本特利3500振動監(jiān)測系統(tǒng)在大型壓縮機(jī)設(shè)備保護(hù)的研究及應(yīng)用

石明勇

摘 要：大型透平機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的檢測系統(tǒng)對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)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(chǎn)的T3500振動、位移檢測系統(tǒng)，在大型透平機(jī)械中使用比較廣泛，可以對透平機(jī)械設(shè)備的振動、位移參數(shù)實(shí)行不間斷的檢測，并可以設(shè)施報(bào)警聯(lián)鎖值，也可以通過歷史記錄分析判斷設(shè)備的運(yùn)行情況，可以有效地保護(hù)透平機(jī)械。

關(guān)鍵詞：大型透平機(jī)械;振動檢測;穩(wěn)定運(yùn)行

引言

隨著集團(tuán)公司的持續(xù)發(fā)展，公司啟動了泰安特種鋼項(xiàng)目建設(shè)，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)需要，氣體公司需要配套建設(shè)兩套三萬立方米每小時的制氧機(jī)，這對于公司來說是一次重大設(shè)備升級，有原來的小型制氧機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮椭蒲鯔C(jī)，壓縮機(jī)也隨之增大，壓縮機(jī)的軸振動、位移檢測升級為本特利3500框架系統(tǒng)。本特利3500框架系統(tǒng)其方便的軟件組態(tài)形式和可靠硬件質(zhì)量，將為氣體公司壓縮機(jī)的安全運(yùn)行提供有力保障。

1 3500框架系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(jiān)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(tǒng)后期的維護(hù)保養(yǎng)。

1.1.2現(xiàn)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(jì)算機(jī)及軟件3500軟件包包括：

框架配置軟件;數(shù)據(jù)采集/服務(wù)器軟件;操作員顯示軟件。各種監(jiān)測模塊的內(nèi)部設(shè)置，可以通過連接裝有框架組態(tài)軟件的計(jì)算機(jī)的RS232接口和框架接口模塊的組態(tài)專用接口，在計(jì)算機(jī)上設(shè)置好各模塊的參數(shù)，下裝到各模塊，及完成對各監(jiān)測器的量程、報(bào)警點(diǎn)、探頭類型和繼電器輸出的設(shè)置。

1.1.4電渦流傳感器監(jiān)測原理電渦流傳感器是根據(jù)渦流效應(yīng)原理工作的，渦流傳感器的線圈L與一個電容C并聯(lián)，構(gòu)成一個并聯(lián)諧振電路。由前置器內(nèi)的晶體振蕩器供給穩(wěn)定的高頻電流來激勵，在線圈周圍產(chǎn)生高頻交變磁場俑，當(dāng)被測主軸靠近次交流磁場φ用范圍時，在被測主軸表面產(chǎn)生電渦流，而此電渦流又產(chǎn)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(fā)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(guān)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(fā)生變化。這樣渦流傳感器便將間隙d的變化轉(zhuǎn)變成電壓的變化。信號經(jīng)前置器放大以后為0—24VDC信號進(jìn)儀表框架。

2 3500框架系統(tǒng)在大型壓縮機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3500框架系統(tǒng)在大型壓縮機(jī)控制過程中主要作用為實(shí)時檢測壓縮機(jī)各級軸瓦的振動、軸系統(tǒng)的位移，并實(shí)現(xiàn)在壓縮機(jī)的軸振動、軸位移超限時進(jìn)行報(bào)警，超過聯(lián)鎖值時聯(lián)鎖停止壓縮機(jī)的運(yùn)行，有效保護(hù)壓縮機(jī)設(shè)備的安全。實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻CS控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄并有歷史趨勢可查。

在壓縮機(jī)的變速箱軸瓦、壓縮機(jī)的軸瓦、電機(jī)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(jī)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(tǒng)相應(yīng)的檢測模塊，再由各類檢測模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄、傳輸。在3500框架系統(tǒng)中完成對各類數(shù)據(jù)的處理。3500框架系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)量程、信號類型，報(bào)警值、聯(lián)鎖值的設(shè)置，還可以進(jìn)行聯(lián)鎖輸出設(shè)置。進(jìn)過3500框架系統(tǒng)處理過的信號通過信號電纜傳輸?shù)紻CS控制系統(tǒng)，有DCS控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯編程，實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的軸振動、軸位移數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控，并記錄存儲，實(shí)現(xiàn)軸振動、軸位移的報(bào)警聯(lián)鎖功能。

3500框架系統(tǒng)的通訊模塊具有比較廣泛的通訊能力，可以通過工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP）或串行（RS485/RS232）通訊協(xié)議將3500框架系統(tǒng)處理的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌黝惪刂葡到y(tǒng)中進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的實(shí)時監(jiān)控，以便于崗位人員對壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，有效保證壓縮機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3500框架系統(tǒng)還可以通過輸入模塊進(jìn)行振動、位移檢測點(diǎn)的報(bào)警聯(lián)鎖設(shè)置，設(shè)置的聯(lián)鎖報(bào)警值通過繼電器輸出模塊進(jìn)行聯(lián)鎖輸出，實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的聯(lián)鎖控制。聯(lián)鎖輸出信號可以選擇單點(diǎn)信號輸出，也可以進(jìn)行“與”“或”邏輯編程，實(shí)現(xiàn)“二選二”或“三選二”的聯(lián)鎖方式，能夠?qū)崿F(xiàn)信號輸出延時功能，可以有效地過濾干擾信號。3500框架系統(tǒng)具有檢測回路故障信號的功能，可以有效區(qū)分實(shí)際信號與故障信號，更加有效地保護(hù)壓縮機(jī)的運(yùn)行。

3 結(jié)論

3500框架系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性、模塊化等優(yōu)點(diǎn)，在各類壓縮機(jī)的振動檢測、軸位移檢測得到廣泛地應(yīng)用。3500框架系統(tǒng)可以實(shí)施檢測壓縮機(jī)的軸振動、軸位移，并應(yīng)用到壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)軸振動、軸位移的聯(lián)鎖報(bào)警功能，有效地保護(hù)壓縮機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為保證人身和設(shè)備安全提供了有效保障。

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