旋转机械设备故障诊断预警系统在汽轮发电机组应用

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1、旋转机械设备故障诊断预警系统在汽轮发电机组应用　　摘要：本文介绍丹麦ROVSINGDynamics公司OPENpredictorTM旋转机械设备故障诊断预警系统的组成，功能，使用效果。关键词：汽轮发电机组；故障诊断；预警；分析中图分类号：TB857+.3文献标识码：A文章编号：1引言汽轮机发电机组是高速旋转的机械设备，机械设备的故障一般都有前期症状，而故障诊断预警系统能提前预知，从而防止设备故障进一步恶化，对设备有针对性地计划检修，减少了汽轮机发电机组重大事故发生和机组跳闸对社会供电的影响。同时故障诊断预警系统对汽轮机发电机组机械故障具有诊断和分析功能

2、，能具体分析出故障的原因所在，为专业人员分析故障提供重要的依据。某厂#3汽轮发电机组选用丹麦ROVSINGDynamics公司的OPENpredictorTM故障诊断预警系统，本文介绍该系统的应用，同时为其它汽轮发电机组故障分析提供借鉴。2系统综述6OPENpredictorTM故障诊断预警系统通过安装在设备上的传感器，将探测到的过程信息与故障库中的故障种类和程度进行类比。一旦探测到故障，设备或部件的故障位置和诊断信息就会以清晰的文本形式呈现给相关人员。此外，故障的严重程度、何时需要维修以及何时会发展成为重大事故，都由预测系统根据故障症状进行评估。同时

3、给故障诊断专家提供了丰富的数学模型和诊断工具。OPENpredictorTM系统提供了广泛的故障类型库，加上独特的信号分析功能和相对完善的气动热力模型，可以完全自动地实现故障预警功能。并对设备健康状态进行评估，实现设备状态检修。3系统组成及测点分布3．1系统组成系统主要由信号处理单元（SPU）、OPENpredictorTM系统服务器、工作站组成。SPU采集汽轮发电机组状态参数并做数据处理和分析,结果通过以太网提供给OPENpredictorTM系统服务器使用，工作人员通过工作站可视画面对机组整体监视，同时OPENpredictorTM系统服务器数据通

4、过MIS网的内外网连接的FTP服务器每24小时（可设定）打包一次数据传输到远程服务中心，利用远程服务中心的外来力量对机组状态进行分析。系统的组成图1所示。图1：系统组成图3．2数据采集测点分布下面图2所示是系统所有传感器的安装位置：图2：测点分布图6表1：测点清单4系统实现功能OPENpredictorTM旋转机械预警专家系统在本工程中诊断的汽轮发电机组故障库见表2说明：AS：自动频谱、CPB：恒定百分比带宽、DC：电流、OTA：次序跟踪分析、SCL：轴中线、SED=选择性包络检波、SMD：同步调制探测、Spp：峰-峰值信号、Temp：温度表2：汽轮发

5、电机组故障库4.1设备健康评估为了达到生产时间最大化的目的，就必须合理安排机组维护。OPENpredictor™能够监控机组全部状态，并定期总结机组的健康状况，指导技术人员合理安排机组检修。4.2早期故障探测采用“故障选择信号”方法在早期就能够探测出故障，通过连续监测潜在的故障症状，对机械健康状态进行评估。每一个类型的机械都有它独特的故障类型，OPENpredictor™预测维护信息系统采用覆盖最广范围的故障选择信号对故障进行检测。为了进一步增加故障探测灵敏度，依据运行情况对信号进行分类。采用信号比照方法，减少错误报警的次数、增

6、加6故障预测的可靠性。4.3早期故障诊断早期故障诊断的模型采用了信号对照的结果，还采用了其它来源的信号：轴承温度、机组功率等其它相关的参数，综合计算，将清晰的结论呈现给技术人员。AutoDiagnosis™信息窗口为技术人员提供机械部件、辨别故障、预计维修时间和维护建议等清楚的信息。技术人员根据信息决定是否对机组进行维护。预测自诊断（PAD）故障项目有：轴承不稳定(油膜振荡)、轴承磨损(轴向的)、轴承磨损(径向的)、叶片现象(共振，结构改变等等)、转子不对中、转子不对中、转子磨擦、转子不平衡、转子不平衡、发电机定子线圈松动。4.4故障发展趋

7、势预测“预测”运算法则通过推算故障信号的历史数据，确定故障发展至预定报警水平所需的时间。4.5瞬时故障诊断对机组运行突发的故障进行诊断，协助技术人员快速准确查找故障原因，并给出处理方案。瞬时自动诊断（IAD）故障项目有：转子轴向移位、轴承不稳定(油膜振荡)IAD、外部强烈振动、转子弯曲、转子裂纹IAD、转子磨损IAD低频、叶片磨损、径向轴承磨损、结构膨胀。4.6远程故障诊断6OPENpredictorTM旋转机械设备预警系统每天打包数据传输到远程服务中心，实现专家远程诊断。5系统应用效果（实例）系统自2011年01月份开始发现机组轴系不对中故障，自动产

8、生诊断报警并给出预测（如图3），说明机组轴系的不对中故障发展已比较严重。2011年3月17日系