方法，描述故障特征的特征值，通过采集到的发动机振动信号，确定了试验测量位置，利用加速传感器、高速采集卡等采集了发动机的振动信号，并根据小波包技术，提取了发动机故障信号的特征值。该诊断方法的缺点在于只能对单个或者少数的振动部件进行分析和诊断。而发动机振动源很多，用这种方法有一定的局限性。 1.3基于模型的诊断方法 基于模型的诊断方法，是在建立诊断对象数学模型的基础上，根据模型获得的预测形态和所测量的形态之间的差异，计算出最小冲突集即为诊断系统的最小诊断。其中，最小诊断就是关于故障元件的假设，基于模型的诊断方法具有不依赖于被诊断系统的诊断实例和经验。将系统的模型和实际系统冗余运行，通过对比产生残差信号，可有效的剔除控制信号对 压缩机常见故障分析及处理方法 序号故障现象故障原因处理方法 1 压缩机异常 振动 1.机组不对中 1.重新对中，消除管道外力的影响，必要时进行热态对中检查 2.压缩机转子不平衡 2.检查转子弯曲度及是否结垢或破损，如有必要应对转子重新 进行平衡 3.轴承不正常 3.检查并修复轴承消除半速涡动因素 4.联轴器故障或不平衡 4.检查修复或更换联轴器，进行平衡 5.动静部分摩擦，基础不均 匀下沉或机座变形 5.调整安装间隙或更换超差件，消除机座变形，加固基础 6.油压、油温不正常 6.检查各润滑点油压，油温及油系统工作情况，找出异常原因 设法解决 7.压缩机喘振7.检查压缩机运行时是否远离喘振点，防喘裕度是否正确，气 体纯度是否降低，根据原因按操作法规定进行处理消除 8.气体带液或杂物浸入8.消除带液和清除杂物 9.轴颈测振部位的机械跳 动和电跳动过大 9.消除轴颈部位的机械和电磁偏差 10.转子热弯曲10.修复或更换转子 11.转子有裂纹11.修复或更换转子 2 压缩机管线 异常振动 1.管道应力过大 1.消除管道应力 2.压缩机气流激振 2.调整工艺参数，消除气流激振 3.管线支撑设计不当 3.重新复核压缩机管线支撑 3 压缩机轴向 推力过大及 轴位移增加 1.级间密封损坏或磨损，造 成密封间隙增大 1.更换密封 2.齿式或膜片式联轴器齿 面或磨损磨损 2.修复或更换联轴器及其余部件 3.压缩机喘振或气流不稳 定 3.及时调整工艺参数，使压缩机运行稳定 4.推力盘端面跳动大，止推 轴承座变形大 4.更换推力盘或轴承座 5.轴位移探头零位不正确， 探头特性不好 5.校核探头，重新校对探头零位 6.油温、油压波动 6.调整油温、油压 7.止推轴承损坏7.更换止推轴承 4 压缩机轴承 温度升高 1.温度计安装不当或热电 偶损坏 1.检查测温套的安装情况，校准温度计，更换或修复热电偶及 其余测温元件 2.供油温度高或油质不符 合要求 2.检查冷却水的压力和流量，投用备用冷却器或更换补充新油 3.润滑油量减小或油压低 3.1 检查油的粘度、含水量和抗乳化度等 3.2 检查油箱的油位及泵工作情况 3.3 检查润滑油过滤器前后的压差，投用备用过滤器或清洗 3.4 检查油系统阀门开度和漏油情况 4.轴承损坏 4.检查修理或更换轴承 5.轴向推力增大或止推轴 承组装不当 5.检查压缩机转子及密封情况，调整间隙，检查止推轴承，消 除缺陷，消除压缩气体带液现象 6.压缩机气封漏气 6.调整气封间隙或更换气封 引言 压缩机是化工生产装置中重要的设备，广泛使用的有离心式压缩机和往复式压缩机（对称平衡和对置平衡）两种，它将工艺介质加压至后系统需要的反应压力，使装置生产出高质量的化工产品。对压缩机运转状况的监控主要靠电涡流传感器（探头）来完成，所以我们对探头正确的安装，调校及良好的维护，使压缩机长周期运转成为可能。 准备知识 概念： 楞次定律：感生电流的方向，总是使它的磁场阻碍原来磁场的变化。 固有频率：系统的自由振动频率。一个机组或其中的一个零部件一旦制造完成，它的固有频率则是一定的。 临界转速：是指产生大振动幅度时的任何转速。此转速常与系统的固有频率相对应。 压缩机的喘振：压缩机在运转过程中，流量不断减小，当小到最小流量界限时，流动就会严重恶化，出口压力突然大幅度下降，此时 管网压力高于压缩机出口压力，气体倒流回压缩机出口，压 力平衡后，压缩机又向管网供气，管网压力恢复后，压缩机 流量又减小，管网的气体又产生倒流，周而复始，产生“喘 振”。 单位换算 1MM=1000UM 1道=10UM 1MIL=2.54道=25.4UM 探头 种类（电涡流传感器）：5MM，8MM，11MM，14MM四种，其中5MM，8MM电涡流传感器的灵敏度为200MV/MIL（7.87V/MM），线性范 围达2MM（80MILS），11MM，14MM电涡流传感器的灵敏度为 100MV/MIL（3.94V/MM），线性范围达4MM（160MILS）。四种传 感器均有正装，反装之分，见图一： 3300XL 8MM电涡流传感器 使用条件：-24VDC 供电，10KΩ负载，观测目标材料为：4140#钢。 电源要求：-23----26VDC，最大电流为12MA，当电压高于-23.5VDC时，会导致线性范围的减小。 供电电压的灵敏度：输入供电电压每变化1VDC，输出电压变化小于1MVDC。 直流阻抗：7.3Ω。 现场连线：应使用三芯屏蔽电缆，从前置器到监视器的最大距离为305米。 线性范围：2MM（80MILS），从被测靶面0.25---2.3MM(10---90MILS)。 推荐间隙设定值：1.27MM(50MILS)。 系统长度：5米系统：探头总长（探头壳体+猪尾线的长度）+延伸电缆 长度=5米。 9米系统：探头总长（探头壳体+猪尾线的长度）+延伸电缆 长度=9米。 环境温度：探头：-35---177℃ 延伸电缆：-51---177℃ 前置器：-35---85℃ 3300XL 8MM电涡流传感器解读： 部件号-AA-BB-CC-DD-EE 部件号：330101，330102，330103，330104，330106，330140，330141。 AA：无螺纹长度：04=0.4英寸 BB；壳体总长度：24=2.4英寸 CC：总长度：05=0.5米 智能故障诊断技术知识总结 一、绪论 □智能： ■智能的概念 智能是指能随、外部条件的变化，具有运用知识解决问题和确定正确行为的能力。 ■低级智能和高级智能的概念 低级智能——感知环境、做出决策和控制行为 高级智能——不仅具有感知能力，更重要的是具有学习、分析、比较和推理能力， 能根据复杂环境变化做出正确决策和适应环境变化 ■智能的三要素及其含义 三个基本要素：推理、学习、联想 推理——从一个或几个已知的判断（前提），逻辑地推断出一个新判断（结论）的思维形式 学习——根据环境变化，动态地改变知识结构 联想——通过与其它知识的联系，能正确地认识客观事物和解决实际问题 □故障： ■故障的概念 故障是指设备在规定条件下不能完成其规定功能的一种状态。可分为以下几种情况： 1.设备在规定的条件下丧失功能； 2.设备的某些性能参数达不到设计要求，超出允许围； 3.设备的某些零部件发生磨损、断裂、损坏等，致使设备不能正常工作； 4.设备工作失灵，或发生结构性破坏，导致严重事故甚至灾难性事故。 ■故障的性质及其理解 1层次性——系统是有层次的，故障的产生对应于系统的不同层次表现出层次性。 一般可分为系统级、子系统级、部件级、元件级等多个层次；高层故 障可由低层故障引起，而低层故障必定引起高层故障。诊断时可采用 层次诊断模型和诊断策略。 2相关性——故障一般不会孤立存在，它们之间通常相互依存和相互影响，如系统 故障常常由相关联的子系统传播所致。表现为，一种故障可能对应多 种征兆，而一种征兆可能对应多种故障。这种故障与征兆间的复杂关 系导致了故障诊断的困难。 3随机性——故障的发生常常是一个与时间相关的随机过程，突发性故障的出现通 常都没有规律性，再加上某些信息的模糊性和不确定性，就构成了故 障的随机性。 4可预测性——设备大部分故障在出现之前通常有一定先兆，只要及时捕捉这些征 兆信息，就可以对故障进行预测和防。 □故障诊断： ■故障诊断的概念 故障诊断就是对设备运行状态和异常情况做出判断。具体说来，就是在设备没有发 生故障之前，要对设备的运行状态进行预测和预报；在设备发生故障之后，要对故 障的原因、部位、类型、程度等做出判断；并进行维修决策。 ■故障诊断的实质及其理解 故障诊断的实质——模式识别（分类）问题 离心式压缩机常见振动故障诊断及解决办法 摘要离心压缩机是高速运转的设备，运行中产生振动是不可避免的。但是振动值超出规定范围时的危害很大。对设备来说，引起机组静动件之间摩擦、磨损、疲劳断裂和紧固件的松脱，间接和直接发生事故。对操作人员来说，振动噪音和事故都会危害健康。下面就常见的振动现象进行简单诊断并提出相应的解决的办法。 关键词离心压缩机；振动；转子；共振；喘振 1 油膜振荡 1.1 油膜振动值的变化有一定规律 1）振动值与环境温度的变化存在一定规律，温度下降，振动值略有升高；反之会下降。环境温度的变化影响润滑油温、润滑油粘度、油膜刚度的变化，从而影响轴承振动值的变化。 2）振动值大小与声音的剧烈程度同步：振动大时，声音剧烈；振动小时，声音平缓。 3）其他运行参数变化时，振动值变化较迟钝，压缩机在空负荷运行时（吸风阀未打开时）就产生剧烈振动，在吸风、力口压过程中，振动值基本不变。 1.2 故障解决方案 油膜振荡是由半速涡动发展而成，即当转子转速升至两倍于第一临界转速时，涡动频率与转子固有频率重合，使转子一轴承系统发生共振性振荡而引起，如果能提高转子的第一临界转速，使其大于0.5倍工作转速，即可避免发生油膜振荡，但这显然无法实现。 只有通过加大轴承的载荷，使轴颈处于较大的偏心率下工作，提高轴瓦稳定性的办法解决。 在振荡发生时，提高油温，降低润滑油的粘度。 2 临界转速 临界转速是指数值等于转子固有频率时的转速。转子如果在临界转速下运行，会出现剧烈的振动，而且轴的弯曲度明显增大，长时间运行还会造成轴的严重弯曲变形，甚至折断。 装在轴上的叶轮及其他零、部件共同构成离心式压缩机的转子。离心式压缩 故障诊断及相关应用 摘要 故障诊断技术是一门以数学、计算机、自动控制、信号处理、仿真技术、可靠性理论等有关学科为基础的多学科交叉的边缘学科。故障诊断技术发展至今，已提出了大量的方法，并发展成为一门独立的跨学科的综合信息处理技术，是目前热点研究领域之一。我国的一些知名学者也在这方面取得了可喜的成果。 关键字：故障诊断，信息处理 1故障诊断技术的原理及基本方法 按照国际故障诊断权威，德国的Frank P M教授的观点，所有的故障诊断方法可以划分为3种：基于解析模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法。 1.1基于解析模型的故障诊断方法 基于解析模型的方法是发展最早、研究最系统的一种故障诊断方法。所谓基于解析模型的方法，是在明确了诊断对象数学模型的基础上，按一定的数学方法对被测信息进行诊断处理。其优点是对未知故障有固有的敏感性；缺点是通常难以获得系统模型，且由于建模误差、扰动及噪声的存在，使得鲁棒性问题日益突出。 基于解析模型的方法可以进一步分为参数估计方法、状态估计方法和等价空间方法。这3种方法虽然是独立发展起来的，但它们之间存在一定的联系。现已证明：基于观测器的状态估计方法与等价空间方法是等价的。相比之下，参数估计方法比状态估计方法更适合于非线性系统，因为非线性系统状态观测器的设计有很大困难，通常，等价空间方法仅适用于线性系统。 1.1.1参数估计方法 1984年，Iserman对于参数估计的故障诊断方法作了完整的描述。这种故障诊断方法的思路是：由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件参数之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，进而由关系方程求解实际的物理元器件参数，将其与标称值比较，从而得知系统是否有故障与故障的程度。但有时关系方程并不是双射的，这时，通过模型参数并不能求得物理参数，这是该方法最大的缺点。目前，非线性系统故障诊断技术的参数估计方法主要有强跟踪滤波方法。在实际应用中，经常将参数估计方法与其他的 ( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020年高压开关柜的在线监测 与故障诊断技术 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes 2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断 技术 高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。 高压开关柜分户内式和户外式两种，10kV及以下多采用户内式，根据一次线路方案的不同，可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器，断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构，也有配手 动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上有很大的差别，这将影响到传感器的安装和选择。 1.高压开关柜的故障表现及其原因 调查统计表明，高压开关柜的故障主要有以下几类： （1）拒动、误动故障：这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类：一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成；另一类是因电气控制和辅助回路造成。 （2）开断与关合故障：这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。 （3）绝缘故障：表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，ＣＴ闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。 （4）载流故障：7.2～12ｋＶ电压等级发生载流故障主要原因 状态检测、故障诊断技术在离心压缩机上的应用 原作者：蔡广斌温宾江 出处： 【关键词】离心式压缩机,振动,故障诊断 【论文摘要】旋转机械故障诊断技术在发电、化工行业等大型透平，离心机组上的应用日益广泛。介绍了大庆天然气公司从美国DRSSER-RAND公司引进的D10R9B离心压缩机应用振动检测，故障诊断技术，分析、推断、处理的轴振动超高的问题及收到的良好效果。 AbstractSPAN class=zye style="FONT-SIZE: 10pt">Application of rotary mechanism trouble diagnosis technology on Large turbin and centrifugal unit used in power station and chemical industry is getting extensive day by day.Da Qing Natural Gas Company imported D10R9B Centrifugal compressor from American DRSSER-RAND Company is introduced.Problems of exceeding vibration limit of shaft are analyzed,judged and treated by using vibration detection and trouble diagnosis technology,and good effect is obtained. Key words SPAN class=gje style="FONT-SIZE: 10pt">Centrifugal compressor Vibration Trouble diagnosis D10R9B离心压缩机是大庆天然气公司喇二压气站浅冷装置从美国DRSSER-RAND公司引进的。1998年10月2日投运时，轴振动在同意范围之内。运行52天后，压缩机的驱动端轴振动报警，VT-701Y在53μm左右，之后此状态没有改善。1999年6月20日开始，VT-701Y达到60μm，轴振动加剧，阻碍正常生产。该机组每天处理天然气40万m3，每天产值30万元左右。而且该机组采纳的是90年代先进设计、制造技术。为了幸免事故扩大，需尽快查明振动值高的缘故，采取有效的处理措施，把损失降到最小。我们组织有关人员对该机组及相关系统实施振动检 离心式空气压缩机运行故障分析及处理 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX 离心式空气压缩机运行故障分析及处理 国内工业生产已经步入机械自动化时代，机械控制系统是企业内部 生产调度的主要平台，满足了各类机械设备传动作业的控制需求。离心式空气压缩机是现代工业常见的一种设备，利用动能转换原理提升了设备内部的气体压力，维持着内外装置的稳定性运转。受到多方面因素的干扰，离心式空气压缩机故障率持续上升，对机械控制系统运行造成了诸多不便。本文分析了离心式空气压缩机工作原理，对其常见运行故障分析及处理方法进行总结，为机械自动化生产提供可靠的指导。 空气压缩机是能量转换的有效控制设备，通过把电动机运转产生的 机械能变为气体压力能，帮助机械设备内部系统正常地运转动作。伴随着我国空气压缩行业技术的快速发展，空气压缩机在结构布局及功能形式方面有了很大的改进，离心式空气压缩机成为了新一代空气压缩装备。由于石化工业生产对离心式压缩机原理掌握不足，实际生产控制存在着设备故障风险，详细分析离心式压缩机故障成因及处理方法，对机械设备自动化调度具有指导性作用。 1.离心式压缩机原理从不同的角度对压缩机进行划分，其可以划分的类别是多种多样的，如图1，常按照压缩机形式分为固定式、移动式、封闭式等类别，离心式压缩机是最为常用的设备之一。 1.1. 原理。离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时离心式空气压缩机工作稳定、可靠。离心式空气压缩机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。依据这一原理，离心式压缩机在机械传动系统中可提供足够的空气压力，促进 设备故障诊断原理技术及应用 机械设备故障诊断技术随着近十多年来国际上电子计算机技术、现代测量技术和信号处理技术的迅速发展而发展起来,是一门了解和掌握机械设备在使用过程中的状态,确定其整体或局部是否正常,早期发现故障及原因,并预报故障发展趋势的技术。 1.机械设备故障诊断的发展过程 设备故障诊断是指在一定工作环境下,根据机械设备运行过程中产生的各种信息判别机械设备是正常运行还是发生了异常现象,并判定产生故障的原因和部位,以及预测、预报设备状态的技术,故障诊断的实质就是状态的识别。 诊断过程主要有3 个步骤: ①检测设备状态的特征信号; ②从所检测的特征信号中提取征兆; ③故障的模式识别。其大致经历以下3 个阶段: ①基于故障事件原故障诊断阶段,主要缺点是事后检查,不能防止故障造成的损失; ②基于故障预防的故障诊断阶段; ③基于故障预测的故障诊断阶段,它是以信号采集与处理为中心,多层次、多角度地利用各种信息对机械设备的状态进行评估,针对不同的设备采取不同的措施。 2.开展故障诊断技术研究的意义 应用故障诊断技术对机械设备进行监测和诊断,可以及时发现机器的故障和预防设备恶性事故的发生,从而避免人员的伤亡、环境的污染和巨大的经济损失。应用 故障诊断技术可以找出生产设备中的事故隐患,从而对机械设备和工艺进行改造以 消除事故隐患。状态监测及故障诊断技术最重要的意义在于改革设备维修制度,现在多数工厂的维修制度是定期检修,造成很大的浪费。由于诊断技术能诊断和预报设备的故障,因此在设备正常运转没有故障时可以不停车,在发现故障前兆时能及时停车。按诊断出故障的性质和部位,可以有目的地进行检修,这就是预知维修—现代化维修 技术。把定期维修改变为预知维修,不但节约了大量的维修费用,而且,由于减少了许多不必要的维修时间,而大大增加了机器设备正常运转时间,大幅度地提高生产率,产生巨大的经济效益。因此,机械状态监测与故障诊断技术对发展国民经济有相当重要的作用。 3.机械故障诊断的研究现状 机械故障诊断作为一门新兴的综合性边缘学科,经过30 多年的发展,己初步形成了比较完整的科学体系。就其技术手段而言,已逐步形成以振动诊断、油样分析、温度监测和无损探伤为主,其他技术或方面为辅的局面。这其中又以振动诊断涉及的领域最广、理论基础最为雄厚、研究得最具生机与活力。目前,对振动信号采集来说, 计算机技术足以胜任各种场合的需要。在振动信号的分析处理方面,除了经典的统计分析、时频域分析、时序模型分析、参数辨识外,近来又发展了频率细化技术、倒谱分析、共振解调分析、三维全息谱分析、轴心轨迹分析以及基于非平稳信号假设的短时傅立叶变换、Wign2er 分布和小波变换等。就诊断方法而言,除了单一参数、 单一故障的技术诊断外,目前多变量、多故障的综合诊断已经兴起。 人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力,故障诊断的专家系统不 价值工程 0引言 吐丝机是高速线材生产的关键设备，布置在精轧机后，其作用是将线材绕制成一定直径的线圈,然后平铺在 风冷辊道上[1]。 吐丝机运转的正常与否，直接关系着吐丝质量和成品丝的收集。为提高吐丝机运转的可靠性，延长其使用寿命，安装了棒线材轧机网络监测诊断系统—LeadMeasur-GX2，对包括吐丝机在内的精轧机组的振动情况进行监测，并分析诊断故障结果，从而及时掌握设备的运行状况，及时甚至早期发现设备的异常状况，为合理地制订设备的维护计划提供技术依据，以防止由于某些易 损件（例如滚动轴承、 连接螺栓、齿轮等）的突然失效而造成的重大设备事故。 1高线吐丝机典型设备故障及特点 1.1吐丝机滚动轴承的主要故障高线吐丝机滚动轴承故障约占全部故障的50%左右。滚动轴承事故往往发生在转速较高的设备上。滚动轴承的内外圈故障一般短时间内不会对吐丝机造成大的影响，但不处理会引起轴承运转问题，造成间隙误差加大，并产生额外热量，从而使磨损加快，最后酿成较大的事故。内外圈故障的原因和润滑、安装状况、轴承质量、使用情况都有关，往往很难直接判断事故的具体原因。轴承滚动体事故往往是保持架的问题，如果保持架损坏造成滚动体脱落，对于吐丝机轴承而言，极易引起伞齿轮啮合不好而发生打齿事故，造成一对伞齿轮报废，使连带损失加大，检修更换和组装备件时间增长。一般的滚动轴承故障往往会事先有迹象，如能及时诊断并进行处理，往往会避免较大的连带事故发生。高线吐丝机滚动轴承的主要故障有：磨损、疲劳剥落、塑性变形、腐蚀、断裂等。 1.2吐丝机传动齿轮的主要故障齿轮打齿事故可分为部分打齿和全打齿，其中部分打齿是指齿的局部损坏， 暂时不会影响设备的使用，但会有一些征兆，如震动加大， 造成齿轮整个承载能力的下降等，不及时处理会造成全打齿的发生。全打齿是指部分或全部的整根齿损坏，发生后会有剧烈震动，设备不能继续运行，而由于螺旋伞齿轮的运行精度要求更高，在使用中，往往小的断齿事故就会使设备不能直接使用。高线吐丝机齿轮的主要故障形式有： 齿面接触疲劳与点蚀、 齿面磨损、齿面胶合和划痕、弯曲疲劳与断齿等。 2共振解调技术 应用共振解调技术的主要目的是为了检测机械设备出现故障隐患时的微冲击，利用加速度传感器监测机械设备的振动来获取轴承、齿轮及其他旋转机械因故障产生的微冲击信息。冲击信号自身包含无限次谐波脉冲，高频分量尤其丰富，利用冲击信号的这一特点，采用高频谐振器剔除信号中难以区分正常与否的低频振动信息，获取信号中由碰撞冲击而产生的高频成分，由谐振器转换成高频自由衰减振荡的共振波形，再由解调电路转换为低频信号，这样就可以从幅值和频率两个方面实现高信噪比的故障诊断[2]。轴承外圈故障的特征频率为： fc=fK0z=（Do —d ）foz/2Do=（Do —d ）nz/120Do （1）式中：Do ———轴承的节径，mm ； D ———滚动体直径，mm ；Z ———滚动体个数，个；n ———轴的转速，r/min 。式（1）为根据理论计算轴承外圈有故障时的特征频率。如果从振动信号的频谱中看到对应的谱线，就可以对轴承外环的故障作出诊断[3]。 3吐丝机在线监测系统 吐丝机在线监测系统采用加速度传感器，安装在吐丝机本体上，通过抗干扰的屏蔽线路把设备的振动信号测取 出来，送至信号预处理仪进行处理。处理后的数字信号在 经过时域波形、频谱、倒谱、历史数据与当前数据的比较等多种分析功能， 提取振动信号中的各种有用信息，确定设备运行的情况，达到对设备状态的监测、故障诊断的目的。—————————————————————— —作者简介：张丹（1968-），女，河北唐山人，本科生，工程师，讲师， 研究方向为冶金机械；吴爱新（1969-），女，河北廊坊 人，工程硕士，高级讲师，研究方向为金属塑性变形及生产过程控制。高线吐丝机在线监测与故障诊断技术的研究与应用 The Research and Application of Laying Head On-line Monitoring and Fault Diagnostic Technique 张丹ZHANG Dan ；吴爱新WU Ai-xin （唐山科技职业技术学院，唐山063001） （Tangshan Vocational College of Science and Technology ，Tangshan 063001，China ） 摘要：为提高对吐丝机等高线设备的事故预知与维修能力，达到降低成本、减少事故发生频率的目的，本文重点研究了吐丝机网 络监测诊断系统—LeadMeasur-GX2系统在线材生产过程中的应用情况，通过对系统运行情况的分析，总结出了包括吐丝机在内的精 轧机组的振动情况与事故之间的因果关系，从而对事故进行前瞻性的预测，实现了对重大故障的及时发现与处理，保障了设备的安全可靠的运行，降低了设备故障率。 Abstract:Equipment of high speed wire-rod including Laying Head is fitted with on-line monitoring system in order to improve the ability of predictive maintenance of highline equipment like Laying Head ，and to achieve the goal of lowering costs ，cutting down the time taken by accident.Through the operation of the system ，catastrophic failure can be discovered in time,which plays a positive and secure role in the safe and reliable operation of equipment and thus reduces equipment failure rate. 关键词：吐丝机；在线监测；故障诊断Key words:laying head ；on-line monitoring ；fault diagnostic 中图分类号：TH6文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0032-02 ·32· 电气设备状态监测与故障诊断 1 前言 1.1 状态监测与故障诊断技术的含义 电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。 “监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。 广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。 1.2 状态监测与故障诊断技术的意义 电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。但这样会导致制造成本增加。此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。 早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。但是，如前所离心式空气压缩机运行故障分析及处理示范文本
故障诊断方法与应用
在线监测与故障诊断
智能状态监测与故障诊断教程文件
故障诊断技术发展现状
离心式压缩机常见故障分析及处理方法
压缩机探头的安装,调试及故障判断
智能故障诊断技术知识总结
离心式压缩机常见振动故障诊断及解决办法
故障诊断及相关应用
2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断技术
状态检测、故障诊断技术在离心压缩机上的运用
离心式空气压缩机运行故障分析及处理
设备故障诊断原理技术及应用
高线吐丝机在线监测与故障诊断技术的与应用
电气设备状态监测与故障诊断word版本