工廠通風降溫 鼓負壓風機、電動機就位找正時注意事項選擇軸流風

鼓負壓風機、電動機就位找正時注意事項

1、聯軸器之間的距離，必須按聯軸器或者總裝布置圖的尺寸要求執行。

2、在測量聯軸器間距時，鼓負壓風機轉子應緊靠主推力軸承側，電動機轉子應位于磁力中心位置上。

3、鼓負壓風機軸承箱與底座之間或機殼錨爪與底座之間應貼合，局部間隙應不大于0.05mm。

4、有導向鍵的軸承座或機殼錨爪與底座之間的限位螺栓應正確固定，有利于熱膨脹。

1）在軸流負壓風機選擇性能圖表上查得有二種以上的軸流通負壓風機可供選擇時，應優先選擇效率較高、機號較�。赫{節范圍較大的一種，當然還應加以比較，權衡利弊而決定。
2）在選擇軸流負壓風機前，應了解國內軸流通負壓風機的生產和產品質量情況，如生產的軸流通負壓風機品種、規格和各種產品的特殊用途，新產品的發展和推廣情況等，還應充分考慮環保的要求，以便擇優選用負壓風機。
3）在選擇軸流負壓風機時，應盡量避免采用軸流通負壓風機并聯或串聯工作。當不可避免時，應選擇同型號、同性能的軸流通負壓風機聯合工作。當采用串聯時，第一級軸流通負壓風機到第二級軸流通負壓風機之間應有一定的管路聯結。
4）對有消聲要求的通風工程，應首先選擇效率高、葉輪圓周速度低的軸流通負壓風機，且使其在最高效率點工作；還應根據通風工程產生的噪聲和振動的傳播方式，采取相應的消聲和減振措施。軸流通負壓風機和電動機的減振措施，一般可采用減振基礎，如彈簧減振器或橡膠減振器等。
5）選擇離心式軸流通負壓風機時，當其配用的電機功率小于或等于75KW時，可不裝設僅為啟動用的閥門。當排送高溫煙氣或空氣而選擇離心鍋爐引負壓風機時，應設啟動用的閥門，以防冷態運轉時造成過載。
6）根據軸流負壓風機輸送氣體的物理、化學性質的不同，選擇不同用途的軸流通負壓風機。如輸送有爆炸和易燃氣體的應選防爆軸流通負壓風機；排塵或輸送煤粉的應選擇排塵或煤粉軸流通負壓風機；輸送有腐蝕性氣體的應選擇防腐軸流通負壓風機；在高溫場合下工作或輸送高溫氣體的應選擇高溫軸流通負壓風機等。

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選擇合適的，需要注意以下幾點：
　　1. 選用合適的離心負壓風機首先要注意的參數有：風量、全壓、效率、比聲壓級、轉速及電機功率等。
　　2. 離心負壓風機按壓力劃分可分為三類：高壓離心負壓風機P＞3000Pa，中壓離心負壓風機1000≤P≤3000Pa和低壓離心負壓風機P＜1000Pa。根據被輸送氣笨的物理、化學性質，以及用途等的不同而選擇不同型號的離心負壓風機。
　　3. 考慮到管路工程的漏風損失、計算誤差，以及通負壓風機實際風量、風壓的負偏差，選型時，一般采用風量為1.05～1.1，風壓為1.10～1.15 的安全系數。為了防止通負壓風機長期處在低效率區運行，也不宜采用過大的安全系數。
　　4. 為使通負壓風機能穩定運行，應使通負壓風機在其最高效率點附近工作，通負壓風機的工作點位于性能曲線中全壓峰值點的右側（即大風量側，且一般位于全壓峰值的80%）。負壓風機選用設計工況效率，不應低于負壓風機最高效率的90%。
　　5. 采用變頻通負壓風機時，應以工程計算的總壓力損失為額定風壓，但負壓風機電機功率應在計算值上附加15%~20%。
　　6. 當負壓風機使用工況（如氣體溫度、大氣壓力等）與負壓風機樣本工況不一致時，應對負壓風機性能進行修正。
　　7. 選擇通負壓風機時，應認真加以比較，優先選擇效率較高，機器尺寸較小、重量輕、調節范圍較大的產品。
　　8. 選擇通負壓風機時，不僅要考慮一次性投資問題，更重要的是要考慮長期的經濟運行效果。
　　9. 最好選擇同型號的離心負壓風機作負壓風機的并聯或串聯。

摘要： 介紹了在線監測工程在風力發電機上的運用背景及意義。通過在線監測工程在風力發電機上的工作原理和運用方式，以風力發電機的主軸為實例進行分析，達到在線監測工程能夠實時監控風力發電機的目的，從而確保風力發電機能夠正常安全的運行。分析結果表明：在線監測工程在風力發電機上有很大的運用前景。
關鍵詞： 在線監測；風力發電機；振動頻率
中圖分類號： TM614 文獻標識碼：B
文章編號： 1006-8155（2007）04-0074-03
The Application of On-line Monitor System on Anemo-electric Generator
Abstract: This paper presents the operation background and significance of on-line monitor system on anemo-electric generator. Through the working principles and operation means of on-line monitor system on anemo-electric generator, and taking the main shaft of anemo-electric generator as an example to analyze, so that we could continually monitor anemo-electric generator by on-line monitor system, then the anemo-electric generator can be running normally and safely. The results show that on-line monitor system will have a great prospect on anemo-electric generator in the future.
Key words: on-line monitor ； anemo-electric generator ； vibration frequency

0 　引言

　　在線監測工程是近20年來在大型機組上發展起來的一門新興交叉性技術，這是由于近代機械工業向機電一體化方向發展，機械設備高度的自動化、智能化、大型化和復雜化，在許多的情況下都需要確保工作過程的安全運行和高的可靠性，因此對其工作狀態的監視日益重要[1] 。 隨著大型風力發電機容量的迅猛增加，現在風力發電機正從百千瓦級向兆瓦級發展，機械結構也日趨復雜，不同部件之間的相互聯系、耦合也更加緊密，一個部件出現故障，將可能引起整個發電過程中斷。另外，近年來隨著風力發電機的快速發展，其技術的成熟度跟不上風力發電機的發展速度 ,在媒體上出現了大量關于風力發電機齒輪箱、主軸、葉片的損壞，甚至有風力發電機倒塌的報道。保險公司非常抱怨其高損壞率，因此在保險合同中加入了維修條款：保證其風力發電機能夠正常運轉40000h或者至少運行5年，除非裝上在線監測設備，接受保險公司的定期監測。在這種環境下，在線監測在風力發電機行業得到了飛速的發展。國外在線監測技術發展得比較成熟，有專門用于風力發電機的監測設備[2] ，例如德國的普魯夫公司（ pruftechnik）；在監測服務方面，國外有專門的風力發電機監測服務公司，例如德國的flender公司等[3] 。而國內由于風力發電機行業本身起步較晚，因此在線監測工程在國內風力發電機上的運用還處于起步狀態。

1 　在線監測工程的工作原理

　　風力發電機監測工程最重要的工作是通過對設備運行過程中所表現出的各種外部征兆及信息，提取反映狀態的正確信息并進行分析和識別其內涵故障。因此在開始設計和建立工程前，必須對監測對象的結構與工作過程有充分的了解。由于風力發電機設備結構及工作過程復雜，對其進行深入分析和深層故障診斷，不僅要依靠一定的理論和方法，而且更重要的是必須了解、熟悉具體設備的結構與運行機理，并取得維護人員的經驗和技巧。

如圖1風力發電機在線監測流程圖所示，風力發電機監控任務主要由3部分組成：信號拾取、信號處理和監控決策。信號拾取主要由主軸傳感器、齒輪箱傳感器和定子傳感器來采集風力發電機的基本運行狀況。
　　信號處理是將各傳感器所采集到的信號經過信號處理轉換成數字信號，通過網絡傳輸到監控室。由于風力發電場一般建設在島嶼、農田等邊遠地區，通訊設施相對比較差，因此網絡傳輸可以使用 CDMA ， GSM 等無線傳輸方式，從而省去了鋪設光纜等昂貴設備。

　　監控決策就是計算機將傳送的信號數據與風力發電機數據庫中的數據進行比較，監控人員根據比較的結果最終給出風力發電機的運行狀況分析表。計算機的數據比較過程主要是辨別 3 類過程狀態（正常、預警、異常），如使用Ｇ表示傳感器信號，Ｙ表示風力發電機預警值，Ｒ表示風力發電機異常值。
　　 當 Ｇ＜Ｙ 風力發電機運行正常；Ｙ＜Ｇ＜Ｒ監控設備發出警報,監控人員必須密切關注運行狀況； Ｇ＞Ｒ風力發電機自動停機 , 等待工作人員的檢修。

2 　風力發電機工作特性及在線監測的必要性

　　現在大多數負壓風機上運用的通用監測程序叫風場監測，這種方法主要監測輸出電量同時也包含部分故障信息的存儲。通�？刂乒こ痰臓顟B信息、輸出電量以及風速情況將被存儲，并且將其傳送給制造商和運營商。但是只有通過詳細的記錄才有可能觀察到故障。在大多數的情況下，當控制工程發出警報的時候故障已經發生了，然而整個工程能做的只是自動的使風力發電機停機以防止故障的進一步惡化。風場監測通常與周期點相連，這些周期測試點基本能反映整機的特性，例如監測旋轉葉片和基座的裂紋、齒輪箱的振動或者機械部分的磨損等情況。但是這些檢測不能揭示其產生的時間和原因，所能確認的是負壓風機運行的狀況明顯的受限制。就算與以前的數據進行對照比較，檢查的結果也不可能提供故障原因。

　　近來一些保險公司為了避免那些預防性更換風力發電機零部件的要求，在線監測工程被廣泛的推廣，在實際風力發電機監測的運用中有以下兩個步驟。

　�。�1）連續的在線監控設備（在線診斷儀）使用合適的傳感器與風力發電機的控制工程相連，當風力發電機的零部件特征開始變形時能夠發出警報聲音，其中包含齒輪箱、主軸及電機定子等的振動。自動評估其頻率范圍并與所設定的頻率譜圖相比較，當監控工程給出超出工程設定異常值時，風力發電機會自動地停機并且通過網絡把警報值傳送到維修中心。這樣可以在早期狀態，探測到潛在的危險并能使生產商提出一個有針對性的維護和修復方案。通過零距離不間斷地觀測其零部件，可以設計一個專門的維護計劃方案，從而避免災難性的結果。

　　（2）周期性機械診斷（手持式診斷儀）是為了對在線診斷儀發出有預警值或異常值的零部件上進行進一步的監測。在周期性的檢查過程中，可將移動測量設備安裝在齒輪箱 、 發電機 及 軸等機械零部件上，記錄其頻譜圖并與以前的確定的頻譜圖相比較和儲存。通過與標準的頻譜特性曲線比較，最終判斷出其產生故障的原因。

3 　實例分析

　　筆者主要以風力發電機的主軸為例介紹在線監測工程在風力發電機上的運用情況， 圖2 ～圖5描述的是一些關于風力發電機的狀況圖。

　　圖2描述的是風力發電機的發電機定子轉速，從圖中可以看到風力發電機正常運行（ 1500r/min ）以及停機的運行狀態，從而達到實時監控風力發電機運行狀況的目的。圖3是圖2所對應風力發電機運行時主軸的振動時域圖，圖中上條粉紅線是所對應的主軸振動零峰值，下條藍色線是所對應的主軸振動平均值。從圖中得出：
(1) 風力發電機在起停時所對應的振動值較大 ;
(2) 當主軸恒速運行時可得出其對應的固定振動值為 a =2.2mm/s;
(3) 當主軸轉速變換時，主軸振動值隨其正比例變化。
圖4描述的是風力發電機主軸某時刻振動的頻譜圖，從圖中可以得出其主軸的振動頻率是以25Hz為基頻的頻率譜，當在線監測頻譜圖監測到有其他較大的頻率值時，維護人員可以從頻譜圖中較早地確認其發生故障，從而避免進一步發生故障惡化。

　　圖5是主軸振動頻率在不同時間所對應的瀑布圖，從而可以建立數據庫進行參數比較 , 進一步對其風力發電機主軸狀況進行分析。

4 　結論

　　制造商可以運用在線監測工程將故障信息通過E-mail自動傳遞到世界的任何地方，診斷專家可通過 Internet 接觸到在線監測工程，從而對整個運行工程的狀態作出判斷[4]

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