002,振动信号与设备状态解析
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04设备动态信号分析设备动态信号分析是指对设备在运行过程中产生的各种信号进行分析,以获取设备运行状态、性能参数以及故障特征等信息的过程。
通过对信号的分析,可以帮助工程师了解设备的运行情况,及时发现设备存在的问题,从而采取相应的措施,确保设备的正常运行和良好的性能。
设备动态信号分析通常包括对振动信号、声音信号、温度信号、压力信号等多种信号的分析。
在设备动态信号分析中,振动信号是其中最为重要的一种信号。
振动信号可以反映设备在运行过程中产生的振动情况,包括振幅、频率、相位等参数。
通过对振动信号的分析,可以诊断设备的故障类型、位置和严重程度,评估设备的健康状况,指导设备的维护和保养工作。
振动信号的分析方法包括时域分析、频域分析、时频分析等。
时域分析可以显示信号的波形和震动特征,频域分析可以显示信号的频谱分布,时频分析可以分析信号的时间变化和频率变化规律。
另外,声音信号也是设备动态信号分析中的一种重要信号。
声音信号可以反映设备在运行过程中产生的噪音情况,通过对声音信号的分析,可以评估设备的噪音水平,判断设备的运行状态,诊断设备的故障情况。
声音信号的分析方法包括频谱分析、时间频谱分析、声音图像分析等。
频谱分析可以显示声音信号的频谱特征,时间频谱分析可以显示声音信号的时间分布和频率分布,声音图像分析可以显示声音信号的空间分布和频率特征。
在设备动态信号分析中,温度信号和压力信号也是重要的信号类型。
温度信号可以反映设备在运行过程中的温度情况,通过对温度信号的分析,可以评估设备的热平衡状态,指导设备的温度控制和冷却工作。
压力信号可以反映设备在运行过程中的压力情况,通过对压力信号的分析,可以评估设备的液体和气体流动状态,指导设备的压力调节和安全控制。
总之,设备动态信号分析是一种重要的分析方法,可以帮助工程师了解设备的运行状态,及时发现设备存在的问题,预防设备的故障发生,确保设备的正常运行和良好的性能。
未来,随着科学技术的发展和应用需求的增加,设备动态信号分析将得到更广泛的应用和发展,为设备运行和维护提供更有效的技术支持。
机械系统的振动信号处理与分析振动是机械系统中常见的现象之一,它反映了系统内部的运动和变化。
因此,对机械系统的振动信号进行处理和分析,可以帮助我们了解系统的运行状态、故障原因以及优化设计。
一、振动信号的获取与处理要进行振动信号的处理与分析,首先需要获取振动信号。
常见的获取方式有加速度传感器、振弦传感器、振动接头等。
这些传感器可以将机械系统的振动转化为电信号,并输出到数据采集设备中。
在进行振动信号处理之前,我们需要进行预处理。
预处理包括滤波、抽取等操作,旨在去除噪声、减小数据量,提高信号的质量。
常见的滤波方法有低通滤波、带通滤波等,可以根据实际需要选择合适的滤波器和参数。
二、振动信号的特征提取与分析在获得干净的振动信号后,我们需要对其进行特征提取与分析。
振动信号的特征包括幅值、频率、相位等,通过分析这些特征可以了解振动信号的性质与变化规律。
幅值是振动信号的大小,可以反映系统的振动强度。
通过计算振动信号的均方根值、峰值等指标,可以获得信号的幅值特征。
频率是振动信号的变化速度,可以反映系统的运行状态。
通过傅里叶变换、小波变换等方法,可以将振动信号从时域转换到频域,进而得到信号的频率特征。
相位表示振动信号的相对位置关系,可以通过相关分析等方法得到。
三、振动信号的故障诊断与预测振动信号处理与分析可以用于机械系统的故障诊断与预测。
通过对振动信号的特征进行分析,我们可以识别出常见的故障模式,如轴承故障、齿轮故障等。
不同的故障模式在振动信号上表现出不同的特征,通过比较故障信号与正常信号的差异,可以判断系统是否存在故障。
此外,振动信号处理与分析还可以用于故障预测。
通过对机械系统的振动信号进行长期监测,可以建立故障预测模型,并预测系统的寿命和故障发生的时间。
这对于制定维护计划和提前采取措施具有重要意义,可以减少故障带来的停机时间和维修成本。
四、振动信号处理与分析的应用领域振动信号处理与分析广泛应用于工业领域。
在制造业中,通过对机械设备的振动信号进行监测与分析,可以实现设备状态的实时监控与故障预测,提高设备的稳定性和可靠性。
利用振动信号分析故障诊断方法研究引言:振动信号是一种常见的故障诊断手段,通过对机械或电气设备产生的振动信号进行分析,可以有效地判断设备的工作状态和潜在故障。
近年来,随着科学技术的发展,振动信号分析在工业领域得到了广泛的应用。
本文旨在探讨利用振动信号分析进行故障诊断的方法及其研究意义。
一、振动信号分析的原理振动信号是机械设备在运行过程中由于内部结构、运动部件等原因所产生的振动,其特征包括振动频率、振幅、相位等。
振动信号分析的核心原理是通过对振动信号的频谱分析,确定故障特征频率,从而判断设备是否存在故障。
二、常见的振动信号分析技术1. FFT频谱分析快速傅里叶变换(FFT)是一种基于傅里叶变换的频谱分析方法,通过FFT分析振动信号的功率谱密度,可以得到频率信息。
利用频谱分析技术,可以检测设备内部的故障频率,如轴承的谐波频率、齿轮的啮合频率等。
2. 小波分析小波分析是一种时频分析方法,通过对振动信号进行小波变换,可以同时获得时域和频域的信息。
小波分析相对于FFT分析更具优势,可以有效地提取出瞬时频率、瞬时幅值等特征,对非平稳信号的分析具有较好的效果。
3. 非线性分析振动信号中包含了丰富的非线性特征,如共振、周期倍频、离散谱等,通过对振动信号进行相空间重构、Lyapunov指数计算等非线性分析方法,可以有效地判断设备是否存在故障。
三、利用振动信号分析故障诊断的应用振动信号分析在工业领域具有广泛的应用,可以用于早期故障预测、设备状态监测、故障诊断等方面。
1. 早期故障预测通过对设备产生的振动信号进行分析,可以提前检测到设备存在的潜在故障,并采取相应的维护措施。
例如,在风力发电机组中,通过监测主轴箱的振动信号可以判断主轴箱内轴承是否存在异常磨损,从而预测轴承故障的发生时间。
2. 设备状态监测振动信号可以反映设备的实时工作状态,通过对振动信号的监测与分析,可以及时了解设备的运行情况。
例如,在石油钻机上安装振动传感器,可以实时监测钻杆的振动情况,通过对振动信号的分析,可以判断钻具是否受损,避免钻具折断等事故的发生。
振动分析诊断报告客户信息:客户名称:设备型号:设备编号:安装日期:生产厂家:主要参数:一、问题描述在本次振动分析诊断报告中,根据您提供的设备信息和我们的现场调查,我们对设备在运行过程中出现的问题进行了分析和诊断。
以下是问题描述:设备振动异常噪音增加设备运行不稳定二、振动测试与分析结果根据现场勘测和振动测试的数据,我们得出以下分析结果:1. 振动测试数据分析通过对设备进行振动测试,我们收集了以下数据:频率:振动量:(单位:Hz)(单位:mm/s)通过对振动测试数据的分析,我们发现在频率为XHz处有明显的峰值,表明该频率存在振动异常。
2. 振动特征分析针对设备的振动异常,我们进行了进一步的特征分析,得出以下结论:(1)X频率振动过大,超过了设备正常运行范围。
可能导致该频率振动增大的原因有:轴承损坏、不平衡、松动等。
(2)Y频率振动过大,超过了设备正常运行范围。
可能导致该频率振动增大的原因有:齿轮磨损、偏心等。
(3)Z频率振动过大,超过了设备正常运行范围。
可能导致该频率振动增大的原因有:电机问题、传动系统故障等。
3. 噪音分析针对设备噪音增加的问题,我们进行了噪音分析,得出以下结论:(1)噪音主要来自设备的X部件,可能是由于X部件的磨损、松动或不当安装等原因导致。
4. 运行稳定性分析针对设备运行不稳定的问题,我们进行了运行稳定性分析,得出以下结论:(1)设备运行不稳定的主要原因是由于设备的X部件存在松动。
需要尽快进行检修和维护,以确保设备的正常运行。
三、问题分析与建议在以上振动测试与分析的基础上,我们对问题进行了深入分析,并给出了以下建议:1. 针对频率为XHz的振动异常,建议进行以下处理措施:(1)对轴承进行检修和更换,确保轴承的正常运行。
(2)进行设备的平衡校正,以消除不平衡带来的振动问题。
(3)检查设备的连接件,确保其紧固度。
2. 针对频率为YHz的振动异常,建议进行以下处理措施:(1)对齿轮进行检查和更换,确保齿轮的正常工作。
对振动信号的分析研究报告对振动信号的分析研究报告一、引言振动信号是一种常见的信号类型,广泛应用于机械、电子、声学等领域。
振动信号的分析对于了解信号特征,提取有用信息,对故障诊断、结构健康监测等具有重要意义。
本文通过对振动信号的分析研究,旨在提供对振动信号分析的探讨和方法应用的参考。
二、振动信号的特征振动信号具有多变的特征,主要包括振动幅值、频率、相位、时域和频域特征等。
1.振动幅值:振动信号的幅值代表了振动物理量的大小,例如位移、速度、加速度等。
通过测量振动信号的幅值,可以了解物体的振动情况。
2.频率:振动信号的频率表示单位时间内振动的次数,单位常用赫兹(Hz)表示。
不同频率的振动信号带有不同的信息,可以用于故障诊断和状态监测。
3.相位:振动信号的相位描述了振动信号相对于某一参考信号的延迟时间。
相位信息可以用于判断不同部位的振动同步情况。
4.时域特征:时域特征是指振动信号在时间上的变化特征。
通过时域分析可以获得振动信号的波形、包络等。
5.频域特征:频域特征是指将振动信号从时域转换为频域进行分析,通过傅里叶变换、小波变换等方法,可以获得振动信号的频谱、频谱密度等。
三、振动信号分析的方法和应用1.时域分析方法时域分析方法主要包括观察振动信号的波形和包络等。
其中,波形分析可通过示波器观测振动信号的完整波形,判断是否存在异常。
而包络分析则通过提取振动信号的包络,以观察低频振动成分,可用于故障诊断等。
2.频域分析方法频域分析方法将振动信号从时域转换到频域,以更好地了解振动信号的频率特征。
常见的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱分析和小波变换等。
通过这些方法,可以获得振动信号的频谱信息,进而进行频率分析和故障诊断。
3.相关分析方法相关分析方法是一种用于研究信号之间相互关系的方法,主要包括自相关分析和互相关分析。
自相关分析可用于分析信号的周期性和相关特征,互相关分析可用于信号之间的相似程度等。
振动信号分析方法在许多领域中得到了广泛应用,如故障诊断与预测、结构健康监测、机械故障检测、声学信号处理等。
振动信号频域指标解释说明1. 引言1.1 概述振动信号频域指标是用于分析和评估振动信号特征的一种重要方法。
随着科技的发展和应用领域的不断扩大,对机械设备和工业系统的故障诊断、状态监测以及振动信号处理的需求也越来越高。
频域分析作为一种常用的信号分析方法,可以提供关于信号频率和能量分布的详细信息,从而帮助我们更好地理解和解释振动信号的特性。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对振动信号频域指标进行解释说明。
首先,在第二部分中,我们将介绍振动信号频域表示以及傅里叶变换的基本原理,并探讨其在工程实践中的应用。
接下来,在第三部分中,我们将介绍常见的振动信号特征提取方法,包括时间域特征提取方法、频域特征提取方法以及小波变换与振动信号特征提取之间的关系。
然后,在第四部分中,我们将通过具体案例分析,探讨振动信号频域指标在故障诊断、机械设备状态监测以及工业振动信号处理中的实际应用情况。
最后,在第五部分中,我们将对全文进行总结回顾,并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在深入介绍和解释振动信号频域指标的原理和应用,帮助读者更好地理解和应用频域分析方法,促进相关领域的研究和发展。
通过学习本文内容,读者将能够掌握振动信号频域表示、傅里叶变换及其应用、特征提取方法以及频域指标在故障诊断、状态监测和工业振动信号处理中的实际案例应用等知识,并能够对未来相关研究方向进行展望。
2. 频域分析2.1 振动信号频域表示在振动信号分析中,频域是一种重要的分析手段。
频域分析是通过将时域的振动信号转换成频域表示来研究信号的特征和性质。
频域表示可以将振动信号分解成一系列不同频率的正弦波成分,从而更好地理解和描述信号在不同频率上的能量分布。
2.2 傅里叶变换及其应用傅里叶变换是一种常用的数学工具,用于将时域信号转换为频域。
它可以将周期性或非周期性信号拆解为若干个正弦和余弦函数,并得到各个频率成分对应的幅值和相位信息。
傅里叶变换在振动信号处理中广泛应用,可以提供关于振动信号频谱内容的详细信息。
风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究张文秀;武新芳【摘要】The technologies of condition monitoring and fault diagnosis can effectively reduce the cost of operation and maintenance, as well as ensure the security and stability of wind turbine. The research of condition monitoring and fault diagnosis were overviewed, then the status of the wind tubine monitoring technology and application development conditions of monitoring system were introduced, and aiming at the main failure parts for wind turbine and the wind power system, the research status and progress of condition monitoring and fault diggnosis methods in domestic and abroad were introduced. Finally the development trend of wind power generation system status montoring and research direction in the future were discussed.%对风电机组进行状态监测和故障诊断,可有效降低机组的运行维护成本,保证机组的安全稳定运行。
首先概述了状态监测与故障诊断研究的研究情况,然后介绍了风电机组的状态监测技术和状态监控系统的应用开发情况,接着针对机组中的主要故障组件及整个风电系统,介绍了国内外状态监测和故障诊断方法的研究现状与研究进展,最后探讨了风力发电系统状态监测的发展趋势以及未来的研究方向。
振动试验参数详解振动试验是一种用来评估物体结构在振动条件下的性能和稳定性的实验方法。
通过对振动试验参数的详细了解和合理设置,可以更好地掌握试验过程,获取准确的数据,为后续的分析和设计提供可靠的依据。
下面将对振动试验参数进行详细解析。
振动试验参数包括振动频率、振动幅值、振动方向和振动时间等。
振动频率是指单位时间内振动的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。
振动幅值是指振动物体在运动过程中的最大位移,通常以毫米(mm)或微米(μm)为单位。
振动方向是指振动力作用的方向,可以是单向、双向或多向。
振动时间是指振动试验持续的时间,通常以分钟(min)或小时(h)为单位。
在进行振动试验时,首先需要根据被试验物体的特性和试验的目的来确定合适的振动频率。
振动频率的选择应考虑到物体的固有频率和试验的要求,通常可以通过频率响应分析或模态分析来确定。
振动频率过高或过低都会影响试验结果的准确性,因此需要进行充分的调研和分析。
振动幅值的设置也是非常重要的。
振动幅值的大小会直接影响到物体的响应和破坏情况,因此需要根据被试验物体的强度和耐久性来确定合适的振动幅值。
通常可以通过有限元分析或试验验证来确定振动幅值的范围,以保证试验的安全性和有效性。
振动方向的选择也需要根据具体的试验要求来确定。
在某些情况下,需要同时对物体进行多向振动,以模拟实际工况下的振动情况。
在确定振动方向时,还需要考虑物体的结构特点和受力情况,以保证试验的真实性和可靠性。
振动时间的设置也是需要注意的。
振动时间过长或过短都会影响试验结果的准确性,因此需要根据试验的目的和要求来确定合适的振动时间。
在进行振动试验时,还需要注意监测和记录振动过程中的数据,以便后续的分析和评估。
总的来说,振动试验参数的设置对于试验结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。
通过合理设置振动频率、振动幅值、振动方向和振动时间等参数,可以更好地掌握试验过程,获取准确的数据,为工程设计和结构分析提供可靠的依据。
振动分析报告1. 引言振动分析是一种用于研究和评估机械系统振动特性和健康状况的方法。
通过分析机械系统的振动数据,可以识别出潜在的故障或异常状态,从而采取相应的维修或改进措施,确保系统的安全性和运行效率。
本报告旨在分析机械系统振动数据,并提供相应的结论和建议。
2. 数据采集与分析方法2.1 数据采集在本次振动分析中,我们采集了机械系统在运行过程中的振动数据。
通过安装振动传感器,可以实时监测机械系统的振动情况,并将数据采集到计算机中进行后续分析。
2.2 数据处理与分析采集到的振动数据可以通过振动分析软件进行处理和分析。
常用的振动参数包括振动加速度、振动速度和振动位移等。
通过分析这些参数的变化趋势和波形图,可以了解机械系统的振动特性。
3. 数据分析结果3.1 频谱分析通过对振动数据进行频谱分析,我们可以得到系统在不同频率下的振动幅值。
根据频谱图,我们可以判断是否存在异常频率分量,进而识别故障或异常情况。
3.2 振动时间历程分析振动时间历程图可以展示系统振动信号的时域波形。
通过观察时间历程图,我们可以判断振动信号是否存在周期性变化或突变现象,从而对机械系统的稳定性和可靠性进行评估。
3.3 振动相位分析振动相位分析可以分析不同频率的振动信号之间的相位关系。
通过观察相位图,我们可以判断不同振动组件之间的相互作用,进而对系统的动态响应进行评估。
4. 结论与建议通过对机械系统振动数据的分析,我们得到以下结论和建议:•在频谱分析中,我们观察到频率为X Hz的异常频率分量,提示机械系统可能存在故障或磨损情况,建议进行维修或更换相关部件。
•振动时间历程图显示系统振动信号存在周期性变化,可能是由于不平衡或轴承故障引起的,建议进行动平衡或轴承维修。
•振动相位分析显示不同频率的振动信号之间存在相位差,可能是由于机械系统的非线性特性引起的,建议进行系统优化或调整。
综上所述,通过振动分析,我们可以评估机械系统的振动特性和健康状况,并提供相应的维修或改进建议,以确保系统的正常运行和安全性。
机械振动信号特征提取与识别机械振动信号是用于监测和诊断机械设备状态的重要工具。
通过对机械振动信号进行特征提取与识别,可以实现对机械设备的故障诊断和预测维护,提高设备的可靠性和可用性。
本文将探讨机械振动信号的特征提取方法和识别技术,以及其在实际应用中的意义和挑战。
一、机械振动信号的特征提取方法机械振动信号具有多种特征,包括振幅、频率、相位等。
为了更好地实现故障诊断和预测维护,需要对机械振动信号进行特征提取。
常用的特征提取方法有时域分析、频域分析和时频分析。
1. 时域分析时域分析是指对信号在时间轴上进行观察和分析。
常用的时域特征包括振幅、峰值、均方根、脉冲指数等。
这些特征可以反映振动信号的幅值和波形特征。
例如,均方根特征可以衡量信号的整体振动强度,而脉冲指数可以反映信号的冲击能量。
2. 频域分析频域分析是指将信号从时间域转换到频域,以获取信号的频率成分。
常用的频域特征包括功率谱密度、峰值频率、谐波分量等。
这些特征可以反映振动信号的频率分布和频率成分的变化。
例如,功率谱密度可以描述信号在不同频率上的能量分布,峰值频率可以反映信号的主要频率成分。
3. 时频分析时频分析是指将信号在时间和频率两个维度上进行联合分析。
常用的时频特征包括短时傅里叶变换、小波变换等。
时频分析可以捕捉到信号在时间和频率上的瞬时变化和特征。
例如,短时傅里叶变换可以提取信号在不同时间段和频率上的功率谱密度,从而实现对信号瞬时谱特征的描述。
二、机械振动信号的故障识别方法机械设备在运行过程中可能会出现各种故障,如轴承损伤、齿轮磨损等。
通过对振动信号进行特征提取和故障识别,可以及时捕捉并分析设备故障的特征,从而指导设备的维修和保养。
1. 基于统计模型的故障识别方法基于统计模型的故障识别方法是根据机械振动信号的统计特征,建立起适当的故障识别模型。
常用的统计模型包括随机过程模型、高斯混合模型等。
通过建立模型,可以将正常状态和故障状态下的振动信号进行分类,从而实现故障的识别。
振动诊断的原理特点应用1. 原理振动诊断是一种通过分析和监测机械设备振动信号,来判断设备的运行状态和故障原因的技术。
其原理基于以下几个方面:•机械振动特征:不同的设备在运行时会产生不同的振动特征,这些特征反映了设备的结构、运动状态以及故障情况。
•信号采集与处理:通过加速度传感器等设备采集设备振动信号,并对信号进行滤波、采样和数字化处理。
•频谱分析:将振动信号转换为频谱图,通过分析频谱图可以了解设备振动的频率成分和振幅分布。
•模式识别:将设备振动信号与标准模式进行比较,通过模式识别算法来判断设备的运行状态和是否存在故障。
2. 特点振动诊断具有以下特点:•非侵入性:振动诊断不需要对设备进行拆卸或修改,只需安装振动传感器等设备进行监测。
•实时性:振动信号的采集和处理可以实时进行,可以及时监测设备的运行状态。
•全面性:通过对设备振动信号的分析,可以了解设备运行状况、结构特征以及可能存在的故障情况。
•高效性:振动诊断可以快速、准确地判断设备故障,有利于及时采取维修措施,避免设备停机造成的损失。
3. 应用振动诊断广泛应用于各个领域的设备监测和维护中,具有以下应用场景:•机械设备故障诊断:通过对机械设备振动信号的分析,可以判断设备是否存在故障,如轴承损坏、不平衡等。
•机械设备状态监测:通过不断监测设备振动信号,可以实时了解设备的运行状态,以便进行及时维护和保养。
•预防性维护:通过振动诊断技术,可以提前判断设备可能出现的故障,采取相应的预防性维护措施,避免故障的发生。
•故障排除:当设备出现问题时,可以通过振动诊断技术来确定故障的具体原因,以便采取正确的维修措施。
4. 振动诊断的发展趋势随着科技的不断进步,振动诊断技术也在不断发展,主要表现在以下几个方面:•智能化:振动诊断技术将结合人工智能、大数据等技术,实现设备故障的自动诊断和预测,提高诊断的准确性和效率。
•无线化:传统的振动诊断需要布设大量的有线传感器,而无线传感器的发展将使得振动诊断更加灵活和便捷。
机械系统的振动信号识别与分类机械系统的振动信号是一种重要的检测和分析手段,广泛应用于工业生产、设备维修、结构安全评估等领域。
振动信号可以包含丰富的信息,通过对其进行识别和分类,可以帮助人们了解机械系统的运行状态、健康状况以及可能存在的故障和隐患。
本文将探讨机械系统振动信号的识别与分类方法,并介绍其在实际应用中的意义和挑战。
一、振动信号的特征提取机械系统的振动信号包含了丰富的信息,如频率、振幅、相位等。
为了对振动信号进行识别和分类,首先需要提取振动信号的特征。
常用的特征提取方法包括时域分析、频域分析和时频域分析。
时域分析主要通过计算信号的均值、方差、峰值等统计量,得到信号的时域特征。
频域分析则是将信号转换到频域,计算信号的频谱特征,如功率谱密度、频率分量等。
时频域分析则结合了时域和频域的特征,可以得到信号在时间和频率上的变化情况。
二、振动信号分类方法振动信号的分类是指将不同特征的振动信号归类到不同组别或状态中。
常见的分类方法包括有监督学习和无监督学习。
有监督学习是指依据已知类别的样本数据,通过建立分类模型对新样本进行分类。
常用的有监督学习算法包括支持向量机、决策树、神经网络等。
无监督学习则是对振动信号进行聚类分析,将具有相似特征的信号分为一类。
常用的无监督学习算法包括K-means聚类、层次聚类等。
三、振动信号识别与故障诊断振动信号的识别与故障诊断是指通过分析振动信号的特征,判断机械系统是否存在故障或隐患,并确定故障类型和位置。
振动信号的识别与故障诊断可以帮助人们及时采取维修措施,减少生产事故和停机损失。
例如,对于旋转机械来说,不同的故障类型会产生不同的振动频率特征,通过分析频谱特征可以判断故障的类型,如轴承故障、不平衡、失衡等。
同时,故障诊断还可以根据振动信号的幅值变化和相位变化,确定故障位置,指导具体的维修措施。
四、振动信号识别与分类的应用机械系统的振动信号识别与分类在工业生产中有着广泛的应用。
变电站设备状态评估方法探讨一、引言电力系统是现代社会发展以及生产中必不可少的重要设施,中心环节的电力变电站是电力系统中起到关键作用的部分。
为了保证电力系统的正常稳定运行,变电站设备状态评估方法成为了管理人员极为关注的问题,本文旨在探讨变电站设备状态评估的各种方法和优缺点。
二、设备状态评估方法1. 定期巡检法定期巡检法是目前比较普及的一种方法,其原理是依靠人工的巡检,根据设备的机械性能、运行指标、外观情况、内部散热状态等来判断设备运行状态。
优点是实施简单、容易掌握,缺点则是效率比较低,需要占用大量的人力物力。
2. 红外测温法红外测温法是以红外热像仪为主要测试工具,通过测量设备表面的温度,判断设备的健康状态。
优点是实时性较好、效率高,但并不能发现设备内部的故障或老化情况,其准确性受环境和设备表面反射情况影响。
3. 振动分析法振动分析法是利用设备运转过程中的振动信号来分析设备的运行状态,如设备所产生的噪声和震动等,从而判断设备的健康状况和存在的故障情况。
但是该法需要专业的仪器和较高的技术水平,难度较大。
4. 油样分析法油样分析法是使用化验法来检测设备内部绝缘油或油纸绝缘的化学性质来判断设备内部的运行状况,包括浓度、酸度、水份以及沉淀物质等。
该法需要取样、送样、实验等一系列过程,周期较长。
但是该法能够发现比如绝缘老化、污染等内部故障情况,具有较高的可靠性和准确度。
5. 实时监测法实时监测法是利用现代化的数码技术等,对设备进行实时监测,可将设备的温度、电流、水份、杂波等实时传输全部纳入计算机系统,通过数据处理、分析、诊断和判断变电站设备的健康状况。
该法较为科学化、直观化,并且可以实现远程监测,提高设备管理的信息化水平。
但是,该方法需要大量的设备和人手,并且需要较高的实时性,一些老化和隐蔽故障无法监测。
三、方法优缺点比较1. 红外测温法和振动分析法可在对设备运转情况进行监测的同时,可以监测设备内部绝缘的老化情况;但是,这两种方法本身测量的是设备的表面情况,一些隐蔽故障无法检测,比如内部绕组损坏。
发电厂汽动给水泵常见振动问题分析摘要:随着我国社会经济持续发展,能源产业也发展迅速,发电厂的电气自动化水平越来越高。
汽动给水泵是发电厂机组中不可或缺的一部分,在电力生产中扮演着关键的角色,而异常振动是汽动给水泵常见问题之一。
通常情况下,设备振动的类型有受迫振动、自激振动以及自由振动等,不同的振动类型产生的危害不同,原因不同,解决方案也不同。
为了维护汽动给水泵乃至整个发电厂设备机组的运行稳定和安全,有必要对常见振动问题进行研究。
本文首先阐述了发电厂汽动给水泵振动问题的危害,然后分析了这些振动问题的主要表现形式,最后针对相关问题的处理对策进行研究,希望能为火力发电厂的设备维护管理工作提供参考。
关键词:火力发电厂;汽动给水泵;振动;问题一、发电厂汽动给水泵振动问题的危害(一)降低设备使用寿命发电厂汽动给水泵的重要性不言而喻,如果其长期处于振动状态,会导致水泵内部各元件磨损过度,或者出现金属疲劳的现象。
同时,振动会导致各元件之间的相对位置发生改变,如果不及时解决,会严重影响零部件乃至整个汽机设备的使用寿命。
显然,发电厂的设备维护保养工作,核心目的之一就是延长设备运行寿命,因此异常振动问题需要及时解决。
(二)产生噪音如今发电厂生产系统逐步升级,机械化、电气化系统提高了生产效率,但是内部需要一些人员维持生产活动的正常秩序。
而汽动给水泵在发生振动时,会产生较大的噪音,影响生产环境。
长期在噪音环境下工作,不仅会影响工作人员的工作状态,导致工作失误的发生,还会影响工作人员的身体健康[1]。
(三)产生安全隐患发电厂的生产系统机组结构复杂,汽动给水泵作为其中重要的一环,如果发生异常振动,会导致其本身及周边其他设备受到振动影响。
这不仅可能导致系统出现故障损坏,还可能引发安全事故。
因为异常振动问题会导致部分元件磨损加快、局部温度升高,进而可能会损坏系统元件、电路,引发触电、火灾等安全事故。
二、火力发电厂汽动给水泵常见问题分析(一)给水泵质量不平衡造成的振动火力发电厂在电力生产时,需要稳定可靠的给水泵转子保持水泵稳定运行,但是在刚性转子运行期间,因为各部件运行协同性不佳,会导致汽动给水泵产生振动。
振动信号与设备状态1标准1.1 相对振动标准ISO7919-1~5非往复式机器的机械振动----在旋转轴上的测量和评价第一部分总则(GB/T11348.1-89)第二部分陆地安装的大型汽轮发电机组(GB/T11348.2-1997)第三部分耦合的工业机器(GB/T11348.3)第四部分燃气轮机组(GB/T11348.4)第五部分水力发电厂和泵站机组1.2 绝对振动标准ISO10816-1~6机械振动在非旋转部件上测量和评价机器振动第一部分总则第二部分陆地安装的功率超过50MW的大型汽轮发电机组第三部分额定功率大于15KW额定转速在120 15000转/分在现场测量的工业机器第四部分不包括航空器类的燃气轮机组第五部分水力发电厂和泵站机组第六部分额定功率超过100KW的往复式机器1.2.1ISO10816-1:I类--发动机和机器的单独部件;II类--无专用基础的中型机器(15-75KW);专用刚性基础上300KW以下中型机器;III类--刚性基础上的大型机器;IV类--柔性基础上的大型机器。
1.2.2ISO10816-250MW以上大型汽轮发电机组振动速度评定区域边界1.2.3ISO10816-3300KW以上50MW以下大型机组振动烈度区域分类1.2.4ISO10816-4燃气轮机轴承座振动速度评价区域1.2.5ISO10816-6往复式机器振动分类和指导值区域说明:A--新使用机器的振动区域;B--通常可接受的常期工作的机器振动区域;C--通常不能令人满意的长期工作的机器振动区域;D--振动值落在这个区域的,其振动足以能损坏机器。
注:在机器使用寿命内,往复式机器振动值比旋转机器更稳定。
因此,表中混合的A和B区域,在将来随着经验的积累,可以提供A和B之间的区分指导值。
较好的测量系统应提供综合的振动位移,振动速度,振动加速度,在10赫兹到1000赫兹范围内,精度+/-10%,在2赫兹到10赫兹范围内,精度+10%,-20%的均方根值2 十七类46种机械和电气故障的特征谱、特征时域信号和相位关系供诊断参考2.1 第一类、质量不平衡2.1.1 力不平衡(静不平衡)力不平衡是同相位和稳定的。
不平衡产生的振动幅值在转子第一阶临界转速以下随转速的平方增大(例如,转速升高3倍,则振动幅值增大9倍)。
总是存在1 转速频率,并且通常在频谱中占优势。
在转子重心平面内只用一个平衡修正重量便可修正之。
在内侧轴承与外侧轴承水平方向及内侧轴承与外侧轴承垂直方向的相位差应该接近0度。
不平衡转子的每个轴承上水平方向与垂直方向的相位差应该接近90度。
2.1.2 力偶不平衡力偶不平衡在同一轴上导致180度反相位运动。
总是存在1⨯转速频率,并且通常在频谱上占优势。
在转子第一临界转速以上,振动幅值随转速升高的平方增大。
可引起大的轴向振动和径向振动。
至少需在两个修正平面内放置平衡重量才能修正。
在内侧轴承与外侧轴承水平方向及内侧轴承外侧轴承垂直方向应该存在约180度相位差。
每个轴承上水平方向与垂直方向之间相位差通常应该约为90度(±30度)。
2.1.3动不平衡动不平衡是不平衡的最普遍的类型,它是力不平衡和力偶不平衡两者的组合。
振动频谱中1⨯转速频率占优势,真正需要双面修正。
内侧轴承与外侧轴承之间径向方向的相位差可能在从0度到180度范围内的任何一个角度。
然而,当内侧轴承与外侧轴承测量比较时(±30度),水平方向的相位差应该精密地与垂直方向的相位差相匹配。
还有,如果不平衡突出,每个轴承上水平方向与垂直方向之间的相位差大致为90度(±40度)。
2.1.4悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡在轴向方向和径向方向引起大的1⨯转速频率振动。
轴向方向振动趋向于同相位,而径向方向振动可能不稳定。
然而,不平衡转子上水平方向的相位差通常与垂直方向的相位差相匹配(±30度)。
悬臂转子有力不平衡和力偶不平衡两者,似乎每一种都需要修正。
因此,总是必需要在两个修正面内加以修正重量,以抵消力不平衡和力偶不平衡。
2.2 第二类、转子偏心皮带轮,齿轮,轴承和电动机框架等旋转中心与几何中心线偏离时出现偏心。
最大的振动出现在两个转子中心连线方向上,振动频率为偏心转子的1⨯转速频率。
水平方向和垂直方向振动相位差或是0度或是180度(每一种都表示直线运动)。
平衡偏心的转子的试图往往导致一个方向振动减小,而另一个径向方向的振动增大(与偏心量有关)。
2.3 第三类、轴弯曲弯曲的轴引起大的轴向振动,同一台机器上轴向振动相位差趋向于180度,如果弯曲接近轴的中部,占优势的振动出现在1⨯转子转速频率,如果弯曲接近力偶,则占优势的振动出现在2⨯转速频率(如果您改变传感器的方向的话,应该仔细考虑每次轴向测量时振动传感器的方位)。
用千分表证实轴的弯曲。
2.4 第四类、不对中2.4.1联轴器角向不对中角向不对中的特征是轴向振动大,联轴器两侧振动相位差180度。
典型地出现在1⨯转速频率和2⨯转速频率的大的轴向振动。
然而,不常见1⨯转速频率,2⨯转速频率或3⨯转速频率占优势。
这些征兆也指示联轴器故障。
严重的角向不对中可激起1⨯转速频率的许多阶谐波频率。
与机械松动不一样,这些转速谐波频率典型地在频谱上都没有升高的噪声地平。
2.4.2联轴器平行不对中平行不对中的振动征兆类似于角向不对中,但是,径向方向振动大,并且联轴器两侧振动相位差接近180度。
2⨯转速频率振动往往大于1⨯转速频率振动,联轴器的类型和结构决定2⨯转速频率振动相对于1⨯转速频率振动的高度。
角向不对中或平行不对中严重时,可在较高谐波频率(4⨯到8⨯转速频率谐波)处出现大的振动,甚至出现类似于机械松动时出现的完整系列的高频谐波。
当不对中严重时,联轴器的类型和材料往往对整个频谱有很大的影响。
典型地没有提高的噪声地平。
不对中的滚动轴承偏斜地固定在轴上不对中的滚动轴承卡在轴上不对中的滚动轴承卡在轴上时将产生明显的轴向振动。
将引起同一轴承座上顶部与底部振动相位差约180度的轴向振动及左侧与右侧振动相位差约180度的轴向振动。
对准联轴器或平衡转子都不能缓解此故障。
通常,必须卸下轴承并重新正确安装。
2.5 第五类、共振强迫振动频率与系统的自然频率一致时出现共振,使振动幅值急剧放大,导致过早损坏或灾难性破坏。
这可能是转子的自然频率,也常常起源于支承框架,基础,齿轮箱或甚至传动皮带。
如果转子处在或接近共振,由于很大的相位漂移,几乎不可能平衡掉(共振时相位漂移为90度,通过共振时相位漂移接近180度)。
往往需要提高或降低自然频率来改变自然频率。
自然频率通常不随转速变化,这一点有助于识别自然频率(除非在大型平面轴颈轴承机器或在有明显悬臂的转子上)。
2.6 第六类、机械松动2.6.1A型松动这种频谱是机器底脚,底板或基础的结构松动/减弱引起的,或者由基础上恶化的水泥浆,松动的地脚螺栓,或者框架或者基础变形(即软脚)引起的。
相位分析可以揭示在螺栓或机器底脚与基础底板或基础本身垂直方向测量之间的相位差约90度到180度。
2.6.2B型松动这种频谱通常是由螺栓松动,框架结构或轴承座裂纹引起的。
2.6.3C型松动这种频谱通常是由零部件之间配合不良引起的,由于松动的零部件对转子的动态力产生非线性的响应,所以,将产生许多谐波频率。
引起时域波形截断和在频谱中提高噪声地平。
C型松动往往是由轴承衬套在其盖内松动,轴承松动和在轴上旋转,滑动轴承或滚动轴承间隙过大,叶轮在轴上松动等引起的。
C型松动的振动相位往往是不稳定的,这一次测量到下一次测量可能变化很大,尤其是如果转子在轴上的位置从这一次起动到下一次起动漂移的话。
机械松动往往是非常定向的,在一个轴承座的径向方向每隔30度测量的振动值完全不同。
而且,松动往往引起精确的1/2⨯或1/3⨯转速频率的亚谐波频率(0.5X,1.5X,2.5X等等)。
2.7 第七类、转子摩擦当旋转件与静止件相接触时,转子摩擦产生类似于机械松动产生的频谱。
摩擦可能是局部的,也可能是整个转子一周都摩擦。
通常,产生一系列频率,往往激起一个或多个共振。
根据转子自然频率的位置,常常激起转速的整分数倍亚谐波频率(1/2,1/3,1/4,1/5,……1/12等)。
转子摩擦可激起许多高频(类似于粉笔在黑板上拖动时产生的宽带噪声)。
如果轴与巴氏合金相接触引起摩擦时,它可能非常严重,非常短促。
整个轴圆周全部角度摩擦可产生“反进动”,即转子以临界转速频率回转,但是,方向与轴的旋转方向相反(可导致灾难性破坏的固有的不稳定)。
2.8 第八类、滑动轴承故障2.8.1磨损或间隙故障滑动轴承磨损后期的证据通常是出现一个完整的系列的转速频率谐波(直到10阶或20阶)。
破碎的滑动轴承常产生比水平方向振动大的垂直方向的振动,也可能只有1 转速频率的一个明显的尖峰。
间隙过大的滑动轴承可让小的不平衡,不对中引起大的振动,如果轴承间隙调整达到规定的要求,则振动很小。
2.8.2油膜涡动油膜涡动是转子中心绕轴承中心转动的亚同步现象,其回转频率即振动频率约为转子回转频率的一半,如左上图所示。
所以常称为半速涡动或半频涡动。
轴承与转子之间的油膜避免了旋转的转子表面与不旋转的轴承表面之间的直接接触,减少两表面间的摩擦和功耗,同时也为支承转子提供了动压力。
由于在大多数情况下,轴承不旋转,轴瓦表面的油膜速度为零,转子轴颈表面的油膜速度与轴颈表面的速度相同。
因此,在层流假设下,油膜沿径向的速度分布如右上图所示。
油膜的平均周向速度为轴颈表面速度的一半,即转子旋转时,油膜将以轴颈表面速度之半的平均速度环绕运动。
实际上,涡动频率总是小于回转速度之半。
据统计,约为0.40~0.48X转速之间。
这是轴颈表面比轴瓦表面光滑及轴瓦与轴颈之间滑油的端泄等原因影响的结果。
油膜涡动不稳定出现在(0.40到0.48) 转速频率范围内,常常十分严重。
当振动幅值超过轴承间隙的百分之四十时,认为振动过大。
油膜涡动是油膜激起的振动,正常工作状态的偏移(姿态角和偏心率)使油楔“推”轴在轴承内作环绕运动。
旋转方向不稳定的力导致涡动(或正进动)。
油膜涡动是不稳定的,因为它增大离心力,离心力增大涡动力。
可使油膜不再能支承轴,并且,当涡动频率与转子自然频率一致时,变得不稳定。
改变滑油粘度,润滑油压力和外部预载,可能会影响油膜涡动。
2.8.3油膜振荡随着转子转速的提高,油膜涡动的频率也提高,两者保持一个近乎不变的恒定比,即约为0.5。
但是,当转子回转频率约为其一阶弯曲临界转速的两倍时,随着转子转速的提高,涡动频率将保持不变,而且等于该转子一阶弯曲临界转速。
如果机器处在或高于2 转子自然频率运转时,可能出现油膜振荡。
转子进入两倍临界转速时,油膜涡动频率将非常接近临界转速频率,引起过大的振动,油膜可能不再具有支承能力。