【精品】大型回转机械故障诊断的现状和发展趋势.doc

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1、大型回转机械故障诊断的现状和发展趋势PresentConditionandDevelopingTrendforTroubleDiagnosisofLarge—typeRotaryMachinery机械故障诊断学是一门近二十年内发展起来的新学科，是现代化设备维修技术的重要组成部分，正日益成为设备维修管理工作现代化的一个重要标志。此项技术的应用能确保机械设备安全运行，提高产品质量,节约维修费用以及防止环境污染。随着现代化大工业的迅猛发展，石化,电力、航空、冶金、能源和工程机械等行业中广泛应用的各类大型回转机械如离心压缩机、汽轮发电机、风机、水轮机和燃气轮机，日益向大型化、高

2、速化、自动化、长周期连续运行方向发展。上述各类回转机械的正常运行，不仅能为国家创造巨大的物质财而且还产生了巨大的社会效益。由于设备质量缺陷，维护不当以及运行操作失误引起的各类故障都会影响到回转机械的稳定运行，威胁到生产的安全，甚至会造成设备停机、流程中断，造成严重的经济损失。据统计，1992-1993年，国内17套尿素装置故障停车共计549次，停车957天，相当于3套尿素装置的生产能力放空一年，最多的一套装置共停车67次，共计110天，直接经济损失数亿元。1995年酒泉钢铁公司的发电机组由于多次强行启动，造成转子弯曲过大而报废，给酒钢和嘉峪关市造成了近亿元的经济损失。因

3、此研制和开发先进的大型回转机械状态监测和故障诊断系统,对于确保这些关键设备的安全、高效、长周期运行，避免巨大的经济损失和灾难性事故的发生，具有重大的经济价值。1大型回转机械故障诊断技术的现状20世纪70年代以来，电子技术和信号处理技术的迅猛发展，转子-轴承系统动力特性研究的不断深入，有力地促进了大型回转机械状态监测和故障诊断技术的发展，使大型回转机械状态监测和故障诊断技术水平不断提高。大型回转机械状态振动监测和故障诊断技术主要包括转子振动监测系统开发、振动信号处理和分析技术、转子故障诊断技术等。回转机械状态监测分为离线定期监测和在线监测两种方式。离线定期监测首先用磁带记

4、录仪或数据采集器对转子振动信号进行收集，然后送入频谱分析仪如CF940,SD375等进行分析。在线监测是不断地对机组各测点的振动信号进行记录、监测，一旦机组发生故障，可以得到机组当时的振动信号。国外非常注重大型回转机械状态监测和故障诊断设备的开发，无论是用于离线监测和在线监测都有比较成熟的产品供选用，如日本和丹麦生产的磁带记录仪，美国亚特兰大公司的M777便携式数据采集器，信号处理仪常见的是HP、B&K、小野公司的产品。在线监测系统主要由工业用微机系统和基于微机处理器的专用仪器组成，可同时对转子几十或几百通道的振动信号进行实时监测，如美国本特利公司生产的TDM和DDM系

5、列产品和亚特兰大公司生产的M6000系列产品等。国内一些大型企业引进了一些大型回转机械状态监测仪器，开阔了大家的眼界,促进了国内大型回转机械状态监测和故障诊断技术的开展。进口监测仪器的突出缺点是价格昂贵，维护和改进更新都很困难，因此不可能在我国推广普及，针对上述缺陷,国内一些科研机构和高等学校利用价格低而又灵活的个人计算机开发了一些转子监测和诊断系统。哈尔滨工业大学开发的“微机对机组振动监测和故障诊断系统MMMD一1”，西安交通大学与镇海石化总厂联合开发的“大型旋转机械计算状态监测及故障诊断系统”等，这些系统具有很高的性能价格比,与我国企业的实际情况紧密结合，有利于在我

6、国推广，并已取得了良好的效果。以个人计算机为基础开发大型回转机械监测系统,这几年在国际上也受到了重视。大型回转机械振动信号分析的目的是提取出转子运行信息，有效的信号处理和运行信息提取是完成转子状态监测和故障诊断的关键。目前，振动信号处理方法很多,如倒频谱分析、双谱分析、主分量自回归谱分析、Wigner分布、ANC技术。但是，对于大型回转机械振动信号处理和故障诊断来说,目前，主要利用FFT谱分析对转子振动信号进行处理，提取转子运行状态变化和转子故障信息，实现大型回转机械的故障诊断和运行状态监测，FFT谱是最有效和直观的分析方法。与FFT谱相结合的时域分析方法有轴心轨迹、时

7、域波形分析和用于大型回转机械启停信号分析的瀑布图、Bode图、NYqUist图。为了更好地提取转子运行信息,基于FFT谱分析，R.B.Randall,提出了谱的趋势分析；BrianR.Humes将一倍频和二倍频的幅值和相位相结合绘制在极坐标图上，建立了矢量监测图(VectorMonitoringPinpoints),监测工作转速下一倍频响应向量和二倍频相应向量的变化,来发现回转机械状态的变化；I.Iman提出了Histogram信号分析技术(Histo-gramSignatureAnalysisTechnique),将正常运行状态下的转子