摘要: 本文介紹了上海外高橋發(fā)電有限責(zé)任公司利用艾默生過程管理CSI 2120振動(dòng)分析儀采集主要設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù),準(zhǔn)確診斷出1# 機(jī)組一次風(fēng)機(jī)和2# 機(jī)組定冷泵的軸承故障。
關(guān)鍵詞:振動(dòng)分析;故障診斷
外高橋電廠自1998年開展?fàn)顟B(tài)檢測技術(shù)的應(yīng)用以來,利用艾默生CSI 2120振動(dòng)分析儀定期對機(jī)組的輔機(jī)進(jìn)行振動(dòng)信號的采集和設(shè)備狀態(tài)分析, 取得了很好的成效。2007年1月份在對各設(shè)備作振動(dòng)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)1# 機(jī)組風(fēng)機(jī)和2# 機(jī)組定冷泵振動(dòng)出現(xiàn)異常,準(zhǔn)確判斷出1# 風(fēng)機(jī)滑動(dòng)軸承,2#機(jī)組定冷泵的電機(jī)和泵的滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障,更換軸承后設(shè)備振動(dòng)恢復(fù)正常。
[IMG=外高橋電廠]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013220876921B.jpg[/IMG]
一、風(fēng)機(jī)振動(dòng)診斷分析
1.設(shè)備概況
電機(jī)轉(zhuǎn)速為1485r/min(28.75HZ),軸承為滑動(dòng)軸承。采用加速度傳感器分別測量兩個(gè)軸承的軸承座外殼水平、垂直和軸向方向的振動(dòng)量。外高橋電廠1所示。
[IMG=一次風(fēng)機(jī)測點(diǎn)布置圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013221578953I.jpg[/IMG]
圖1 一次風(fēng)機(jī)測點(diǎn)布置圖
2.診斷分析
圖2為電機(jī)自由端M1H測點(diǎn)自2002年以來的振動(dòng)總量趨勢圖,可以看出2007年1月份該測點(diǎn)的振動(dòng)幅值相比以前略有上升,但并不明顯。從波形和頻譜圖(圖3)中則發(fā)現(xiàn),該測點(diǎn)每旋轉(zhuǎn)一周會(huì)出現(xiàn)一次比較明顯的沖擊,是較為明顯的軸承故障特征。春節(jié)期間停機(jī)檢查,發(fā)現(xiàn)該滑動(dòng)軸承有明顯的剝落故障,如圖4所示。
[IMG=一次風(fēng)機(jī)電機(jī)M1H測點(diǎn)振動(dòng)趨勢圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013222282458A.jpg[/IMG]
圖2 一次風(fēng)機(jī)電機(jī)M1H測點(diǎn)振動(dòng)趨勢圖
[IMG=一次風(fēng)機(jī)電機(jī)M1H測點(diǎn)波形頻譜圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013223051075M.jpg[/IMG]
圖3 一次風(fēng)機(jī)電機(jī)M1H測點(diǎn)波形頻譜圖
[IMG= 出現(xiàn)剝落故障的滑動(dòng)軸承]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013224077464M.jpg[/IMG]
圖4 出現(xiàn)剝落故障的滑動(dòng)軸承
二、定冷泵振動(dòng)診斷分析
1. 設(shè)備概況
電機(jī)頻率為2950r/min(49.13HZ),電機(jī)端軸承型號為SKF6313,定冷泵端軸承型號為SKF6307。采用加速度傳感器分別測量兩個(gè)軸承的軸承座外殼水平、垂直和軸向方向的振動(dòng)量。測點(diǎn)位置如圖5所示。在進(jìn)行普通的波形頻譜分析的同時(shí),還利用了CSI的專利技術(shù) PeakVueTM 對軸承進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。
[IMG=CSI 2120采集前置泵的振動(dòng)數(shù)據(jù)]/uploadpic/tech/2007/12/20071210132246243849.jpg[/IMG]
CSI 2120采集前置泵的振動(dòng)數(shù)據(jù)
[IMG=CSI 2120采集前置泵的振動(dòng)數(shù)據(jù)]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013225278228R.jpg[/IMG]
CSI 2120采集前置泵的振動(dòng)數(shù)據(jù)
[IMG=定冷泵測點(diǎn)布置圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013225866253E.jpg[/IMG]
圖5 定冷泵測點(diǎn)布置圖
2. CSI 專利技術(shù)峰值檢測 ( PeakVueTM ) 簡介
要了解PeakVueTM的工作原理,首先必須了解什么是應(yīng)力波。應(yīng)力波是一種非常短暫的連續(xù)性脈沖訊號(百萬分之一秒到千分之一秒的范圍),它發(fā)生于金屬與金屬之間的沖擊或摩擦現(xiàn)象。滾動(dòng)軸承如出現(xiàn)故障,當(dāng)滾珠通過缺陷區(qū)時(shí),由于油膜中斷會(huì)使金屬直接碰撞,從而產(chǎn)生應(yīng)力波。應(yīng)力波屬于低能量信號,隱藏在振動(dòng)頻譜底層的背景能量中,用常規(guī)的振動(dòng)信號采集和頻譜分析難以發(fā)現(xiàn)。PeakVueTM 專注于尋找和分離這些高頻、低能量的應(yīng)力波,并且加強(qiáng)信號,使其高于頻譜的背景能量信號,從而能更明顯地診斷損壞根源。
3. 診斷分析
1月底該機(jī)組振動(dòng)加劇。對其進(jìn)行振動(dòng)檢測,發(fā)現(xiàn)電機(jī)端和定冷泵端振動(dòng)均嚴(yán)重超標(biāo),達(dá)到22mm/s以上,頻譜中出現(xiàn)明顯的高頻成分。懷疑是滾動(dòng)軸承故障所致。但頻譜圖中并未發(fā)現(xiàn)明顯的滾動(dòng)軸承特征故障頻率及其諧波成分。利用PeakVueTM 技術(shù)對信號進(jìn)行處理后再觀察其頻譜圖,發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承內(nèi)圈故障頻率及其諧波成分,如圖6和圖7所示。停機(jī)拆檢,證實(shí)電機(jī)軸承與泵的軸承都存在嚴(yán)重的內(nèi)圈故障。更換滾動(dòng)軸承后電機(jī)和軸的振動(dòng)均顯著下降,達(dá)到1mm/s左右。如圖8和圖9所示。
[IMG=定冷泵電機(jī)M2H測點(diǎn)振動(dòng)波形頻譜圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013230896734M.jpg[/IMG]
圖6 定冷泵電機(jī)M2H測點(diǎn)振動(dòng)波形頻譜圖
[IMG=定冷泵P2V測點(diǎn)PeakVueTM 波形頻譜圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013232638545E.jpg[/IMG]
圖7 定冷泵P2V測點(diǎn)PeakVueTM 波形頻譜圖
[IMG=定冷泵電機(jī)振動(dòng)趨勢圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013233269790S.jpg[/IMG]
圖8 定冷泵電機(jī)振動(dòng)趨勢圖
[IMG=定冷泵振動(dòng)趨勢圖]/uploadpic/tech/2007/12/2007121013233856233F.jpg[/IMG]
圖9 定冷泵振動(dòng)趨勢圖
三、結(jié)束語
一次風(fēng)機(jī)和定冷泵軸承故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn),避免了振動(dòng)增大導(dǎo)致其他零部件損壞及更嚴(yán)重的事故后果的發(fā)生,提高了提高了輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行可靠性。