最新制氧设备故障诊断方法与技术研究课件ppt.ppt

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1、制氧设备故障诊断方法与技术研究论文主要内容课题来源、意义及目的设备故障诊断的基本分析方法制氧设备常见故障机理与诊断结论1课题来源、背景及目的本课题来源于首钢迁安钢铁公司，用于研究制氧设备故障诊断的问题。之所以选择此课题，主要是针对目前迁钢制氧作业部各个制氧机组，尤其是制氧空压机的历年故障情况以及检修维护及运行中存在的问题而进行的；（1）制氧机组多、作用关键、故障停机损失大，出现故障无从分析原因。（2）虽有DCS控制系统但作用有限。（3）由于对设备的运行状态及其故障特征量了解较少，制定检修计划也存在较大的盲目性。课题来源2设备故障诊断的基本分析方法主要内容：状态监测、分析诊断、故障预测实施过程

2、：信号采集、信号处理分析、状态识别、诊断决策设备故障诊断的基本分析方法6设备故障诊断的基本分析方法振动分析步骤7设备故障诊断的基本分析方法振动诊断的时域分析方法：（1）基于时域波形及概率密度谱的分析方法（2）轴心轨迹分析法（3）时域同步平均法（4）包络解调8设备故障诊断的基本分析方法振动诊断的频域分析方法：9（1）幅值谱（2）相位谱（3）平均谱（4）功率谱（5）对数谱（6）倒频谱制氧设备常见故障机理及诊断应用研究首钢公司制氧设备常见故障统计1011制氧设备常见故障机理及诊断应用研究转子不平衡的故障机理及其诊断应用转子与静止件摩擦的故障机理及其诊断应用机械松动的故障机理及其诊断应用基础共振故障

3、机理及诊断应用制氧设备常见故障机理及诊断应用研究12振动特征：时域波形为正弦波；谐波能量集中于基频；激振频率接近于固有频率时，发生共振，振幅最大；转子轴心轨迹为椭圆；振动的强烈程度对工作转速变化较敏感转子不平衡的故障机理及其诊断应用诊断实例13我公司三万制氧机组是从法国液化空气公司购进的大型成套设备，每小时氧气产量30000Nm3/h，是公司的关键设备之一。其空气压缩机为瑞士苏尔寿公司设计制造，额定转速6050r/min。空压机由6级轴流和3级离心串联而成，离心压缩阶段设有中间冷却装置。该设备在检修中发现转子6级轴流叶片存在不同程度的裂纹，于是将全部动、静叶片进行了更换，并利用真空动平衡机对

4、转子做了3600r/min下的动平衡试验，平衡精度达到了规定要求。诊断实例14但是组装后试车中，空压机仍发生强烈振动，在线监测仪表显示轴振为：轴流侧（吸气端）75um、离心侧（出气端）115um，大大超出了该设备规定的60um的报警值和80um的停车值，机组无法运行。为了弄清楚振动的原因、尽快解决机组故障，利用振动监测设备对机组振动信号进行了采集分析，测得转子的时域波形图、频谱图和轴心轨迹图、升速曲线图：诊断实例1530000m3/h空分装置压缩机示意图时域波形频谱16轴心轨迹转子升速曲线17诊断实例18从上述图中可以看出，振动的时域波形图基本呈正弦波，频谱图中基频分量占主导，轴心轨迹呈椭圆

5、形，符合上述对不平衡故障机理分析的特征，可以确定空压机振动大的原因还是转子存在不平衡所致。可是转子已进行了3600r/min的动平衡试验，而且试验台上转子的平衡情况良好，为何转子仍然表现出不平衡故障？通过转子升速曲线图可以分析看出，转子启动升速过程中，振动幅值在1700r/min、4900r/min明显高于其它转速振幅，考虑到转子的两支承轴承间距离达6米，可以确定1700r/min、4900r/min分别为该转子一阶临界转速和二阶临界转速，而转子正常运转时的工作转速为6050r/min，已超出二阶临界转速，该机组转子属于柔性转子。诊断实例19由转子振动理论可知，转子的一阶振型及二阶振型存在明

6、显的差异，工作转速超过二阶临界转速后，转子振动模态发生明显的改变，通过临界转速后要发生质心的转向，在这种情况下3600r/min的动平衡显然失去了意义。该转子在3600r/min附近的振幅非常微小，而在正常工作转速下振幅却大大超出允许值，机组无法正常运行。而3600r/min下的动平衡配重在某种意义上改变了柔性转子的振型，增大了转子的振动，通过重新进行现场动平衡，拆除了部分配重，再开机后振动明显减少，达到了预期效果，经过几次试验处理，在线轴振动监视仪表显示轴振动分别降低到轴流侧30um和离心侧的57um，符合机组运行要求，于是机组投入正常运行，既缓解了当时氧气供不应求紧张的局面，又节省了处理

7、时间和资金，故障诊断技术显示了巨大的优势。制氧设备常见故障机理及诊断应用研究振动特征：（1）转子径向振动出现2*，以1*和2*分量为主，不对中越严重，2*所占比例越大（2）转子轴向振动在1*、2*甚至3*处有稳定的高峰。（3）典型的轴心轨迹为相交型，正进动。（4）轴承不对中时径向振动大，有可能出现高次谐波，振动不稳定。（5）振动对负荷变化敏感。（6）时域波形稳定，每转出现1个、2个或3个峰，无大的加速度冲击现