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振动监测系统在空气压缩机上的成功应用
2020-07-09 09:20:05
空气压缩机(Air Compressor)是一种将原动机的机械能转换成气体压力能,通过对气体的高度压缩进而提高气体压力或输送气体的主体气源装置,属于动力机械装备,也是最为基础性的工业装备。

空气压缩机广泛应用于矿山、石化、冶金、纺织、机械制造和电力等不同行业领域,是作为通用基础设备而广泛存在的,主要用于为工作现场提供充裕的压力气体,保证生产的持续进行。

 

也正因为空气压缩机具有重要的用途,其工作状态的稳定性和连续性直接影响到企业的生产效率。

 

故要保证空气压缩机的正常运行,对于其常见的故障要及时进行判断和处理,同时更要加强对空气压缩机的维护与保养管理,以避免空气压缩机的运行状态出现异常状况而停止运作,甚至引起重大安全事故的发生。
\                                                             △ 空气压缩机实拍

案例导入:

 

近期,某石化厂因原厂空气压缩机所配置的平轴承位移检测器出现警戒的信号,即客户委托诺佤进行设备的振动量测及诊断分析,以作为维修处理的判断参考;

 

 

在振动监测分析量测方面,诺佤具有30余年的行业应用经验,为石化工厂提供了一套包括数据采集、传感器(Sensor)、振动监控软体(Phoenix GM)和数据分析在内的设备振动状态监控方案。
\                                                         △ Phoenix GM 系统框架

量测点位设置:

 

 

石化厂内的空气压缩机,主要目的是将空气进行压缩,以便后段制程液态氧及液态氮的制作,设备可分为马达,齿轮箱,压缩机高压段及压缩机低压段四个大区块,压缩机分为高压段及低压段两段共四组压缩叶轮。
\                                                                 △ 设备实拍 · 西视图
\                                                                                     
△ 设备实拍 · 东视图

诺佤此次将振动监测系统设置于压缩机两段轴位,8个量测点位安装传感器,再通过数据采集模块收集数据,上传至监测系统完成智能数据筛选及分析。

 

 

安装点位具体位置:马达自由端、马达承载端、齿轮箱输入端、齿轮箱输出端、压缩机低压段外侧(1)、压缩机低压段内侧(2)、压缩机高压段外侧(1)、压缩机高压段内侧(2)。
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                 △ 监测点位示意图
其中数据采集模块硬件采用诺佤的战略合作伙伴“凌华科技”的MCM-100,内建IEPE 2m激励电流源,无需额外的信号调理,即可一次性完成数据采集、分析和上传;与诺佤的Phoenix GM软体整合搭配,对设备进行数据采集,可以实现长期的健康状态监测。
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                         △ MCM-100

量测信号数据分析:

 

通过量测我们可以得到以下明显体现出设备问题的数据:

 

 

【1】 低压段压缩机内侧端数据显示主要振动频率:低压段油漩振动、低压段转子不平衡、高压段转子不平衡、马达转子振动1X,提示:低压油漩频率明显;
\                                                △ 真实量测数据

【2】 低压段压缩机外侧端主要振动频率:低压段油漩振动、低压段转子不平衡、高压段转子不平衡、马达转子振动1X,高度警示:外侧低压转子不平衡较差,低压段两端转子平衡状况有明显差异,可能造成轴跷跷板运动;
\                                                          △ 真实量测数据
【3】 高压段压缩机外侧端主要振动频率:低压段油漩振动、低压段转子不平衡、高压段转子不平衡、马达转子振动1X,提示:高压段两端转子不平衡差异不大,轴应该无翘翘板运动;
\                                                       △ 真实量测数据

结合以上数据,再经频谱分析,推测此次空压机振动问题主要是低压段轴油漩频率(83.75Hz)振动明显升高,透过加速规油轴承外壳量得该频率值为0.704mm/s(1.34 mm);

 

且低压段不平衡频率(175.75Hz)也达1mm/s (0.9 mm),显示叶轮平衡也不佳,建议拆修设备,进行转子的不平衡修正及保养,并检视轴承状况,进行更换处理。  

 

 

设备拆修结果:

 

经停机拆解后,发现叶轮有卡灰尘的现象,且卡灰的情况并不是很均匀;分析叶轮经长期运转有卡灰尘,但勉强还算均匀,所以平衡的振动有缓慢上升的现象。
\                                                                                       △ 拆机实拍
低压段卡灰的程度比高压段严重,检查轴承巴氏合金部分并未受到明显磨耗,但轴承间隙有变大!部分较厚的卡尘块掉落(如下左图),造成不平衡明显上升
\                                                                                  
△ 拆机实拍        

低压段两端转子平衡状况有明显差异,可能造成低压段轴跷跷板运动,导致轴在轴承内上下运动的范围变大,超过正常油膜举升轴的位置,引起激烈的油漩振动。
\                           
后续石化厂对空气压缩机进行了保修维护,内容如下:

 

1. 转子做#80氧化铝喷砂

2. 转子作动平衡校正

3. 转轴振动测量位置做ER消磁处理

4. 更换低压段&高压段转子四组平轴承
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                                                               △ 保养维护实拍
保养完成后,诺佤又对设备进行了振动监测,对比了其前后数据,确定厂内的空气压缩机设备已经恢复最佳状态。
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                                                    △ 压段压缩机内侧端保养前 
\​                                                   
△ 压段压缩机内侧端保养后
\                                                                          △ 压段压缩机外侧端保养前
\                                                                        △ 低压段压缩机外侧端保养后
通过Phoenix GM振动监测系统我们可以从振动监测数据中提前发现设备的异常情况,通过频谱分析精准定位到异常部位,进行及时且准确检修维护,保障厂区的生产效能与安全系数。

 

诺佤的振动监控系统可以监测很多不同种类的设备,运用在各行各业中,例如:

 

◇ 工具机:刀具寿命监测

◇  汽车业:铸压机、自动化设备

◇  半导体:晶圆厂、Dram厂

◇  石化业:EVA厂、氯气厂、塑料厂、制膜厂

◇  钢铁业:轧钢厂、炼钢厂、直棒厂

◇  纸业:造纸厂

◇  纺织业:水煤炉厂,CP厂

◇  面板业:面板厂

◇  索道业:猫空缆车

◇  水泥业:港区,搅拌厂

...

 

只要您有预测性维护需求,诺佤一定可以为您提供最专业且周到的服务。想要了解更多关于诺佤的产品与服务信息,您可以通过以下方式联系我们:
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凌华科技凭借领先的边缘计算解决方案,推动跨行业的数据决策应用。面向自动化、网络与通信、医疗、交通、国防军工等垂直产业,提供丰富的模块以及针对通用和特定市场的工业物联网平台。产品包括基于工业标准规格的主板、刀片、机箱、模块、网关、系统和端到端的解决方案,以及丰富的测量测试产品、触控电脑及专用显示器等。其中,大部分产品都是加固等级,支持扩展宽温、冲击和振动。

 

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【关于万斯特】

   成都万斯特测控技术有限公司成立于2011年1月,是专业从事可靠性测试、在线检测等各种检测设备、软硬件开发、系统集成与研发生产的高新技术企业。公司拥有独立的研发中心和制造中心,可以提供完整的测试解决方案。本公司产品主要应用于航空航天、测试测量、军工国防、电力能源、交通通讯、工业自动化控制、汽车电子、物联网工程等行业,协助客户提升品质、改善制程、降低成本,从而为客户增强竞争优势、创造潜在的价值。
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公司总部坐落于美丽的天府之国-成都,业务范围目前以中国西部为核心,2015年成立西安万斯特,负责西北区业务开展;2017年成都万斯特搬入自购物业-武侯科技园吾悦广场,负责西南区市场布局和开拓。