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便携式振动分析仪在风电行业的应用

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  风能作为一种清洁的、成熟的可再生能源,在我国乃至世界经济发展向低碳环保方向转型过程中发挥着越来越重要的作用。近年来在政府政策指导和风电从业者的共同努力下我国的风电装机容量已经跃升为全球第一,金风、远景等数家总机制造商已跻身全球一流行列。风电飞速发展的同时越来越多的风电场运营者都感受到了运维成本的压力,迫切希望降低运维成本,这推动风机的运行维护不断朝智能化、专业化的方向发展。便携式振动分析仪作为一种基于振动状态检测分析的仪器,在风机定检、巡检工作中发挥至关重要的作用。

  基于振动信号的状态监测

  机械设备状态监测是指通过采集设备运行过程中的状态信号,并结合该状态的历史变化趋势和设备运行维护状况,对状态信号进行处理、分析、提取其关键特征,从而对设备当前状态进行综合诊断,给出正常、预警、报警和危险的评估结论,确保设备的使用寿命达到最大化。

  通常来说可作为设备状态信号的参数有振动、噪声、温度、压力、油液等等,与其他几种参数相比振动信号所能反馈的设备状态信息是最全面、最易理解和有效的,而且振动信号的采集获取的过程也是极其便捷的。

  Vb7便携式振动分析仪介绍

  Vb7便携式振动分析仪(图1所示)由美国GE本特利公司生产制造,其强大的分析性能,人性化的设计理念,丰富的功能配置深受国内外检测维护人员的推崇。

图1 VB7便携式振动分析仪实物图

  Vb7便携式振动分析仪器主要技术参数:

  ·支持2通道实时同步采集数据;

  ·支持转速及相位测量的转速计和键相位输入;

  ·基于Windows的振动分析和管理软件;

  ·波形与频谱采集一次完成;

  ·平均值测量,适合涡流传感器直流分量测量;

  ·具备敲击测试功能以测试部件固有频率;

  ·具备开、停车(升、降速)跟踪采集;

  ·具备自动长时间时域波形采集,实现准在线功能;

  ·标准配置为加速度传感器:灵敏度100mv/g,频率相应0.4Hz~13000Hz;

  ·测量范围:(极大的动态测量范围);

  ·400、800、1600、3200、6400线FFT高分辨率;

  Vb7的参数配置完全满足风力发电机全传动链包括发电机、齿轮箱和主轴的状态检测。使用者可以根据测试对象当前状态和检测原因,选取使用一个通道传感器还是两个通道传感器进行信号采集,通常情况下若无特殊要求,方便起见使用一个通道传感器即能满足测试要求;两个通道同时使用,可做相位分析,更加直观的判断问题,如对发电机和齿轮箱高速轴两端对中检测建议使用两个传感器同时对两端在同方向进行检测分析。

  案例介绍

  案例背景:某风场反馈该风场15#风机我司对其齿轮箱高速级叶片侧轴承进行打胶处理后,齿轮箱振动异常并且高速级轴承存在跑外圈的故障,要求我司对该齿轮箱进行全面检查。

  2017年6月28日我司专业技术人员携带Vb7便携式振动分析仪对该风机传动链进行了振动检测分析,根据测试结果现场即反馈该齿轮箱高速级电机侧轴承内圈故障严重,齿轮箱没有跑圈故障,发电机前轴承故障明显建议客户排查。轴承故障特征频谱图如下图所示:

图2 高速级电机侧V向加速度时频域图


图3 高速级电机侧V向解调谱时频域图

  振动检测完成后停机,打开平行级视孔盖用内窥镜检测高速级电机侧轴承发现在轴承承载区内圈大面积点蚀如图3.3所示,并用塞尺对高速级叶片侧轴承孔进行检测,0.03丝的塞尺无法塞进轴承孔。综合分析表明振动检测结果正确无误。



图4 轴承内圈点蚀图

  便携式振动分析仪的推广普及对于风机定检、巡检具有重要意义,但是其实际操作过程需要人员在风机运行启动的状态下进行振动信号采集,危险系数相对提高,且受天气制约较大,由于其离线检测的性质,实际分析过程中需要结合风机现场运行的工况,温度、压力等参数指标,风机运行时间和部件更换维修情况等来综合判断。
(来源:南京安维士传动技术股份有限公司)