兩種測(cè)振方式所測(cè)振幅數(shù)據(jù)不一致的原因探討

吳曉江，何志剛，戴鳳濤，蘇志忠

（中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司研究院設(shè)備研究所，新疆 獨(dú)山子 833600）

一、前言

設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是一種可早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因，并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。某公司自2004年開(kāi)始，在公司的三大廠對(duì)一批關(guān)鍵機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)測(cè)手段采用了某公司的S8000系統(tǒng)，傳感器選用美國(guó)本特利公司生產(chǎn)的電渦流傳感器。

乙烯廠二空分裝置2#空氣壓縮機(jī)的軸振動(dòng)，自2008年10月起出現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，至2009年1月已達(dá)報(bào)警值，同年2月接近高報(bào)警連鎖值，而且已出現(xiàn)幾次超連鎖值的情況，因設(shè)有信號(hào)延遲，故未造成停機(jī)事故。機(jī)組在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)的原因，一是設(shè)備本身故障的真實(shí)反映，二是假信號(hào)所致。故對(duì)此采取比對(duì)法，即使用便攜式的Data-PAC1500（以下簡(jiǎn)稱(chēng)DP1500）數(shù)據(jù)采集器從本特利傳感器現(xiàn)場(chǎng)接口采集數(shù)據(jù)，同時(shí)與本特利傳感器現(xiàn)場(chǎng)一次表顯示值及操作室的DCS顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)核查。

在這一核查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)采用DP1500所采集的大多數(shù)據(jù)與本特利現(xiàn)場(chǎng)一次表、DCS顯示的值相比偏小約1/3～1/2。為了確認(rèn)以上問(wèn)題，又對(duì)其他機(jī)組的監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)很多機(jī)組都有類(lèi)似情況。

二、原因分析

DP1500數(shù)據(jù)采集器主要功能有：可測(cè)頻率范圍0.8～75.3kHz；12 800線FFT和真細(xì)化FFT；振動(dòng)分析；現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡；開(kāi)停車(chē)分析。S8000在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能則更加強(qiáng)大，其包括常規(guī)圖譜(17種)、開(kāi)停機(jī)圖譜(5種)、列表日記及診斷助手。由于測(cè)試的是機(jī)組的軸振動(dòng)，故以位移值為度量單位。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，位移振幅通常采用雙振幅，即峰—峰值(P—P值)來(lái)表示。S8000系統(tǒng)選用的時(shí)間段是4個(gè)周期時(shí)間(軸旋轉(zhuǎn)1周=1個(gè)周期時(shí)間)，DP1500選用的時(shí)間段是1個(gè)周期。

如乙烯廠二套空分裝置的2#空氣壓縮機(jī)軸振1X測(cè)點(diǎn)，從DP1500(圖1)和S8000系統(tǒng)(圖2)各自采集的同一測(cè)點(diǎn)振動(dòng)波形圖譜上看，兩個(gè)圖譜幾乎完全相同。但是從圖1振動(dòng)波形中1個(gè)周期峰—峰值大約為18μm；如果以4個(gè)周期進(jìn)行計(jì)算，其峰—峰值則約為29μm左右。而在圖2中，設(shè)定提取振動(dòng)波形中4個(gè)周期峰—峰值為30μm。

此外，從圖中還可以看出：其一，單個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)曲線并不是一個(gè)單一的正弦曲線，而是有3個(gè)波峰，這說(shuō)明在轉(zhuǎn)頻的基礎(chǔ)上，至少又調(diào)制了一個(gè)3倍頻高頻的振動(dòng)成分所致；其二，在隨后的幾個(gè)周期內(nèi)，其每個(gè)周期的重復(fù)性較差，振動(dòng)曲線沿軸線逐漸偏上，然后又逐漸向下偏斜，說(shuō)明振動(dòng)存在低頻（小于轉(zhuǎn)頻的頻率成分）調(diào)制所致。故應(yīng)選取4個(gè)周期進(jìn)行計(jì)算較為準(zhǔn)確，它能較真實(shí)地反映機(jī)組的振動(dòng)情況。

相對(duì)以上情況，某些測(cè)點(diǎn)S8000系統(tǒng)及DP1500所測(cè)量的振動(dòng)幅值數(shù)據(jù)基本一致的原因，是振動(dòng)信號(hào)中主要振動(dòng)頻率是1倍頻，且其周期重復(fù)性較好。這樣，不管選取的時(shí)間段是幾個(gè)周期，它們的值都基本一致。

經(jīng)查證現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警數(shù)據(jù)的真實(shí)性后，對(duì)2#機(jī)組進(jìn)行了檢修，投用后機(jī)組振動(dòng)恢復(fù)正常。

三、結(jié)語(yǔ)

1.用各種不同檢測(cè)儀器所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)時(shí)，要注意各數(shù)據(jù)的定義要一致。

2.在使用各種便攜式數(shù)據(jù)采集器測(cè)試振動(dòng)時(shí)，對(duì)振動(dòng)幅值數(shù)據(jù)的判定一定要參考時(shí)域振動(dòng)波形來(lái)綜合評(píng)定。

3.在進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，以位移、振幅為單位進(jìn)行峰—峰值測(cè)量時(shí)，所選取的周期最好在4個(gè)周期及以上，以確保其真實(shí)性。但也不是說(shuō)選取的周期越多就越好，因?yàn)榭赡苡袀€(gè)別假的信號(hào)影響測(cè)量的真實(shí)性。