專利名稱：汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障實(shí)時(shí)診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷領(lǐng)域，特別涉及汽輪發(fā)電 機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)的一種汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障實(shí)時(shí)診斷方法。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)組容量增大，有些大型汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)常表現(xiàn)為較為明顯的隨機(jī)振動(dòng) 故障，其頻率、振幅波動(dòng)性變化明顯，表現(xiàn)形式較復(fù)雜。隨機(jī)振動(dòng)故障本身不會(huì) 給機(jī)組安全運(yùn)行帶來直接危害，但是隨機(jī)振動(dòng)將會(huì)對(duì)機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行帶來
不利影響。
(1) 隨機(jī)振動(dòng)可以誘發(fā)明顯的有害振動(dòng)。由于隨機(jī)振動(dòng)的頻譜是連續(xù)譜，激 振力頻帶相當(dāng)寬。如果周圍存在自振頻率與隨機(jī)振動(dòng)頻率成份匹配的部件，它將 會(huì)激起不穩(wěn)定共振，誘發(fā)明顯有害振動(dòng)。例如，軸瓦軸向隨機(jī)振動(dòng)，本身雖然不 會(huì)給機(jī)組安全運(yùn)行帶來不利影響，但由于傳至軸系，經(jīng)波形節(jié)聯(lián)軸器共振放大之 后，產(chǎn)生了明顯有害振動(dòng)，使波形節(jié)產(chǎn)生較大的交變應(yīng)力，長(zhǎng)期運(yùn)行波形節(jié)將會(huì) 產(chǎn)生疲勞損傷和斷裂，造成機(jī)組重大生產(chǎn)事故。
(2) 隨機(jī)振動(dòng)表現(xiàn)是機(jī)組嚴(yán)重振動(dòng)故障的重要征兆，如果不及時(shí)處理，將會(huì) 給機(jī)組安全運(yùn)行帶來不利影響。例如，由松動(dòng)的大部件和軸頸不穩(wěn)定沖擊激起的 隨機(jī)振動(dòng)，不及時(shí)調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)子平衡，降低激振力，其直接后果是機(jī)組軸瓦在短 期內(nèi)將被振碎。
通常，機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障的診斷工作都是由經(jīng)驗(yàn)豐富的專家完成，具有診斷 經(jīng)濟(jì)成本高，周期長(zhǎng)，可靠性低，有效性差的缺點(diǎn)。因此，汽輪機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故
障在線實(shí)時(shí)診斷方法具有一定的重要用途。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確診斷故障的汽輪發(fā) 電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法。
一種汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其特征是該隨機(jī)振動(dòng)故障在線^時(shí)診斷方法包括
(a) 數(shù)據(jù)采集，采集汽輪機(jī)組軸系的軸承座振動(dòng)信號(hào)、軸振動(dòng)信號(hào)以及振動(dòng)信 號(hào)分析處理需要的鍵相信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算得到相對(duì)軸振通頻振幅，軸承座的瓦振
振動(dòng)通頻幅值，結(jié)合FFT(快速傅立葉變換)頻譜分析，得到軸承座振動(dòng)預(yù)先設(shè)定 頻段內(nèi)的通頻振幅；
(b) 瓦振低頻振動(dòng)與軸振關(guān)聯(lián)性分析，將上述計(jì)算的軸承座瓦振低頻振動(dòng)預(yù)先 設(shè)定頻段內(nèi)的通頻振幅、相對(duì)軸振通頻振幅二者的比值，以此為依據(jù)定量判定軸 承座的低頻振動(dòng)設(shè)定頻段內(nèi)的振動(dòng)與相對(duì)軸振具有非關(guān)聯(lián)性；
(c) 瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證，依據(jù)低頻振動(dòng)預(yù)先設(shè)定頻段內(nèi)的通頻振幅 數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)定量計(jì)算，評(píng)價(jià)設(shè)定頻段內(nèi)低頻振幅的波動(dòng)情況；
(d) 瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證，結(jié)合軸承座瓦振振動(dòng)信號(hào)的FFT頻譜分 析結(jié)果，定量分析預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段內(nèi)振動(dòng)主頻率變化情況，評(píng)價(jià)判定設(shè) 定頻段內(nèi)低頻主頻率波動(dòng)是否明顯；
(e) 瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證，結(jié)合軸承座瓦振振動(dòng)信號(hào)的FFT頻 譜分析結(jié)果，通過計(jì)算低頻振動(dòng)頻段內(nèi)頻率成份數(shù)量及變化情況，評(píng)價(jià)判定設(shè)定 頻段內(nèi)低頻振動(dòng)頻率成份分散性是否明顯；
(f) 機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障識(shí)別診斷，結(jié)合軸承座的瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、 低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證及低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證這3項(xiàng)驗(yàn)證的結(jié)果，綜 合判斷得出大型汽輪發(fā)電機(jī)組是否發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)故障的結(jié)論。
本發(fā)明的有益效果是汽輪機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障診斷方法利用機(jī)組運(yùn)行中軸系 的振動(dòng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算分析判斷得到故障診斷結(jié)論，具有方法科學(xué)，結(jié)論可靠， 能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、診斷故障等優(yōu)點(diǎn)。
圖1為大型汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)診斷功能流程圖。 圖2為瓦振低頻振動(dòng)與軸振非關(guān)聯(lián)性驗(yàn)證功能結(jié)構(gòu)框圖。 圖3為瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證功能結(jié)構(gòu)框圖。 圖4為瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證功能結(jié)構(gòu)框圖。圖5為瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證功能結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確診斷故障的汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī) 振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法。首先進(jìn)行基本情況分析
一、 在汽輪發(fā)電機(jī)組上能激起隨機(jī)振動(dòng)故障有兩大類。 一是流體沖擊；二是 松動(dòng)的大部件和軸頸對(duì)軸瓦不穩(wěn)定沖擊。首先，與軸承座直接或間接相連的管道 有循環(huán)水管、油管、主蒸汽管、再熱蒸汽和導(dǎo)汽管等，當(dāng)這些管路設(shè)計(jì)不合理時(shí)， 在較大流量下管路會(huì)激起顯著隨機(jī)振動(dòng)，管道的隨機(jī)振動(dòng)傳至軸承座或汽缸。其 次，支承的有關(guān)部件發(fā)生松動(dòng)，將會(huì)引起軸承座連接剛度降低，在激振力不變時(shí) 軸承振幅會(huì)增大。當(dāng)軸瓦在瓦窩內(nèi)松動(dòng)、汽缸內(nèi)某個(gè)大部件松動(dòng)，在振動(dòng)或汽流 作用下，對(duì)軸瓦或汽缸產(chǎn)生沖擊，或軸頸對(duì)軸瓦產(chǎn)生不穩(wěn)定沖擊，將激起隨機(jī)振 動(dòng)。
二、 汽輪發(fā)電機(jī)組上的隨機(jī)振動(dòng)故障，頻譜以連續(xù)譜為主，其主頻率和幅值 均極不穩(wěn)定。隨機(jī)振動(dòng)就其振動(dòng)頻率成份是由激振力頻率決定，當(dāng)激振力頻率在 某一范圍內(nèi)頻率成份豐富時(shí)，振動(dòng)頻譜表現(xiàn)為連續(xù)，其中振幅最大對(duì)應(yīng)的頻率稱 為主頻率，在不同時(shí)間主頻率及其幅值變化顯著。目前在大機(jī)組上觀察到的低頻 振動(dòng)幅值不穩(wěn)定，振動(dòng)主頻率在5-30Hz范圍內(nèi)波動(dòng)變化，振動(dòng)頻譜表現(xiàn)為連續(xù)。
本發(fā)明就是在以上所述內(nèi)容基礎(chǔ)上，根據(jù)汽輪機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障的主要特 征，結(jié)合振動(dòng)信號(hào)分析處理及模式識(shí)別技術(shù)，對(duì)汽輪機(jī)組的隨機(jī)振動(dòng)故障進(jìn)行分 析診斷。
大型汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障實(shí)施診斷方法主要由數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、瓦 振低頻振動(dòng)與軸振非關(guān)聯(lián)性驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)主 頻率條件驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證、機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障識(shí)別診斷 等環(huán)節(jié)組成，其功能流程圖如圖1所示。在實(shí)時(shí)診斷過程中，針對(duì)相應(yīng)的瓦振(軸 承座振動(dòng))與軸相對(duì)振動(dòng)，先進(jìn)行瓦振低頻振動(dòng)與軸振關(guān)聯(lián)性分析，在驗(yàn)證瓦振 低頻振動(dòng)在設(shè)定頻段內(nèi)的振動(dòng)與相對(duì)軸振的關(guān)聯(lián)性不明顯后，再進(jìn)入后續(xù)針對(duì)軸 承座瓦振低頻振動(dòng)的幅值條件驗(yàn)證、主頻率條件驗(yàn)證及頻率成份分散性驗(yàn)證等實(shí)時(shí)運(yùn)算分析。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明具體實(shí)施步驟及診斷方法。 數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理
在汽輪發(fā)電機(jī)組上能激起隨機(jī)振動(dòng)故障有兩大類， 一是流體沖擊；二是松動(dòng) 的大部件和軸頸對(duì)軸瓦不穩(wěn)定沖擊。上述隨機(jī)振動(dòng)都是在軸承座上表現(xiàn)明顯，在 后續(xù)的計(jì)算分析過程中需要用到相對(duì)軸振動(dòng)數(shù)據(jù)。因此，診斷機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障 采集汽輪機(jī)組軸系的軸承座振動(dòng)信號(hào)以及軸振動(dòng)數(shù)據(jù)。
根據(jù)采集得到的振動(dòng)信號(hào)，得到相對(duì)軸振通頻振幅A。，軸承座振動(dòng)通頻幅 值A(chǔ)v。對(duì)軸承座振動(dòng)進(jìn)行FFT(快速傅立葉變換)頻譜分析，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的低頻 振動(dòng)頻段[^_，結(jié)合FFT頻譜分析結(jié)果，累加頻段內(nèi)的振幅得到該頻段內(nèi)
的通頻振幅^n^。
瓦振低頻振動(dòng)與軸振非關(guān)聯(lián)性驗(yàn)證
計(jì)算瓦振低頻振動(dòng)頻段[/^ ， /^』內(nèi)的通頻振幅J^、相對(duì)軸振通頻振幅Av 二者的比值《、=《/《。在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)，如果比值&的最大值、最小值的差
值的絕對(duì)值大于設(shè)定的閾值rra (設(shè)定閾值7;,為0.3)，那么判定低頻振動(dòng)設(shè)定頻
段內(nèi)的振動(dòng)與相對(duì)軸振非關(guān)聯(lián)性驗(yàn)證通過，否則判定為驗(yàn)證不通過，其功能結(jié)構(gòu)
框圖如圖2所示。
瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證
分析瓦振低頻振動(dòng)幅值波動(dòng)性，評(píng)價(jià)設(shè)定頻段內(nèi)最大振幅的波動(dòng)情況，其功
能結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，計(jì)算瓦振低頻振動(dòng)頻段K她，/ 』內(nèi) 的通頻振幅的最大值和最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定
的閾值7;^，那么判定低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證通過，否則判定為驗(yàn)證不通過。 瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證
對(duì)瓦振信號(hào)進(jìn)行FFT(快速傅立葉變換)頻譜分析，在預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻
段[/;^，^^]內(nèi)，得到最大振動(dòng)幅值對(duì)應(yīng)的主頻率值y;,。在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算 /,^的最大值和最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的閾值r,， 那么判走瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證通過，否則判定驗(yàn)證不通過，其功能結(jié)構(gòu)
框圖如圖4所示。瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證
對(duì)瓦振信號(hào)進(jìn)行FFTX快速傅立葉變換)頻譜分析，在預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻
段[/;,，Y，m]內(nèi)，計(jì)算得到幅值大于設(shè)定值的低頻振動(dòng)頻率。在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì) 算符合條件的低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量0"在FFT頻譜分析的采樣頻率、采樣數(shù) 確定的情況下，0/可以明確得到。根據(jù)FFT頻譜分析的采樣頻率、采樣數(shù)設(shè)定 低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量閾值7V，如果低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量大于閾值7^，那么 判定為瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證通過，否則判定驗(yàn)證不通過，其功能結(jié) 構(gòu)框圖如圖5所示。
汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障的診斷
根據(jù)上述瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證及瓦振 低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證的結(jié)果，可以做出是否發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)故障的診斷。 如果同時(shí)通過上述3項(xiàng)驗(yàn)證，那么可以判斷發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)故障。
實(shí)施例
利用該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子一側(cè)的軸承座處的隨 機(jī)振動(dòng)故障診斷。根據(jù)該方法設(shè)計(jì)具體的隨機(jī)振動(dòng)故障計(jì)算機(jī)診斷程序，將故障 診斷程序安裝在工控機(jī)(IPC)內(nèi)。隨機(jī)振動(dòng)故障實(shí)時(shí)診斷程序中的一次診斷循環(huán)過 程包括診斷方法中涉及的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、瓦振低頻振動(dòng)與軸振非關(guān)聯(lián)性驗(yàn) 證、低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證、低頻振動(dòng)頻率成份分散 性驗(yàn)證、機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障識(shí)別診斷等一系列計(jì)算分析驗(yàn)證環(huán)節(jié)。
首先，工控機(jī)(IPC)通過高速數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)采集汽輪發(fā)電機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子一側(cè) 的軸承座振動(dòng)及軸相對(duì)振動(dòng)信號(hào)。根據(jù)采集得到的振動(dòng)信號(hào)，得到相對(duì)軸振通頻 振幅Ac，軸承座振動(dòng)通頻幅值^&。對(duì)軸承座振動(dòng)進(jìn)行FFT(快速傅立葉變換)頻 譜分析，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段[5/fe， 3Wfe]，累加頻段內(nèi)的振幅得到該 頻段內(nèi)的通頻振幅^^。
其次，故障診斷程序?qū)崟r(shí)計(jì)算軸承座振動(dòng)(瓦振)低頻振動(dòng)頻段[5/fe， W/fe]
內(nèi)的通頻振幅J^、相對(duì)軸振通頻振幅Av二者的比值&、-vCM,。在設(shè)定的時(shí)間 IO秒內(nèi)，計(jì)算比值凡,的最大值、最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于設(shè)定的閾值0丄那么判定低頻振動(dòng)設(shè)定頻段內(nèi)的振動(dòng)與相對(duì)軸振非關(guān)聯(lián)性驗(yàn)證通 過，故障診斷程序進(jìn)入后續(xù)的分析診斷環(huán)節(jié)。如果驗(yàn)證判定為不通過，故障診斷 程序不會(huì)進(jìn)入后續(xù)的分析診斷環(huán)節(jié)，重新進(jìn)入數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理環(huán)節(jié)。
故障診斷程序針對(duì)高壓轉(zhuǎn)子的一側(cè)軸承座振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行瓦振低頻振動(dòng)幅值 條件驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證及瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證等 3項(xiàng)驗(yàn)證，3個(gè)驗(yàn)證過程是實(shí)時(shí)同步進(jìn)行的。3項(xiàng)驗(yàn)證中的任何一項(xiàng)驗(yàn)證失效，都 會(huì)導(dǎo)致程序重新進(jìn)入進(jìn)入數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理環(huán)節(jié)。
在瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證中，故障診斷程序?qū)崟r(shí)計(jì)算軸承座振動(dòng)(瓦振)
低頻振動(dòng)頻段[5/fe， WZ/z]內(nèi)的通頻振幅^vc。在設(shè)定的時(shí)間IO秒內(nèi)，計(jì)算J^ 的最大值和最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的閾值IO微米，
那么判定瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證通過。
在瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證中，故障診斷程序?qū)崟r(shí)計(jì)算預(yù)先設(shè)定的低頻
振動(dòng)頻段[J/fe， M/fe]內(nèi)，得到最大振動(dòng)幅值對(duì)應(yīng)的主頻率值/。M^計(jì)算/。 ^的
最大值和最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的閾值5Hz，那么 判定瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證通過。
在瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證中，在設(shè)定的時(shí)間IO秒內(nèi)，故障診斷 程序?qū)崟r(shí)計(jì)算預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段[5/fe， 30/fe]內(nèi)，幅值大于1微米的低頻 振動(dòng)頻率成份數(shù)量0,，假設(shè)FFT頻譜分析的采樣頻率為1000Hz、采樣數(shù)為1000 的情況下，低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量閾值為2500。如果通過計(jì)算得到在[5/fe， 30//z] 內(nèi)，幅值大于1微米的低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量為3100，該值大于閾值2500，那 么判定為低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證通過。
最后，故障診斷程序根據(jù)瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)主頻率 條件驗(yàn)證及瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證的結(jié)果，判斷是否發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)故 障的診斷。如果同時(shí)滿足上述3項(xiàng)驗(yàn)證，那么可以判斷發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)。
權(quán)利要求
1. 一種汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其特征在于，該隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法包括(a)數(shù)據(jù)采集，采集汽輪機(jī)組軸系的軸承座振動(dòng)信號(hào)、軸振動(dòng)信號(hào)以及振動(dòng)信號(hào)分析處理需要的鍵相信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算得到相對(duì)軸振通頻振幅，軸承座的瓦振振動(dòng)通頻幅值，結(jié)合FFT頻譜分析，得到軸承座振動(dòng)預(yù)先設(shè)定頻段內(nèi)的通頻振幅；(b)瓦振低頻振動(dòng)與軸振關(guān)聯(lián)性分析，將上述計(jì)算的軸承座瓦振低頻振動(dòng)預(yù)先設(shè)定頻段內(nèi)的通頻振幅、相對(duì)軸振通頻振幅二者的比值，以此為依據(jù)定量判定軸承座的低頻振動(dòng)設(shè)定頻段內(nèi)的振動(dòng)與相對(duì)軸振具有非關(guān)聯(lián)性，向診斷決策提供驗(yàn)證支持；(c)瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證，依據(jù)低頻振動(dòng)預(yù)先設(shè)定頻段內(nèi)的通頻振幅數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)定量計(jì)算，評(píng)價(jià)設(shè)定頻段內(nèi)低頻振幅的波動(dòng)情況，向診斷決策提供驗(yàn)證支持；(d)瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證，結(jié)合軸承座瓦振振動(dòng)信號(hào)的FFT頻譜分析結(jié)果，定量分析預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段內(nèi)振動(dòng)主頻率變化情況，評(píng)價(jià)判定設(shè)定頻段內(nèi)低頻主頻率波動(dòng)是否明顯，向診斷決策提供驗(yàn)證支持；(e)瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證，結(jié)合軸承座瓦振振動(dòng)信號(hào)的FFT頻譜分析結(jié)果，通過計(jì)算低頻振動(dòng)頻段內(nèi)頻率成份數(shù)量及變化情況，評(píng)價(jià)判定設(shè)定頻段內(nèi)低頻振動(dòng)頻率成份分散性是否明顯，向診斷決策提供驗(yàn)證支持；(f)機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障識(shí)別診斷，結(jié)合軸承座的瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證及低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證這3項(xiàng)驗(yàn)證的結(jié)果，綜合判斷得出大型汽輪發(fā)電機(jī)組是否發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)故障的結(jié)論。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其特 征在于，所述相對(duì)軸振通頻振幅是根據(jù)采集得到的振動(dòng)信號(hào)，得到相對(duì)軸振通頻 振幅Ae，軸承座振動(dòng)通頻幅值A(chǔ)v;對(duì)軸承座振動(dòng)進(jìn)行FFT頻譜分析，根據(jù)預(yù)先 設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段[/^ ， , ^]，結(jié)合FFT頻譜分析結(jié)果，累加頻段內(nèi)的振幅得 到該頻段內(nèi)的通頻振幅^^。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其特 征在于，所述瓦振低頻振動(dòng)幅值波動(dòng)性是在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，計(jì)算瓦振低頻振動(dòng)頻 段[/;,， /^]內(nèi)的通頻振幅^^的最大值和最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的閾值remrf，那么判定低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其 特征在于，所述瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證是對(duì)瓦振信號(hào)進(jìn)行FFT頻譜分析， 在預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段[/;一， /a^]內(nèi)，得到最大振動(dòng)幅值對(duì)應(yīng)的主頻率值/amffic，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算/。 ^的最大值和最小值的差值的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的閾值rw/rf，那么判定瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證通過。
5. 根據(jù)權(quán)利要求i所述汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其特征在于，所述瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證是對(duì)瓦振信號(hào)進(jìn)行FFT頻譜分 析，在預(yù)先設(shè)定的低頻振動(dòng)頻段[/^ ， /^J內(nèi)，計(jì)算得到幅值大于設(shè)定值的低頻 振動(dòng)頻率，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算幅值大于設(shè)定值的低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量G/， 以采樣數(shù)設(shè)定低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量閾值7>，如果低頻振動(dòng)頻率成份數(shù)量0/大 于閾值7>，那么判定為瓦振低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證通過，否則判定驗(yàn)證 不通過。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)診斷方法，其特 征在于，所述汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障的診斷是在實(shí)時(shí)診斷隨機(jī)振動(dòng)故障過程 中，根據(jù)上述瓦振低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、瓦振低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證及瓦振 低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證的結(jié)果，如果同時(shí)通過上述3項(xiàng)驗(yàn)證，那么判斷發(fā) 生隨機(jī)振動(dòng)故障。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷領(lǐng)域，涉及汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)的一種汽輪發(fā)電機(jī)組隨機(jī)振動(dòng)故障實(shí)時(shí)診斷方法。通過采集汽輪機(jī)組軸系的軸承座瓦振振動(dòng)信號(hào)、軸振動(dòng)信號(hào)，對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定轉(zhuǎn)換、異常點(diǎn)剔除等必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理。利用FFT(快速傅立葉變換)頻譜分析，對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行瓦振低頻振動(dòng)與軸振關(guān)聯(lián)性分析，并進(jìn)一步對(duì)軸承座瓦振振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行低頻振動(dòng)幅值條件驗(yàn)證、低頻振動(dòng)主頻率條件驗(yàn)證、低頻振動(dòng)頻率成份分散性驗(yàn)證等實(shí)時(shí)定量計(jì)算分析。在上述實(shí)時(shí)定量計(jì)算分析基礎(chǔ)上，結(jié)合各項(xiàng)驗(yàn)證結(jié)果，診斷機(jī)組是否發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)故障。
文檔編號(hào)G01M7/00GK101430247SQ20081022758
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者宋光雄 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)