本特利3500振動監測系統在大型壓縮機設備保護的研究及應用

石明勇

摘 要：大型透平機械的運行狀態參數的檢測系統對設備安全穩定運行以及故障判斷分析起著十分重要的作用。由美國本特利公司生產的T3500振動、位移檢測系統，在大型透平機械中使用比較廣泛，可以對透平機械設備的振動、位移參數實行不間斷的檢測，并可以設施報警聯鎖值，也可以通過歷史記錄分析判斷設備的運行情況，可以有效地保護透平機械。

關鍵詞：大型透平機械;振動檢測;穩定運行

引言

隨著集團公司的持續發展，公司啟動了泰安特種鋼項目建設，根據項目建設需要，氣體公司需要配套建設兩套三萬立方米每小時的制氧機，這對于公司來說是一次重大設備升級，有原來的小型制氧機轉變為大型制氧機，壓縮機也隨之增大，壓縮機的軸振動、位移檢測升級為本特利3500框架系統。本特利3500框架系統其方便的軟件組態形式和可靠硬件質量，將為氣體公司壓縮機的安全運行提供有力保障。

1 3500框架系統

1.1系統結構

1.1.1儀表框架部分

儀表框架部分包括：電源輸入模塊1個，框架接口模塊模塊1個，振動/位移模塊監6個。四通道的繼電器模塊1個。模塊具備熱插拔功能，方便3500框架系統后期的維護保養。

1.1.2現場傳感器部分傳感器部分主要有：

各種渦流振動探頭和位移探頭、延長電纜和前置器及信號線。

1.1.3計算機及軟件3500軟件包包括：

框架配置軟件;數據采集/服務器軟件;操作員顯示軟件。各種監測模塊的內部設置，可以通過連接裝有框架組態軟件的計算機的RS232接口和框架接口模塊的組態專用接口，在計算機上設置好各模塊的參數，下裝到各模塊，及完成對各監測器的量程、報警點、探頭類型和繼電器輸出的設置。

1.1.4電渦流傳感器監測原理電渦流傳感器是根據渦流效應原理工作的，渦流傳感器的線圈L與一個電容C并聯，構成一個并聯諧振電路。由前置器內的晶體振蕩器供給穩定的高頻電流來激勵，在線圈周圍產生高頻交變磁場俑，當被測主軸靠近次交流磁場φ用范圍時，在被測主軸表面產生電渦流，而此電渦流又產生一個新交變磁場來阻礙主磁場的變化，這一過程將消耗能量，因而使線圈的Q值發生變化。在被測主軸與傳感器之間的間隙d改變時，傳感器線圈的Q值也隨之變化。

1.2 在電路中線圈Q值與線圈是電感量之間的關系為：

Q=XL/R

式中L——線圈是電感量;

R——電路中的禍合電阻。

上式說明，線圈的電感量隨Q值變化而變化，亦即隨間隙d的變化而變化。而線圈電感量的變化，使線圈的輸出電壓U發生變化。這樣渦流傳感器便將間隙d的變化轉變成電壓的變化。信號經前置器放大以后為0—24VDC信號進儀表框架。

2 3500框架系統在大型壓縮機設備控制系統中的應用

3500框架系統在大型壓縮機控制過程中主要作用為實時檢測壓縮機各級軸瓦的振動、軸系統的位移，并實現在壓縮機的軸振動、軸位移超限時進行報警，超過聯鎖值時聯鎖停止壓縮機的運行，有效保護壓縮機設備的安全。實時監測數據傳輸到DCS控制系統進行數據記錄并有歷史趨勢可查。

在壓縮機的變速箱軸瓦、壓縮機的軸瓦、電機軸瓦配置一對X/Y方向（互為垂直方向）安裝了本特利3300XL系列電渦流振動檢測探頭，安裝方式為在壓縮機的軸伸端、變速箱的軸伸端安裝本特利3300XL系列電渦流位移檢測探頭。軸振動、軸位移探頭檢測信號通過前置放大器處理，處理后的信號送入3500框架系統相應的檢測模塊，再由各類檢測模塊進行數據的記錄、傳輸。在3500框架系統中完成對各類數據的處理。3500框架系統可以進行數據量程、信號類型，報警值、聯鎖值的設置，還可以進行聯鎖輸出設置。進過3500框架系統處理過的信號通過信號電纜傳輸到DCS控制系統，有DCS控制系統對數據進行邏輯編程，實現對壓縮機的軸振動、軸位移數據實時監控，并記錄存儲，實現軸振動、軸位移的報警聯鎖功能。

3500框架系統的通訊模塊具有比較廣泛的通訊能力，可以通過工業以太網（TCP/IP）或串行（RS485/RS232）通訊協議將3500框架系統處理的所有數據傳輸到其他各類控制系統中進行集成，實現對壓縮機的實時監控，以便于崗位人員對壓縮機的運行狀態進行實時監控，有效保證壓縮機的安全穩定運行。

3500框架系統還可以通過輸入模塊進行振動、位移檢測點的報警聯鎖設置，設置的聯鎖報警值通過繼電器輸出模塊進行聯鎖輸出，實現對壓縮機的聯鎖控制。聯鎖輸出信號可以選擇單點信號輸出，也可以進行“與”“或”邏輯編程，實現“二選二”或“三選二”的聯鎖方式，能夠實現信號輸出延時功能，可以有效地過濾干擾信號。3500框架系統具有檢測回路故障信號的功能，可以有效區分實際信號與故障信號，更加有效地保護壓縮機的運行。

3 結論

3500框架系統具有運行穩定性、可靠性、實用性、模塊化等優點，在各類壓縮機的振動檢測、軸位移檢測得到廣泛地應用。3500框架系統可以實施檢測壓縮機的軸振動、軸位移，并應用到壓縮機的控制系統中，實現軸振動、軸位移的聯鎖報警功能，有效地保護壓縮機的安全穩定運行，為保證人身和設備安全提供了有效保障。

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