无线振动监测仪

　　0 引言

　　美国伊林诺斯州 1 768 MW Baldwin 能源综合工程是磨煤机无线振动监测系统合作示范项目, 合作方包括美国电力研究院和电厂业主- 修斯顿Dynegy 中西部发电公司。本项目的主要目标是确认此无线系统能否可靠地按 1 min 的间隔向 Dyne-gy 电厂信息(PI)记录系统提供振动幅值。当然, 由该PI 记录收集的数据被送至控制室显示屏, 向操作人员提供振动数值和报警指示。选用无线方式监测可以免除常规以太网或光纤电缆的安装费用。

　　Dynegy 电厂已在其重要的设备上采用有效的方法监测振动水平, 包括早期检测和公示异常机械状况等。本项目的最主要目的是加强设备的可靠性和保证人员的安全。

　　先期安装的无线监测系统由于无法将数据可靠传输而失效, 所以在安装 6 个月后拆除。但是, 业主(Dynegy)仍然认为无线方式是可行的。因此, 业主决定同时评估 2 个投标人的无线监测系统, 每个系统均监测磨煤机的不同位置。

　　1 严酷的环境条件

　　为振动监测项目选用的磨煤机是1 台 CERaymond 923 型磨煤机, 该机装有8 个 Wilcoxon786A 加速测量仪(图1)。为了评估本项目, 在 2 个电动机套筒轴承、2 个蜗轮螺旋部件轴承上、另外的轴承(在大齿轮垂直轴的底部)、每个磨辊和 3 个磨辊的轴颈组件上都加装了加速测量仪。

　　选用此磨煤机 (该电厂 3 号机组 6 台磨煤机中的 1 台)的 1 个原因是其独特的位置。离该机最近的可以接近位置约有 61 m, 在这个距离范围内的墙体、I 字梁、管道和其他金属结构会阻挡或衰弱信号。在 3 号机基础上, 无线系统的送出和接收的信号会碰到许多阻碍物, 包括与磨煤机连接的 1.5×1.5 m金属空气管道。通常使用的典型无线装置的室内距离是 152~457 m, 室外如有高增益的天线距离可达17 km 左右。

　　本项目的环境对信号接受和传输均具有挑战性。在基础下部的温度是 22.2~55.6 °C, 飞灰和冲洗水到处都是。部分监测点设置在转速为 45~600 r/m的转动机械处。

　　在项目执行期间, 有一半的加速测量仪与 SKF美国公司的无线振动监测系统连接, 其他加速器与另一家投标公司的系统连接。从传感器动作开始进行 SKF 系统的检测, 检查该系统接收由机器状况传感器(MCT)发送的速度和加速度读数的能力。MCT发送机器状况的指示, 如不平衡和不对中的等级等,但同时它们也提供特定的一些变量, 如包络加速度(gE), 轴承损伤程度等。

　　虽然只用了 8 个加速测量仪, 但却用了 10 个MCT。这两种仪器综合使用达到双倍的效果, 即在 2 种单独的场合下从 1 个通道缓冲输出 (原有加速信号)作为向另一通道的输入信号。MCT的最佳链接可以在不必增加更多的传感器情况下完成多倍数的参数测量。MCT 测量转速的所有数据构成了每秒 1 英寸的全量程, 这些测量的包络振动值形成 10 个 gE 的全量程。MCT4~20 mA 经处理的输出代表了整个通道的输出值。借助 16 路模拟- 数字转换器, 4~20 mA的信号转换成 ModBus 以太网(RS- 485)格式, 并通过无线方式传送至接收点。