Системы мониторинга состояния Bally Nevada являются основным решением для мониторинга вибрации и состояния систем валов промышленного вращающегося оборудования, такого как паровые турбины, генераторы, компрессоры и насосы. Его основной принцип основан на сборе и анализе ключевых параметров в реальном времени, включая механическую вибрацию, смещение вала и скорость вращения. Выявляя аномальные характеристики сигнала, он оценивает состояние здоровья оборудования для раннего предупреждения и диагностики неисправностей. Конкретные принципы подробно описаны ниже:
1. Основные параметры мониторинга и принципы измерения
Система получает физические параметры работы оборудования с помощью различных датчиков и преобразует их в электрические сигналы для анализа.
Мониторинг вибрации
принимаетбесконтактные вихретоковые датчикииликонтактные пьезоэлектрические датчики ускорения:
- Датчик вихретокового тока: На основе принципа электромагнитной индукции. Между зондом датчика и металлической поверхностью вращающегося вала образуется переменное электромагнитное поле. При возникновении вибрации вала изменение зазора изменяет силу вихревых токов, которые преобразуются в сигнал напряжения, пропорциональный вибрационному смещению. В основном он используется дляизмерение относительной вибрации валас точностью до микрона.
- Пьезоэлектрический датчик ускорения: Использует силу-электрическое преобразование пьезоэлектрических кристаллов для преобразования ускорения механической вибрации в сигналы заряда. После усиления он выдает сигналы напряжения, коррелирующие с интенсивностью вибрации, в основном дляизмерение абсолютной вибрации обсадной колонны.
Контроль смещения вала/дифференциального расширения
В основном полагается на вихретоковые датчики. Он измеряет отклонение осевого положения вращающегося вала (смещение вала) или относительное расширение между ротором и статором (дифференциальное расширение) и выдает сигналы линейного напряжения, чтобы отразить осевую стабильность системы вала и избежать трения между вращающимися и неподвижными компонентами.
Мониторинг скорости вращения и фазы
Принимает магнитоэлектрические или фотоэлектрические датчики:
- Магнитоэлектрический датчик: Вычисляет скорость вращения путем обнаружения импульсных сигналов, генерируемых, когда зубья шестерни или пазы шпоночной фазы на вращающемся валу разрезают магнитное поле; частота импульсов пропорциональна скорости вращения.
- Датчик ключевой фазы (синхронный сигнал): собирает сигналы синхронно с данными вибрации для анализа фазы вибрации и определения причин неисправности, таких как фазовые характеристики, соответствующие дисбалансу и несоосности.
2. Обработка сигналов и извлечение признаков
Исходные сигналы, собранные датчиками (вибрация, перемещение и т. д.), усиливаются и фильтруются проксимиторами, а затем передаются на хосты мониторинга, такие как стойки серий 3500 и 1770. Характеристики разломов извлекаются следующими методами:
- Анализ во временной области: вычисляет пиковое значение вибрации, среднеквадратичное значение и размах амплитуды, чтобы определить, превышает ли интенсивность вибрации стандартные пороговые значения (например, ISO 10816).
- Анализ частотной области: Преобразует сигналы временной области в спектрограммы с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для определения характеристических частот, таких как частота вращения f, 2× частота и гармоники.
Пример: дисбаланс ротора соответствует доминирующему пику при частоте вращения 1×; смещение соответствует доминирующему пику на частоте 2×; неисправности подшипников соответствуют определенным характеристическим частотам (например, частота неисправностей внутреннего кольца = 0,6f × количество шариков подшипника).
- Анализ тенденций: Записывает долговременные кривые изменения параметров (например, динамика вибрации в зависимости от времени работы). О степени износа оборудования судят по изменению уклона; внезапное повышение вибрации обычно указывает на повышенный износ подшипников.
3. Диагностика неисправностей и логика защиты
На основе предварительно установленных пороговых значений (уровень тревоги/уровень опасности) и базы данных типичных неисправностей система реализует раннее предупреждение и диагностику:
- Пороговая сигнализация: Когда вибрация или смещение превышают установленные пороговые значения (предупреждение о внимании, опасность отключения), система включает звуковые и визуальные сигналы тревоги и записывает отметку времени.
- Соответствие функций: Сравнивает спектральные характеристики в режиме реального времени с типичными признаками неисправностей (дисбаланс, несоосность, изгиб вала, завихрение масла и т. д.) для автоматической идентификации неисправности или помощи в ее идентификации. Например, стабильная фаза, сопровождаемая доминирующей составляющей частоты 1×, чаще всего указывает на дисбаланс ротора.
- Блокировка защиты: Для критически важного оборудования, такого как паровые турбины, когда параметры достигают опасного уровня, система выдает сигналы блокировки для автоматического отключения, предотвращая катастрофические отказы, такие как перелом вала и пожар, вызванный трением.
Основную логику мониторинга состояния Bently Nevada можно резюмировать следующим образом:
Измерение физических величин датчиками в режиме реального времени → обработка сигналов и извлечение характеристик → оценка состояния оборудования на основе характеристик.
Благодаря бесконтактным высокоточным измерениям и многомерному анализу сигналов он позволяет перейти от ремонта при поломке к профилактическому обслуживанию. Его основная ценность заключается в раннем обнаружении потенциальных неисправностей (например, начального износа подшипников, дисбаланса ротора), снижении рисков незапланированных остановов и затрат на техническое обслуживание.
Анализ классических технических вопросов
Вопрос 1: Можно ли без удлинительного кабеля напрямую соединить 5-метровый датчик вихревых токов с 5-метровым проксимитором?
А: Да. Нужно только соответствовать этому
длина зонда + длина удлинительного кабеля = номинальная длина проксимитора. Удлинительный кабель предназначен главным образом только для удобной установки и ввода в эксплуатацию.
Пример: датчик длиной 1 м + удлинительный кабель длиной 4 м = совместимость с проксимитором длиной 5 м.
Q2: Чувствительность датчика составляет 7,87 В/мм. Что является определяющим фактором?
А: Это в основном зависит от материала зонда (сталь 4140). Любое изменение материала приведет к изменению чувствительности.
Вопрос 3: Как площадь поверхности измеряемого вала влияет на результаты измерений?
А: Больший диаметр зонда → большее расстояние измерения, более низкая чувствительность и худшая линейность.
И наоборот, меньший диаметр зонда → меньшее расстояние измерения, более высокая чувствительность и лучшая линейность.
В4: Какие параметры проксимитора и зонда фиксированы и согласованы?
А: Исправлена радиочастота проксимитора; фиксированная емкость, индуктивность и сопротивление коаксиального кабеля и узла зонда. Это обеспечивает линейную пропорциональность между зазором между датчиком и валом и напряжением на зазоре.
СОТРАНИВАЙСЯ С НАМИ в любое время
Квартира 10, 6/F, блок А, Hi-Tech Ind. Ctr. 5-21 Пак Тин Пар Стрит, Цуэнь Вань, Гонконг
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
