基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法及其裝置

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷的新裝置，其步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、獲取聲發(fā)射信號和轉(zhuǎn)速信號：將聲發(fā)射傳感器安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上，用來接收滑動軸承的聲發(fā)射信號；將轉(zhuǎn)速傳感器安裝在發(fā)電機組滑動軸承側(cè)，用來獲取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號，并將接收到的聲發(fā)射信號和轉(zhuǎn)速信號傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)；（2）、對聲發(fā)射信號進行處理、分析，提取特征；（3）故障診斷：根據(jù)得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，將各類特征進行分別比對，從而完成對汽輪發(fā)電機組滑動軸承的故障診斷。該裝置包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)以及安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上的聲發(fā)射傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器。本發(fā)明是一種操作簡便、快速、診斷精度高、可滿足高自動化程度的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法及其裝置。1、一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法裝置，其特征在于步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，獲取聲發(fā)射信號和轉(zhuǎn)速：將聲發(fā)射傳感器安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上，用來接收滑動軸承的聲發(fā)射信號；將轉(zhuǎn)速傳感器安裝在汽輪機發(fā)電機組滑動軸承側(cè)，用來獲取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號。將接收到的聲發(fā)射信號和轉(zhuǎn)速信號傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)；（2）、對聲發(fā)射信號進行處理、分析，并進行特征提取：利用自主研發(fā)的聲發(fā)射檢測系統(tǒng)對聲發(fā)射信號進行事件計數(shù)計算、振鈴計數(shù)計算、能量計算、信號幅度計算、中心頻率計算、頻譜能量不穩(wěn)定度計算、頻譜分析以及功率譜分析，同時結(jié)合轉(zhuǎn)速信號提取下述特征：事件計數(shù)特征、振鈴計數(shù)特征、能量特征、信號幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、時頻特征以及功率譜特征；（3）故障診斷：根據(jù)步驟（2）中得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，將各類特征進行分別比對，從而完成對汽輪發(fā)電機組滑動軸承的故障診斷。2、一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在于：它包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)（6）以及安裝于汽輪發(fā)電機組（4）的滑動軸承（3）上的聲發(fā)射傳感器（1）和轉(zhuǎn)速傳感器（2），所述聲發(fā)射傳感器（1）通過電纜與前置放大器（5）相連，前置放大器（5）的輸出端與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)（6）相連，轉(zhuǎn)速傳感器（2）直接用電纜與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)（6）相連，聲發(fā)射檢測系統(tǒng)（6）用來接收滑動軸承（3）的聲發(fā)射信號和（2）的轉(zhuǎn)速信號，所述聲發(fā)射檢測系統(tǒng)（6）對聲發(fā)射信號進行處理、分析、提取特征，并進行故障診斷?；诼暟l(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法及其裝置技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明主要涉及到汽輪機領(lǐng)域，特指一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法及其裝置。背景技術(shù)滑動軸承是汽輪發(fā)電機組的重要部件，其工作環(huán)境差、載荷重，運行時容易發(fā)生各種故障，甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞及發(fā)生安全事故，影響安全經(jīng)濟運行。因此，對滑動軸承的工作狀態(tài)進行在線監(jiān)測和故障診斷是非常重要的。目前，對于汽輪發(fā)電機組中滑動軸承的監(jiān)測一般是通過人工的方式來進行，檢測人員通過人工檢測或通過一些輔助儀器上顯示的參數(shù)或曲線，憑經(jīng)驗來判斷滑動軸承的狀態(tài)，這樣對檢測人員的素質(zhì)要求高，檢測過程不夠智能化，效率低下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、操作簡便、快速、診斷精度高、可滿足高自動化程度的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法及其裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為：一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在于步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器獲取聲發(fā)射信號和轉(zhuǎn)速信號：將聲發(fā)射傳感器安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上，用來接收滑動軸承的聲發(fā)射信號；將轉(zhuǎn)速傳感器安裝在滑動軸承側(cè)可獲取轉(zhuǎn)速處，獲得轉(zhuǎn)速信號，并將接收到轉(zhuǎn)速信號和聲發(fā)射傳感器獲取的聲發(fā)射信號同時傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)；（2）、利用自主研發(fā)的聲發(fā)射檢測系統(tǒng)對聲發(fā)射信號進行處理、分析，提取特征：對聲發(fā)射信號進行事件計數(shù)計算、振鈴計數(shù)計算、能量計算、信號幅度計算、中心頻率計算、頻譜能量不穩(wěn)定度計算、頻譜分析以及功率譜分析，同時根據(jù)獲取的轉(zhuǎn)速信號，在對應(yīng)轉(zhuǎn)速下對信號進行分析處理后提取下述特征：事件計數(shù)特征、振鈴計數(shù)特征、能量特征、信號幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、時頻特征以及功率譜特征；（3）故障診斷：根據(jù)步驟（2）中得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，基于不同轉(zhuǎn)速情況下將各類特征進行分別比對，從而完成對汽輪發(fā)電機組滑動軸承的故障診斷。一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在于：它包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)以及安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上的聲發(fā)射傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，所述聲發(fā)射傳感器通過電纜與前置放大器相連，前置放大器的輸出端與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)相連，聲發(fā)射檢測系統(tǒng)用來接收滑動軸承的聲發(fā)射信號，所述聲發(fā)射檢測系統(tǒng)是根據(jù)汽輪機滑動軸承聲發(fā)射信號特征，自行研發(fā)的專門針對滑動軸承聲發(fā)射信號進行檢測的系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)完成對聲發(fā)射信號處理、分析、提取特征，并進行故障診斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于：本發(fā)明基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法及其裝置，提出基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法，利用這種方法開發(fā)的汽輪機滑動軸承故障診斷系統(tǒng)，能通過檢測滑動軸承的聲發(fā)射信號、提取信號特征，完成對汽輪機滑動軸承故障的自動判斷，其具有操作簡便、快速、診斷精度高、可滿足高自動化程度等優(yōu)點。由于聲發(fā)射檢測技術(shù)是一種動態(tài)檢測，可以實時地檢測故障的發(fā)生和發(fā)展過程，與現(xiàn)有的對汽輪機滑動軸承的故障診斷方法相比，具有早期診斷出故障的優(yōu)點；本發(fā)明提出基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法，對汽輪機滑動軸承的聲發(fā)射信號進行實時獲取、信號分析、特征提取、并利用一定的規(guī)則進行故障判斷，對于預(yù)防故障的發(fā)生，維護機組安全有重要價值。附圖說明圖1是本發(fā)明的工作流程示意圖；圖2是本發(fā)明實際應(yīng)用時的布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明聲發(fā)射信號分析流程的示意圖；圖4是本發(fā)明聲發(fā)射信號特征提取的示意圖。具體實施方式以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷方法，其步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器、獲取聲發(fā)射信號：將聲發(fā)射傳感器1安裝于汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2上，用來接收滑動軸承2的聲發(fā)射信號，并將接收到的聲發(fā)射信號傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5；（2）、對聲發(fā)射信號進行處理、分析，并進行特征提?。簩β暟l(fā)射信號進行事件計數(shù)計算、振鈴計數(shù)計算、能量計算、信號幅度計算、中心頻率計算、頻譜能量不穩(wěn)定度計算、頻譜分析以及功率譜分析，同時在處理、分析后的信號中提取下述特征：事件計數(shù)特征、振鈴計數(shù)特征、能量特征、信號幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、時頻特征以及功率譜特征；（3）故障診斷：根據(jù)步驟（2）中得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，將各類特征進行分別比對，從而完成對汽輪發(fā)電機組3上滑動軸承2的故障診斷。下表1為汽輪發(fā)電機組3上滑動軸承2故障集合與聲發(fā)射特征集合，將收集到的各類特征與故障集合一一對比，可以判斷出汽輪發(fā)電機組3上滑動軸承2存在何種故障。表1汽輪發(fā)電機組滑動軸承故障集合與聲發(fā)射特征集合序號故障集合特征集合符號滑動軸承故障名稱符號軸承的聲發(fā)射信號特征名稱1機組啟動過程中局部碰摩事件計數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值2機組啟動過程中嚴重碰摩事件計數(shù)率突然增加3機組啟動過程中振動超標事件計數(shù)率增加并波動4潤滑油溫過高振鈴計數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值5潤滑油量不足振鈴計數(shù)率突然增加6潤滑油壓低振鈴計數(shù)率增加并波動7軸承標高變化引起軸承載荷過重中心頻率在780KHz左右8發(fā)生油膜渦動中心頻率隨轉(zhuǎn)速的變化快9發(fā)生油膜振蕩頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高1值頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高2值并波動頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高3值最大自相關(guān)系數(shù)增大到高1值最大自相關(guān)系數(shù)增大到高2值并波動最大自相關(guān)系數(shù)增大到高3值能量率增大到高1值、能量率增大到高2值并波動能量率增大到高3值幅度增大到高1值幅度增大到高2值并波動幅度增大到高3值設(shè)滑動軸承2有種狀態(tài)特征，，…，，并設(shè)每種狀態(tài)特征有“有”（用數(shù)值1表示）和“無”（用數(shù)值0表示）兩種狀態(tài)，即于是，故障論域為=｛（，，…，）/=0、1，｝。根據(jù)實驗研究和理論分析可確定汽輪發(fā)電機組滑動軸承故障和聲發(fā)射特征之間的關(guān)系，于是得到滑動軸承2故障的聲發(fā)射特征論域，見表2.2。表2.2滑動軸承故障的聲發(fā)射特征論域100000000011111101000000010100000000011111101000000010011111101若滑動軸承2有實際故障特征(，,…,)，這里，。將代入式后，得到，，…，。于是按式選取一個隸屬度最大值，依據(jù)最大隸屬度原則，可診斷出滑動軸承2的狀態(tài)為。以機組啟動中發(fā)生局部碰摩為例，本發(fā)明的具體流程為：將聲發(fā)射傳感器1安裝在汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2上，接收滑動軸承2的聲發(fā)射信號。該信號經(jīng)過電纜傳送到前置放大器4進行放大后，進入聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5。在聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5中完成汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2的聲發(fā)射信號的處理和分析，包括：事件計數(shù)（率）計算，振鈴計數(shù)（率）計算，能量（率）計算，信號幅度計算，中心頻率計算，頻譜能量不穩(wěn)定度計算，頻譜分析，功率譜分析，相關(guān)分析。提取汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2的聲發(fā)射信號的特征，包括：事件計數(shù)（率）特征，振鈴計數(shù)（率）特征，能量（率）特征，信號幅度特征，中心頻率特征，頻譜能量不穩(wěn)定度特征，時頻特征，功率譜特征，相關(guān)分析特征。機組啟動中發(fā)生局部碰摩時，聲發(fā)射特征為：事件計數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值，振鈴計數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值，頻譜能量不穩(wěn)定度增加到高1值，最大自相關(guān)系數(shù)增加到高1值，能量率增大到高1值，幅度增大到高1值。最后將提取的故障特征(，,…,)，這里，。將代入式后，得到，，…，。于是按式選取一個隸屬度最大值，依據(jù)最大隸屬度原則，可診斷出滑動軸承狀態(tài)為，即為機組啟動中局部碰摩。如圖2所示，本發(fā)明的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，它包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5以及安裝于汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2上的聲發(fā)射傳感器1，聲發(fā)射傳感器1通過電纜與前置放大器4相連，前置放大器4的輸出端與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5相連，聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5用來接收滑動軸承2的聲發(fā)射信號，所述聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5對聲發(fā)射信號進行處理、分析、提取特征，并進行故障診斷。以油膜渦動故障為例，本發(fā)明的具體流程為：將聲發(fā)射傳感器1安裝在汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2上，接收滑動軸承2的聲發(fā)射信號。該信號經(jīng)過電纜傳送到前置放大器4進行放大后，進入聲發(fā)射檢測系統(tǒng)5。在聲發(fā)射檢測系統(tǒng)1中完成汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2的聲發(fā)射信號的處理和分析，包括：事件計數(shù)（率）計算，振鈴計數(shù)（率）計算，能量（率）計算，信號幅度計算，中心頻率計算，頻譜能量不穩(wěn)定度計算，頻譜分析，功率譜分析，相關(guān)分析。提取汽輪發(fā)電機組3的滑動軸承2的聲發(fā)射信號的特征，包括：事件計數(shù)（率）特征，振鈴計數(shù)（率）特征，能量（率）特征，信號幅度特征，中心頻率特征，頻譜能量不穩(wěn)定度特征，時頻特征，功率譜特征，相關(guān)分析特征。發(fā)生油膜渦動時，聲發(fā)射特征為：頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高2值并波動，最大自相關(guān)系數(shù)增大到高2值并波動，能量率增大到高2值并波動，幅度增大到高2值并波動。最后將提取的故障特征(，,…,)，這里，。將代入式后，得到，，…，。于是按式選取一個隸屬度最大值，依據(jù)最大隸屬度原則，可診斷出滑動軸承狀態(tài)為，即為油膜渦動。以油膜振蕩故障為例，本發(fā)明的具體流程為：