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(cè)系統(tǒng)對(duì)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(guó)本特利公司生產(chǎn)的T3500振動(dòng)、位移檢測(cè)系統(tǒng)，在大型透平機(jī)械中使用比較廣泛，可以對(duì)透平機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)、位移參數(shù)實(shí)行不間斷的檢測(cè)，并可以設(shè)施報(bào)警聯(lián)鎖值，也可以通過(guò)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(dòng)檢測(cè);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(dòng)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(wàn)立方米每小時(shí)的制氧機(jī)，這對(duì)于公司來(lái)說(shuō)是一次重大設(shè)備升級(jí)，有原來(lái)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(dòng)、位移檢測(cè)升級(jí)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(gè)，框架接口模塊模塊1個(gè)，振動(dòng)/位移模塊監(jiān)6個(gè)。四通道的繼電器模塊1個(gè)。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(chǎng)傳感器部分傳感器部分主要有：

各種渦流振動(dòng)探頭和位移探頭、延長(zhǎng)電纜和前置器及信號(hào)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(cè)模塊的內(nèi)部設(shè)置，可以通過(guò)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(duì)各監(jiān)測(cè)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(cè)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(gè)電容C并聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)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(lái)激勵(lì)，在線圈周圍產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)俑，當(dāng)被測(cè)主軸靠近次交流磁場(chǎng)φ用范圍時(shí)，在被測(cè)主軸表面產(chǎn)生電渦流，而此電渦流又產(chǎn)生一個(gè)新交變磁場(chǎng)來(lái)阻礙主磁場(chǎng)的變化，這一過(guò)程將消耗能量，因而使線圈的Q值發(fā)生變化。在被測(cè)主軸與傳感器之間的間隙d改變時(shí)，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(shuō)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(hào)經(jīng)前置器放大以后為0—24VDC信號(hào)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(guò)程中主要作用為實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)各級(jí)軸瓦的振動(dòng)、軸系統(tǒng)的位移，并實(shí)現(xiàn)在壓縮機(jī)的軸振動(dòng)、軸位移超限時(shí)進(jìn)行報(bào)警，超過(guò)聯(lián)鎖值時(shí)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(shí)監(jiān)測(cè)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(shì)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(duì)X/Y方向（互為垂直方向）安裝了本特利3300XL系列電渦流振動(dòng)檢測(cè)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(cè)探頭。軸振動(dòng)、軸位移探頭檢測(cè)信號(hào)通過(guò)前置放大器處理，處理后的信號(hào)送入3500框架系統(tǒng)相應(yīng)的檢測(cè)模塊，再由各類檢測(cè)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(duì)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(hào)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(guò)3500框架系統(tǒng)處理過(guò)的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜傳輸?shù)紻CS控制系統(tǒng)，有DCS控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的軸振動(dòng)、軸位移數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并記錄存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)軸振動(dòng)、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(guò)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(duì)壓縮機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便于崗位人員對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(guò)輸入模塊進(jìn)行振動(dòng)、位移檢測(cè)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(guò)繼電器輸出模塊進(jìn)行聯(lián)鎖輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的聯(lián)鎖控制。聯(lián)鎖輸出信號(hào)可以選擇單點(diǎn)信號(hào)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(hào)輸出延時(shí)功能，可以有效地過(guò)濾干擾信號(hào)。3500框架系統(tǒng)具有檢測(cè)回路故障信號(hào)的功能，可以有效區(qū)分實(shí)際信號(hào)與故障信號(hào)，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(dòng)檢測(cè)、軸位移檢測(cè)得到廣泛地應(yīng)用。3500框架系統(tǒng)可以實(shí)施檢測(cè)壓縮機(jī)的軸振動(dòng)、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(dòng)、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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