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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱故障診斷

2009-02-16 來(lái)源:國(guó)家風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心 瀏覽數(shù):3636

    采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱高速端的速度、加速度、溫度進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,經(jīng)開(kāi)箱后發(fā)現(xiàn)齒輪油已嚴(yán)重污染,齒輪齒面已有磨損。
    探測(cè)器自動(dòng)把這些讀數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)作比較,當(dāng)發(fā)現(xiàn)超出正常值限時(shí)立即向操作人員發(fā)出警報(bào)。從探測(cè)器上發(fā)出的讀數(shù)可立即顯示和存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)管理器上,數(shù)據(jù)管理器主要作用是輸入、存儲(chǔ)和對(duì)機(jī)器狀態(tài)進(jìn)行檢查??珊?jiǎn)化數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和分析,繪制出歷史趨勢(shì)曲線。
    風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由風(fēng)輪、齒輪箱及發(fā)電機(jī)等組成。為了捕獲風(fēng)資源的需要,整個(gè)旋轉(zhuǎn)軸系安裝在幾十米高的塔架上,這就給機(jī)組各部位的測(cè)量帶來(lái)不便。而系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分狀態(tài)探測(cè)器和數(shù)據(jù)管理器便于隨身攜帶,因而十分適合對(duì)風(fēng)電機(jī)組的重點(diǎn)部位進(jìn)行狀態(tài)測(cè)量。
    1) 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
    ①  狀態(tài)探測(cè)器既可單獨(dú)使用,又可與數(shù)據(jù)管理器聯(lián)合使用。當(dāng)單獨(dú)使用時(shí),根據(jù)報(bào)警信號(hào)可對(duì)機(jī)組測(cè)量點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)馬上作出判斷,十分方便。當(dāng)需要了解機(jī)組運(yùn)行當(dāng)中的某個(gè)過(guò)程時(shí),將采集到的數(shù)據(jù)傳到MDM中進(jìn)行保存,然后再進(jìn)行詳細(xì)分析。
    ② 由于系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)既包括振動(dòng)速度,又包括包絡(luò)加速度,因此我們不但可以發(fā)現(xiàn)低頻到中頻的故障如不平衡、不對(duì)中、轉(zhuǎn)子彎曲、松動(dòng)等,又可檢測(cè)到軸承及齒輪的缺陷,這一點(diǎn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組尤為重要。此外,對(duì)溫度的測(cè)量,可以幫助分析軸承溫度,對(duì)故障的判斷起到一定的幫助作用。
    2) 系統(tǒng)的不足
    系統(tǒng)作為一種較為簡(jiǎn)易的狀態(tài)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,其分析和診斷功能較為薄弱。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析,我們僅能看到其在一段時(shí)間內(nèi)的總體水平;如果發(fā)現(xiàn)了某些測(cè)量點(diǎn)的數(shù)值超出報(bào)警限值,也僅能做出一個(gè)早期故障的判斷,而對(duì)于故障的具體來(lái)源及原因便無(wú)從得知,這時(shí)就需要借助更為先進(jìn)的工具,來(lái)做進(jìn)一步的分析,如FFT頻譜分析、頻譜趨勢(shì)分析、時(shí)間波形分析等,以便對(duì)故障做出準(zhǔn)確判斷。
    3)由于現(xiàn)階段對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)所作的工作還非常有限,因此我們?cè)谠O(shè)定測(cè)量值的報(bào)警限值時(shí)還有一定的困難。設(shè)定準(zhǔn)確的報(bào)警水平既需要有機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)的經(jīng)驗(yàn),又需要有被監(jiān)測(cè)機(jī)組正常振動(dòng)水平的經(jīng)驗(yàn),只有當(dāng)我們了解了正常的振動(dòng)水平,才會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)組的異常振動(dòng)。這就需要我們對(duì)機(jī)組的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)作長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè),收集其振動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)信息。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的振動(dòng)趨勢(shì)表明機(jī)組處于一個(gè)持久的良好工作條件時(shí),就可把報(bào)警值設(shè)定在這個(gè)趨勢(shì)水平之上。此外,當(dāng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行修理后,如果必要的話,也需要對(duì)報(bào)警水平進(jìn)行調(diào)整。
    3.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)的選擇
    根據(jù)目前風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況,通常齒輪箱齒輪及其軸承、發(fā)電機(jī)及其軸承是較容易發(fā)生故障的部件,因此在常規(guī)的監(jiān)測(cè)中,可將齒輪箱前后軸承、發(fā)電機(jī)前后軸承分別作為測(cè)量點(diǎn)。這樣做是基于如下的考慮:
    1) 當(dāng)機(jī)組的主要軸承失效時(shí),機(jī)組就得停機(jī)。監(jiān)測(cè)軸承的振動(dòng)可以較早發(fā)現(xiàn)軸承故障,這就為及早安排必要的維修提供了寶貴的時(shí)間。
    2) 由于軸承承載著機(jī)器的負(fù)荷,許多典型的機(jī)械問(wèn)題如不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)等都會(huì)將振動(dòng)信號(hào)傳給軸承。因此通過(guò)監(jiān)視軸承的振動(dòng),就會(huì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)上述典型機(jī)械故障及軸承缺陷。 

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