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艾默生振动分析仪CSI 2120在外高桥电厂风机和定冷泵振动故障诊断中的应用

供稿:艾默生自动化解决方案 2007/6/28 11:23:00

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摘要: 本文介绍了上海外高桥发电有限责任公司利用艾默生过程管理CSI 2120振动分析仪采集主要设备振动数据,准确诊断出1# 机组一次风机和2# 机组定冷泵的轴承故障。
关键词:振动分析;故障诊断外高桥电厂自1998年开展状态检测技术的应用以来,利用艾默生CSI 2120振动分析仪定期对机组的辅机进行振动信号的采集和设备状态分析, 取得了很好的成效。2007年1月份在对各设备作振动分析时发现1# 机组风机和2# 机组定冷泵振动出现异常,准确判断出1# 风机滑动轴承,2#机组定冷泵的电机和泵的滚动轴承出现故障,更换轴承后设备振动恢复正常。


一、风机振动诊断分析1.设备概况
电机转速为1485r/min(28.75HZ),轴承为滑动轴承。采用加速度传感器分别测量两个轴承的轴承座外壳水平、垂直和轴向方向的振动量。测点位置如图1所示。
图1
图1 一次风机测点布置图
2.诊断分析
图2为电机自由端M1H测点自2002年以来的振动总量趋势图,可以看出2007年1月份该测点的振动幅值相比以前略有上升,但并不明显。从波形和频谱图(图3)中则发现,该测点每旋转一周会出现一次比较明显的冲击,是较为明显的轴承故障特征。春节期间停机检查,发现该滑动轴承有明显的剥落故障,如图4所示。
图2
图2 一次风机电机M1H测点振动趋势图

图3
图3 一次风机电机M1H测点波形频谱图

图4
图4 出现剥落故障的滑动轴承
二、定冷泵振动诊断分析1. 设备概况
电机频率为2950r/min(49.13HZ),电机端轴承型号为SKF6313,定冷泵端轴承型号为SKF6307。采用加速度传感器分别测量两个轴承的轴承座外壳水平、垂直和轴向方向的振动量。测点位置如图5所示。在进行普通的波形频谱分析的同时,还利用了CSI的专利技术 PeakVueTM 对轴承进行状态监测。
CSI
CSI 2120采集前置泵的振动数据

CSI
CSI 2120采集前置泵的振动数据

图5
图5 定冷泵测点布置图
2. CSI 专利技术峰值检测 ( PeakVueTM ) 简介
要了解PeakVueTM的工作原理,首先必须了解什么是应力波。应力波是一种非常短暂的连续性脉冲讯号(百万分之一秒到千分之一秒的范围),它发生于金属与金属之间的冲击或摩擦现象。滚动轴承如出现故障,当滚珠通过缺陷区时,由于油膜中断会使金属直接碰撞,从而产生应力波。应力波属于低能量信号,隐藏在振动频谱底层的背景能量中,用常规的振动信号采集和频谱分析难以发现。PeakVueTM 专注于寻找和分离这些高频、低能量的应力波,并且加强信号,使其高于频谱的背景能量信号,从而能更明显地诊断损坏根源。3. 诊断分析
1月底该机组振动加剧。对其进行振动检测,发现电机端和定冷泵端振动均严重超标,达到22mm/s以上,频谱中出现明显的高频成分。怀疑是滚动轴承故障所致。但频谱图中并未发现明显的滚动轴承特征故障频率及其谐波成分。利用PeakVueTM 技术对信号进行处理后再观察其频谱图,发现滚动轴承内圈故障频率及其谐波成分,如图7和图9所示。停机拆检,证实电机轴承与泵的轴承都存在严重的内圈故障。更换滚动轴承后电机和轴的振动均显著下降,达到1mm/s左右。如图10和图11所示。
图6
图6 定冷泵电机M2H测点振动波形频谱图

图9
图9 定冷泵P2V测点PeakVueTM 波形频谱图

图10
图10 定冷泵电机振动趋势图

图11
图11 定冷泵振动趋势图
三、结束语
一次风机和定冷泵轴承故障的及时发现,避免了振动增大导致其他零部件损坏及更严重的事故后果的发生,提高了提高了辅机设备的运行可靠性。

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