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便攜式振動分析儀在風電行業的應用

2020-06-04
  風能作為一種清潔的、成熟的可再生能源,在我國乃至世界經濟發展向低碳環保方向轉型過程中發揮著越來越重要的作用。近年來在政府政策指導和風電從業者的共同努力下我國的風電裝機容量已經躍升為全球第一,金風、遠景等數家總機制造商已躋身全球一流行列。風電飛速發展的同時越來越多的風電場運營者都感受到了運維成本的壓力,迫切希望降低運維成本,這推動風機的運行維護不斷朝智能化、專業化的方向發展。便攜式振動分析儀作為一種基于振動狀態檢測分析的儀器,在風機定檢、巡檢工作中發揮至關重要的作用。
  基于振動信號的狀態監測
  機械設備狀態監測是指通過采集設備運行過程中的狀態信號,并結合該狀態的歷史變化趨勢和設備運行維護狀況,對狀態信號進行處理、分析、提取其關鍵特征,從而對設備當前狀態進行綜合診斷,給出正常、預警、報警和危險的評估結論,確保設備的使用壽命達到最大化。
  通常來說可作為設備狀態信號的參數有振動、噪聲、溫度、壓力、油液等等,與其他幾種參數相比振動信號所能反饋的設備狀態信息是最全面、最易理解和有效的,而且振動信號的采集獲取的過程也是極其便捷的。
  Vb7便攜式振動分析儀介紹
  Vb7便攜式振動分析儀(圖1所示)由美國GE本特利公司生產制造,其強大的分析性能,人性化的設計理念,豐富的功能配置深受國內外檢測維護人員的推崇。
圖1 VB7便攜式振動分析儀實物圖
  Vb7便攜式振動分析儀器主要技術參數:
  ·支持2通道實時同步采集數據;
  ·支持轉速及相位測量的轉速計和鍵相位輸入;
  ·基于Windows的振動分析和管理軟件;
  ·波形與頻譜采集一次完成;
  ·平均值測量,適合渦流傳感器直流分量測量;
  ·具備敲擊測試功能以測試部件固有頻率;
  ·具備開、停車(升、降速)跟蹤采集;
  ·具備自動長時間時域波形采集,實現準在線功能;
  ·標準配置為加速度傳感器:靈敏度100mv/g,頻率相應0.4Hz~13000Hz;
  ·測量范圍:(極大的動態測量范圍);
  ·400、800、1600、3200、6400線FFT高分辨率;
  Vb7的參數配置完全滿足風力發電機全傳動鏈包括發電機、齒輪箱和主軸的狀態檢測。使用者可以根據測試對象當前狀態和檢測原因,選取使用一個通道傳感器還是兩個通道傳感器進行信號采集,通常情況下若無特殊要求,方便起見使用一個通道傳感器即能滿足測試要求;兩個通道同時使用,可做相位分析,更加直觀的判斷問題,如對發電機和齒輪箱高速軸兩端對中檢測建議使用兩個傳感器同時對兩端在同方向進行檢測分析。
  案例介紹
  案例背景:某風場反饋該風場15#風機我司對其齒輪箱高速級葉片側軸承進行打膠處理后,齒輪箱振動異常并且高速級軸承存在跑外圈的故障,要求我司對該齒輪箱進行全面檢查。
  2017年6月28日我司專業技術人員攜帶Vb7便攜式振動分析儀對該風機傳動鏈進行了振動檢測分析,根據測試結果現場即反饋該齒輪箱高速級電機側軸承內圈故障嚴重,齒輪箱沒有跑圈故障,發電機前軸承故障明顯建議客戶排查。軸承故障特征頻譜圖如下圖所示:
圖2 高速級電機側V向加速度時頻域圖
圖3 高速級電機側V向解調譜時頻域圖
  振動檢測完成后停機,打開平行級視孔蓋用內窺鏡檢測高速級電機側軸承發現在軸承承載區內圈大面積點蝕如圖3.3所示,并用塞尺對高速級葉片側軸承孔進行檢測,0.03絲的塞尺無法塞進軸承孔。綜合分析表明振動檢測結果正確無誤。

圖4 軸承內圈點蝕圖
  便攜式振動分析儀的推廣普及對于風機定檢、巡檢具有重要意義,但是其實際操作過程需要人員在風機運行啟動的狀態下進行振動信號采集,危險系數相對提高,且受天氣制約較大,由于其離線檢測的性質,實際分析過程中需要結合風機現場運行的工況,溫度、壓力等參數指標,風機運行時間和部件更換維修情況等來綜合判斷。
(來源:南京安維士傳動技術股份有限公司)