基于多源信息融合方法的透平机组低频故障快速判别技术.pdf

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1、·24·工业仪表与自动化装置2013年第6期基于多源信息融合方法的透平机组低频故障快速判别技术金颖，郎博，温广瑞，印建安，陈余平，候新军(1．西安陕鼓动力股份有限公司售后服务部，西安710075；2．西安交通大学西安710049)摘要：阐述了透平机组低频故障的流体激励与油膜涡动、油膜振荡故障相似与相异的故障特征，结合可依靠的全息谱，提出了快速诊断判别这两类故障的一种新技术方法，通过大量的研究与实践把这种反向推论应用到透平机组的现场故障快速处理中，总结出多个案例与大家共享。关键词：透平机组；低频故障；流体激励；油膜类故障；快速诊断中图分类号：TP277文献标

2、志码：A文章编号：1000—0682(2013)06—0024—05Arapididentificationtechnologyofturbinelowfrequencyfaultsbasedonmulti—sourceinformationfusionmethodJINYing，LANGBo，WENGuangmi，YINJian'an，CHENYuping，HOUXinjun(1．Xi'anShaanguPowerCo．，Ltd．，Xi'an710075，China；2．Xi'anJiaotongUniversity，Xi"an710049，China)

3、Abstract：Thispaperexpoundedtwosimilarlowfrequencyfaultsfeatureofturbine，suchasflowex—citation，oilwhip．Basedonholospectrumanalysis，anewfaultdiagnosisapproachisproposedfordistin—guishthistwokindsfaults．Throughin—depththeoreticalresearchandroughanalysisofpracticalcases，itappliedthism

4、othodintofaultdiagnosisofturbine．Andtwoexampleshasbeengiventoprovethefeasi—bilityofthismethod．Keywords：turbine；lowfrequencyfaults；flowexcitation；oilwhip；rapididentification0引言1流体激励的故障特征透平机组低频故障，是指识别这种故障的主要流体激励包括不均匀气流涡动和密封内气流激特征谱线的频率低于转子的回转频率。在低频区域励，其产生机理为密封间隙内压力径向分布不均和有许多与流体介质有关的故

5、障，谱图上经常会出现转子转矩径向不平衡。流体激励表现为分倍频成片的、非稳态的、由流体介质所激发的有色噪音。区的有色噪音，如图1所示。将水平和垂直两个方同时调制的频率也不稳定，往往是转子在轴向受到向的信号保相低通滤波，滤去转频以上的高频分量流体激发后的窜动在径向传感器上的反映。再合成，所得到的滤波轴心轨迹如图2所示。不论常见的低频故障有：旋转脱离、旋转失速、喘振、轨迹的形状如何，都有一个重心，可以用来区分其他流体激励、气封磨损、支座松动、管道激励、油膜涡动低频区的有色噪音。做出精确低频的二维全息谱如和油膜振荡等⋯。图3所示40⋯．。．-i收稿日期：2013—

6、01—30量30⋯_{‘基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目资助(2012A20．．j-{-·eA040913)lOl_作者简介：金颖，辽宁辽阳人，硕士研究生，教授级高工，国内首n

7、』^^00100200300400500600700800900Hz家制造厂商大型透平机械的远程状态监测与故障服务研究及应用中心主要创建人。图1流体激励的FfYr幅值谱2013年第6期工业仪表与自动化装置·25·盯加∞0∞∞"9OOO009的合力。此合力在与转子偏心位移相垂直方向的切＼向上作用，又将激励转子作进一步的涡动，严重就可fE＼导致转子失稳。故障特征如下：1)

8、涡动频率一般为工频的0．6—0．9倍；，2)轴心轨迹呈椭圆形，正进动；；3)转速及负荷均存在一个“门限值”，在其值附、＼＼三一=三近运行可能导致强烈振动；．187．9-120．0．60．00．060．0l2O．0l87．94)发生强烈振动时，主要频率成分在转子一阶图2流体激励的滤波轴心轨迹固有频率附近，且频带较宽，形成振荡；5)振动的再现性强；6)一般当转子有不平衡、不对中和偏心故障时容易发生涡动。7)由于调幅、调频的原因，涡动频率也可能出现在o．1～0．4倍频处。图3流体激励的二维全息谱2油膜涡动与油膜振荡的故障特征1．1不均匀气流涡动机理油膜涡动与油膜

9、振荡二者都是流体动力失稳现在理想情况下，叶轮与固定腔的径向间隙沿周