PeakVue测振新技术的应用及评价

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优化监测技术- 提升设备效率 专题捅PeakVue测振新技术的应用及评价上海外高桥发电责任有限公司 史啸曦艾默生过程控制有限公司 景东华介绍了Peal(vue测振技术及其在风机振动诊断中的作用，并通过实例说明计划抢修可为企业降低损失，对延长设备的寿命管理很重要。

-、 CSI PeakVue诊断技术介绍1.PeakVue概述PeakVue是Emerson公司针对滚动轴承和齿轮故障诊断开发的-种全新的诊断技术，是Emerson的专利技术。通过PeakVue技术可以发觉机械振动异常信号尤其是初期潜在而细微的异常信号。而此种初期的异常信号 ，能量-般很低 ，通过常规振动频谱分析时，往往隐藏在振动频谱底层的背景能量当中，无法发现。PeakVuet]可以用来分离这些低能量的周期性损坏信号，这些信号的成因多为滚动轴承和齿轮的早期磨损，并且可以捕获和保留这些真实的冲击信号，从而能够更准确地显示损坏根源和反应故障的严重程度。

2.PeakVue的工作原理要了解PeakVue的工作原理，需首先了解应力波。应力波发生于机械的金属对金属的冲击、应力裂痕或摩擦现象，是-种非常短暂的连续性脉冲10-610。s信号，即频率非常高，常常在1-50kHz。上述冲击、裂痕或摩擦会发生于滚动轴承出现损坏因素以及齿轮箱的齿轮啮合不当时。

工作时，PeakVue首先使用固定的约100kHz的高频采样采集原始数据，并使用高通滤波器从振动时域波形 中分离出应力波的脉冲信号，再经过二次采样等信号处理手段 ，计算处理此应力波，保留真实的脉冲幅值，得1]PeakVue时域波形。最后通过FFT快速傅里叶变换计算得lJPeakVue频谱 。事实上 ，任何损坏形式所产生的应力波皆可被测出，并且与其损坏形式的频率无关 ，如诊断滚动轴承问题和齿轮箱齿轮啮合的问题。

在机械故障类型中最常见的是轴承故障，检测轴承通常最关注的是确认轴承故障和评估其严重程度。利用PeakVue技术采得的频谱和波形就能够反映故障的原因和严重程度。

二、-次风机振动诊断案例罗克韦尔 自动化-恩泰克公司的XMTM系列产品已在延炼实业集团公司200万t，年催化裂化装置主风机组(AV71)及其备用主风机组(AV63)、增压机组中成功应用，其轴振动、轴位移及相位监测系统XM啷 分选型见表1。

表1框架 2台电源 S0LA 4.0A 2块框架接口拈 2块继电器拈 XM-440 7块振动监测器 XM-120 18块位移监测器 XM-320 6块串口配置电缆 1o0英尺校验仪 1台XM安装附件 1套该机组2004年起开始投入使用至今，-直24h不间断地监测机组运行状况及状态变化，担负该公司关键机组的安全监测任务，实现了对设备故障早知道、早预报、早诊断，在提高设备运行完好率的同时减少了设备停机时间、降低了维修成本方面。同时，经长期的实际检验 ，XMTM系统几乎没做任何维护和更换备件，非常实用。

在该项 目中，xM 在实现与控制系统硬接线4～20mADC及报警、联锁接点信号外，不仅实现了与TRICONEX公司TS3000三重冗余控制系统的MODBUS 485通信，同时与深圳创为实公司$8000在线状态监测系统连接很好。

四、结语XMTM系列产品是罗克韦尔自动化-恩泰克公司基于De-viceNet控制总线技术的的XMTM轴振动、轴位移监测和保护系统 ，作为ENTEK6600系列新的更新换代产品，在优化原有信号检测、数据处理、通信等技术特点的基础上进行了设计 ，其分布式 、集成化 、拈化、易于扩展、在线软件升级、维护方便等优点更加明显，并同时实现了与各类PLC和DCS通信的无缝连接。

[编辑：黄守宪2013年8月 l中国设备工程 7 专题掇遭 优化监测技术 提升设备效率2013年3月27日，艾默生的设备降管理部在对外高桥电厂采集的振动数据进行分析中发现，-次风机2A联轴器端测点异常，尤其是PeakVue值较大，推断轴承已到了危险阶段，因此及时向电厂生技部反应了情况，生技部在查看相关数据后及时做出 重点检查相关部件，如现场确认振动、噪声等 ，立即安排相应的检修工作，重点检查轴承”的通知。

检修部收到通知后立即对该设备进行了检修，在更换轴承后设备恢复了正常运行 ，避免了-起设备突发故障。

1.设备概况马达为变频马达 ，当前转速1 340r/min，风机两端轴承型号FAG22226EAS，测点为风机联轴器端和风机 自由端(图11。

图1 应力波产生于金属之间的相互碰撞事件2.诊断分析(1)普通振动诊断所用仪器为CS12130振动分析仪，文版分析软件。各测点振动值见表1。

图3 普通振动图谱经有了明显的上升趋势，此时已可以发现轴承出现故障 ，而普通振动数据的趋势图在2013年2月的数据和1月的数据基本没有变化。

在PeakVue的这两个月的频谱上都出现了2倍的轴承保持架的故障特征频率19Hz，见图4、图5，2月份和3月份的PeakVue时域波形图见图6和图7。

々 m I i软件为MHM V5.5 1中 ：网4 PeakVue图谱表1 -次风机各测点检修前振动值 mm/s从普通振动数据的趋势图可以看出，3月份振动幅值有明显上升趋势，振动总量为7.3mm/s(peak)，没有达到故障等级，并且频谱图和时域图无明显故障特征频率(图2)。

图2 普通振动总量趋势图(21用PeakVue1]振技术诊断从PeakVue值来分析，本月振动较大，且从历史数据的趋势图上分析来看，近2个月有发展趋势 ，在2月份PeakVue值上升了6.1 X 101 ，而在本月有突发的趋势，仅3月份就上升了16gs(3)。

比较-下普通振动数据的趋势图和PeakVue峰峰值趋势图我们就可以发现，在2013年2月份 ，PeakVue峰峰值就已8 中国设备]-程 l 2013年8月图5 PeakVue和普通振动图谱的趋势比较1 -IT-H1 厂鹞谜[l图6 -次风机传动示意图通过以上分析，诊断结果为联轴器端轴承有故障存在 ，故障程度已达到危险阶段并且发展迅速，应及时维护检修。

3.验证结果外高桥电厂检修部利用双休 日的设备低负荷阶段对- 坼栅 雌 蛐耻 M 螂 坤ft 、簧 5 6 7 8 9 0 吼 & 6- - 删 世 掖术 静 率l 。 。l ， 。 j 。 t锄 强 弧譬 ≈ - 珏8鲳H利用状态监测判断大型压缩机反转的方法通用电气检测控制技术 关晓东通过对某化工公司压缩机停机过程 中发生的反转事件分析，介绍了利用GE本特利内华kSystem1软件分析转速趋势图和转轴振动轴心轨迹图联合判断压缩机发生反转的方法。该方法同样适用于安装 了键相或者转速探头、轴振探头的旋转设备。

-、 反转现象压缩机的密封、叶轮、轴承甚至增速机构在设计的时候都是按正常旋转方 向考虑的，如果压缩机的实际转向与该设计相反 ，则称为压缩机反转。

在额定工况运转时，压缩机通常不会发生反转，但是在停机过程中反转现象却时有发生。压缩机反转轻者损伤轴承，重者可能破坏干气密封，甚至导致叶轮脱落。

压缩机机组现场-般不安装反转检测装置，如果安装了键相和互相垂直的X/Y涡流探头轴振测量传感器 ，则可从其转速趋势图和轴心轨迹图中判断压缩机是否发生了反转。

二、振动的进动方向和轴心轨迹图介绍振动是有方向性的。轴承上安装有互相垂直的两个X/Y涡流探头，用于测量径向振动 ，如图1所示。图中转轴旋转方向是逆时针 ，如果振动方向是从x到Y，即振动方向是逆时针，那么振动方向和旋转方向相同，称为正进动。如果振动方向是从Y到x，则振动方向和旋转方向相反，称为反进动。在没有故障时，机组振动总是表现为正进动。

轴心轨迹图显示的是轴的中心线在油膜轴承间隙内的位置变化情况，展示了轴的中心线的运动途径 ，两个互相垂直的趋进式电涡流传感器(x/Y组态)测量转子的振动。时基图中的x和Y传感器信号表明了单个传感器所测量的振动，分别展示了x、Y传感器的信号波形。这两个时基信号结合日期 聊；祷 ”图7 PeakVue峰峰值振动趋势图次风机2A进行了抢修工作，从解体后的轴承发现该轴承保持架已严重损坏，同时内圈也已经严重剥落，且轴承滚珠也有不同程度的损伤。更换轴承后振动正常。

三、效益- 次风机是电厂锅炉重要的辅机设备 ，本次-次风机2A轴承故障的准确预判，排除了非计划的设备停车。如此严重的轴承故障如不及时排除，将会严重影响机组的经济运行，轻则造成设备停役，重则造成机组被迫停机事故。

1.设备计划抢修的经济损失- 次风机的轴承故障将会造成电量的半负荷运行状态，更换轴承的抢修时间-般为24h，此时机组负荷将在120MW状态运行。以上海320MW机组负荷率70%，全厂售电加权电价 含税)393.54/MW·h进行直接损失计算：损失电量 f320×70%-120)X242496MW损失电量费用 2 496 X 393.5498.23万元更换轴承费用 0.253万元总损失费用 98.483万元2.被迫停机抢修的经济损失外高桥发电厂曾在2005年1O月25 13发生过类似的故障，被迫停机72h，则经济损失如下：损失电量 320×70%X 7216 128MW损失电量费用 16 128×393.54634.70万元更换轴承费用0.253万元更换主轴费用 6万元总损失费用 640.953万元通过两种抢修损失的对 比，可知计划抢修的损失要小得多。