水轮发电机推力轴承在线振动监测系统设计与应用

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1、第31卷第7期长江科学院院报Vo1．31No．72014年7月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJu1．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．07．0192014，31(07)：99—102，108水轮发电机推力轴承在线振动监测系统设计与应用江学文(三峡电力职业学院动力工程学院，湖北宜昌443000)摘要：传统推力轴承运行参数的监测对象局限于油温、瓦温、油膜压力和油膜厚度等，无法得到镜板波浪度、推力瓦不水平度、推力瓦不水平方位、镜板与大轴的不垂直度、镜板与大轴的不垂直方位等重要参数。针对上述

2、问题，提出了一种新型的推力轴承在线振动监测系统。在详细阐述系统体系的基础上，给出了数据处理的关键技术，获得了表现推力轴承状态的量化结果。该系统具有通用性强、精度高的特点，有较好的应用和推广价值。关键词：水轮发电机；推力轴承；在线振动监测中图分类号：TP216．1文献标志码：A文章编号：1001—5485(2014)07—0099一o4发出来的一种新型监测系统。该系统具备连续采样数据8阶抗混滤波，截止频率20—2000Hz可程控1研究背景调整的能力，以键相信号为基准计算判定推力瓦不推力轴承是水轮发电机的关键部件，支持水轮水平方位、镜板与大轴的不垂直方位，以若干个电涡发电机组转动部分重量和水推

3、力，由镜面推力头和流传感器(本文介绍的测试方案中，选择3只传感推力轴瓦组成，其性能关系到整个机组的稳定性、可器)测量的振动位移参数为基本参数，计算得到镜靠性和经济性。国外水力发电机组故障统计数据表板波浪度、镜板与大轴的不垂直度、推力瓦不水平度明，约有50％～60％的机组故障由推力轴承引起，等重要参数。该系统应用方便可靠，测量、计算精度由此引起的故障停机比较普遍。我国建成投产的大高。目前，该系统已经在水电厂得到应用，并具有较型水电机组，如水口、广蓄、吉林台、白山、龙羊峡等高的应用和推广价值。水电厂发电机组都曾发生过推力轴承瓦温升高，瓦面磨损的故障现象。近年来，制造厂商和科研单位2系统体系做出

4、了巨大努力来改进轴承结构和轴瓦材料，但推力轴承故障问题的现状没有得到根本改变。推力轴2．1系统设计思想和应用目标承运行参数较多，目前机组运行中主要监测对象是系统设计思想：利用在推力轴承内垂直方向安推力瓦温和油温¨，对于推力轴承的其他重要运行装的多只电涡流传感器，利用涡流效应原理，振动位参数，如推力瓦不水平、推力瓦不水平方位、镜板与移发生变化，传感器的阻抗发生变化，利用阻抗变化主轴不垂直、镜板与主轴不垂直方位、镜板波浪度等可测出其检波电压，电压大小便可反映出传感器与还难以实施在线监i贝0。因此，对推力轴承实施振动镜板间的振动位移。镜板振动位移测量信号经过分监测，并通过量化分析的手段获取推力轴

5、承的上述解及矢量合成，可获得推力瓦不水平度、推力瓦不水状态数据，是保证机组安全经济运行的振动故障研平方位、镜板与主轴不垂直度、镜板与主轴不垂直方究的重要手段之一。位、镜板波浪度等重要参数。将镜板位移信号分离众所周知，温度量是慢变量，当推力瓦温和油温去除机组的轴向振动信号，剩余信号分量则是镜板升高时，表明故障已经发生了，因而在故障预警中无与主轴不垂直度及镜板波浪度合成的信号；推力瓦法担当起重要的职责，与之相比较，振动量则是一种不水平的测量由不同工况下信号的变化计算获得，快变量，它能对推力轴承在运行中出现的潜在风险镜板与主轴不垂直方位、推力瓦不水平方位由键相作出实时的反应，只要对振动量进行恰当

6、的处理，则信号作为基准进行计算获得。不仅能够预警故障，还能获得产生故障的原因。系统的应用目标：上述推力轴承振动测量所获推力轴承在线振动监测系统是针对上述问题开得的数据，一方面可以对镜板的轴向振动进行波形收稿日期：2013—05—09；修回日期：2013—06～09作者简介：江学文(1976一)，男，湖南岳阳人，高级工程师，硕士，主要从事水轮发电机研究，(电话)15872594775(电子信箱)jxw1976@126tom。l00长江科学院院报2014生分析和频谱分析，掌握机组转动部分轴向振动的基线性度±1％；本情况；另一方面，镜板振动位移信号经过分解及矢输出一2～一18V；量合成，获得的推

7、力瓦不水平、推力瓦不水平方位、工作温度一40～180oC，漂移<5％；镜板与主轴不垂直、镜板与主轴不垂直方位、镜板波供电电源一24V。浪度等重要参数，既可以作为评估推力轴承运行状(2)键相信号测量用传感器，键相块安装方位态的依据，也可以对推力轴承的检修提供直接的参见图3。传感器技术参数与镜板轴向振动位移测量考数据，同时也确定了推力轴承检修的方向与重点，用传感器相同。如果结合检修前后数据进行对比，还可以对推力轴承的检修效果