PeakVue測振新技術(shù)的應(yīng)用及評價(jià)

上海外高橋發(fā)電責(zé)任有限公司 史嘯曦

艾默生過程控制有限公司 景東華

介紹了PeakVue測振技術(shù)及其在風(fēng)機(jī)振動(dòng)診斷中的作用，并通過實(shí)例說明計(jì)劃搶修可為企業(yè)降低損失，對延長設(shè)備的壽命管理很重要。

一、CSI PeakVue診斷技術(shù)介紹

1.PeakVue概述

PeakVue是Emerson公司針對滾動(dòng)軸承和齒輪故障診斷開發(fā)的一種全新的診斷技術(shù)，是Emerson的專利技術(shù)。通過PeakVue技術(shù)可以發(fā)覺機(jī)械振動(dòng)異常信號尤其是初期潛在而細(xì)微的異常信號。而此種初期的異常信號，能量一般很低，通過常規(guī)振動(dòng)頻譜分析時(shí)，往往隱藏在振動(dòng)頻譜底層的背景能量當(dāng)中，無法發(fā)現(xiàn)。PeakVue則可以用來分離這些低能量的周期性損壞信號，這些信號的成因多為滾動(dòng)軸承和齒輪的早期磨損，并且可以捕獲和保留這些真實(shí)的沖擊信號，從而能夠更準(zhǔn)確地顯示損壞根源和反應(yīng)故障的嚴(yán)重程度。

2.PeakVue的工作原理

要了解PeakVue的工作原理，需首先了解應(yīng)力波。應(yīng)力波發(fā)生于機(jī)械的金屬對金屬的沖擊、應(yīng)力裂痕或摩擦現(xiàn)象，是一種非常短暫的連續(xù)性脈沖10-6~10-3s信號，即頻率非常高，常常在1~50kHz。上述沖擊、裂痕或摩擦?xí)l(fā)生于滾動(dòng)軸承出現(xiàn)損壞因素以及齒輪箱的齒輪嚙合不當(dāng)時(shí)。

工作時(shí)，PeakVue首先使用固定的約100kHz的高頻采樣采集原始數(shù)據(jù)，并使用高通濾波器從振動(dòng)時(shí)域波形中分離出應(yīng)力波的脈沖信號，再經(jīng)過二次采樣等信號處理手段，計(jì)算處理此應(yīng)力波，保留真實(shí)的脈沖幅值，得到PeakVue時(shí)域波形。最后通過FFT快速傅里葉變換計(jì)算得到PeakVue頻譜。事實(shí)上，任何損壞形式所產(chǎn)生的應(yīng)力波皆可被測出，并且與其損壞形式的頻率無關(guān)，如診斷滾動(dòng)軸承問題和齒輪箱齒輪嚙合的問題。

在機(jī)械故障類型中最常見的是軸承故障，檢測軸承通常最關(guān)注的是確認(rèn)軸承故障和評估其嚴(yán)重程度。利用PeakVue技術(shù)采得的頻譜和波形就能夠反映故障的原因和嚴(yán)重程度。因此，PeakVue比普通振動(dòng)分析更容易判斷軸承等故障。

二、一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)診斷案例

圖7 PeakVue峰峰值振動(dòng)趨勢圖次風(fēng)機(jī)2A進(jìn)行了搶修工作，從解體后的軸承發(fā)現(xiàn)該軸承保持架已嚴(yán)重?fù)p壞，同時(shí)內(nèi)圈也已經(jīng)嚴(yán)重剝落，且軸承滾珠也有不同程度的損傷。更換軸承后振動(dòng)正常。

三、效益

一次風(fēng)機(jī)是電廠鍋爐重要的輔機(jī)設(shè)備，本次一次風(fēng)機(jī)2A軸承故障的準(zhǔn)確預(yù)判，排除了非計(jì)劃的設(shè)備停車。如此嚴(yán)重的軸承故障如不及時(shí)排除，將會嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，輕則造成設(shè)備停役，重則造成機(jī)組被迫停機(jī)事故。

1.設(shè)備計(jì)劃搶修的經(jīng)濟(jì)損失

一次風(fēng)機(jī)的軸承故障將會造成電量的半負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，更換軸承的搶修時(shí)間一般為24h，此時(shí)機(jī)組負(fù)荷將在120MW狀態(tài)運(yùn)行。以上海320MW機(jī)組負(fù)荷率70%，全廠售電加權(quán)電價(jià)(不含稅)393.54元/MW·h進(jìn)行直接損失計(jì)算：

損失電量＝(320×70%-120)×24＝2 496MW

損失電量費(fèi)用＝2 496×393.54＝98.23萬元

更換軸承費(fèi)用＝0.253萬元

總損失費(fèi)用＝98.483萬元

2.被迫停機(jī)搶修的經(jīng)濟(jì)損失

外高橋發(fā)電廠曾在2005年10月25日發(fā)生過類似的故障，被迫停機(jī)72h，則經(jīng)濟(jì)損失如下：

損失電量＝320×70%×72＝16 128MW

損失電量費(fèi)用＝16 128×393.54＝634.70萬元

更換軸承費(fèi)用＝0.253萬元

更換主軸費(fèi)用＝6萬元

總損失費(fèi)用＝640.953萬元

通過兩種搶修損失的對比，可知計(jì)劃搶修的損失要小得多。