[發明專利]火電廠電站鍋爐引風機運行狀態智能監測診斷方法

有效

• 申請號: 201910432079.8
• 申請日: 2019-05-21
• 公開（公告）號: CN110296095B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 蔡正國
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼工業技術服務有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種火電廠電站鍋爐引風機運行狀態智能監測診斷方法，本方法在軸承座設置用于輸出振動信號的振動傳感器，并獲取引風機轉速的工藝參數；采集振動傳感器輸出的原始振動信號Xi并作頻譜分析，提取電機的特征信號；分別建立電機定子故障引起的振動分類指標、提取電機氣隙不均引起的電磁振動故障特征、建立電機轉子導條異常引起的電磁振動分類指標、提取風機轉子不平衡引起的機械振動故障特征、建立電機和風機各軸承座滾動軸承異常產生的機械振動分類指標以及提取由于安裝對中不良引起的機械振動故障特征；并據此給出引風機的故障預警。本方法實時監測引風機的運行狀態，及時發現電機和風機的各類缺陷，確保電站鍋爐設備的正常運行。

技術領域

本發明涉及設備檢測和診斷技術領域，尤其涉及一種火電廠電站鍋爐引風機運行狀態智能監測診斷方法。

背景技術

火電廠電站鍋爐結構復雜，還有煙氣的除塵、脫硫設備，煙氣排放阻力較大，因此均在煙道設置引風機排除煙氣，同時引風機也提供鍋爐燃燒室需要的負壓。引風機的工作原理是從鍋爐燃燒室中吸出燃燒后的熱空氣，在鍋爐爐膛中造成負壓，熱空氣經過各種換熱器后，最終經過除塵、脫硫、脫硝后通過煙囪排入大氣。引風機設備包括電機和風機，其主要失效形式表現為電機故障、風機轉子不平衡、安裝不對中以及滾動軸承故障。

其中，風機轉子不平衡、安裝不對中以及滾動軸承等故障造成風機振動異常，進而導致電機定子線圈溫度提高(最高達400℃)，電機電流及負荷增大，電源跳閘，電站鍋爐停運，嚴重影響火電廠電站鍋爐的正常生產運行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種火電廠電站鍋爐引風機運行狀態智能監測診斷方法，本方法實時監測引風機的運行狀態，及時發現電機和風機的各類缺陷，確保電站鍋爐設備的正常運行。

為解決上述技術問題，本發明火電廠電站鍋爐引風機運行狀態智能監測診斷方法包括如下步驟：

步驟一、在電機和風機各軸承座設置用于輸出振動信號的振動傳感器，并通過引風機控制系統獲取引風機轉速的工藝參數；

步驟二、采集振動傳感器輸出的原始振動信號Xi＝D(i)，i＝1，2，---N，，對該原始振動信號Xi作頻譜分析，提取電機振動狀態異常的特征信號；

原始振動信號的總振動值A按公式(1)進行計算；

步驟三、建立電機定子故障引起的振動分類指標：定子故障會在電源頻率的2倍頻處產生強烈的振動，對于由軸承座獲取的原始振動信號，經FFT變換通過Xi(t)(i＝1，2)以及2倍電源頻率處的振動分量Xp(t)反算疊加后重新構成電機定子振動信號S(t)，

對重構信號S(t)進行FFT變換，獲取2倍電源頻率處振動幅值F，計算振動幅值F與原始信號總振動值A的比值M，

M＝F/A (3)

設定比值M為監測電機定子故障系數，當M＞20％時預報電機定子故障；

步驟四、提取電機氣隙不均引起的電磁振動故障特征；定子偏心會在轉子與定子間產生一個均勻的氣隙，從而形成一個方向性非常強的振動，在2倍電源頻率處兩側出現磁極通過頻率的邊頻帶，磁極通過頻率是轉差頻率與磁極數的乘積，選取頻帶中心頻率為100Hz，頻率范圍從100-2×電機磁極數×轉差頻率開始，到100+2×電機磁極數×轉差頻率結束，將100Hz處的振動峰值與選定頻率范圍內的頻譜加權值進行運算，設定氣隙不均故障因子G；

G＝(A_G+1/A_G+U_G+1/U_G)/(2A_G+2/A_G) (4)