往复压缩机在线监测系统.pptx

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1、往复往复压缩压缩机机远远程程监测诊监测诊断系断系统统BH5000R主要内容主要内容1.系系统组统组成成2.监测监测手段手段3.现场现场工程工程4.软软件功能介件功能介绍绍5.仪仪表表维护维护1.系统组成数据采集系统模型传感器安全栅数采器服务器客户端1.系统组成1.系统组成加速加速度度传传感器感器PCB 608A11EX电涡电涡流流传传感器感器Metrix MX10039-00-07-10-02-00温度温度传传感器感器P+F 温度隔温度隔离离安安全全栅栅KFD2-UT2-Ex2-1P+F 频频率信率信号号隔隔离离安安全全栅栅KFD2-VR4-Ex1.261.系统组成1.系统组成数据采集器前面板

2、数据采 集器后 面板数据采集器采用的硬件平台 为FPGA+DSP+无操作系统，具有如下优点：纯硬件平台，无操作系统，可靠性高；采用低功耗硬件设计（20W），无风扇，可靠性 高；抗干扰能力强，专业EMC（电磁兼容性）设计和认证，抗干扰等级为三级。数据采集器内部电源板、主控板、接口板1.系统组成指指标标性能参数性能参数采样速率100KS/s精度16bit最大采集点数及谱线数连续采集输入信号类型电压、电流输入阻抗1M输入范围10V，5V，4-20mA滤波特性低通、高通、带通电源220V AC 50Hz功耗20W环境温度-30 70环境湿度90%无冷凝通道数64+8（键相）数据采集器性能参数1.系统组

3、成服务器前面板服务器后面板RS232接口，和DCS系统 Modbus通讯在线监测统能够解 的现场问监测类别主要诊断信息振动监测吸/排气阀损坏系气缸磨损决活塞环/支承环磨损题活塞杆：填料函磨损、导向环磨损、沉降及裂纹连杆：裂纹、螺栓松动十字头：磨损、螺栓松动轴承损坏动态压力监测（示功图）吸气阀：咬住、流通面积小、漏气排气阀：咬住、流通面积小、漏气活塞环泄漏咬住吸气管流通面积小排气管流通面积小缓变量监测（温度/压力/撞击）十字头磨损、十字头松动气阀漏气活塞环磨损活塞杆磨损水套状态中间冷却器状态2.2.监测监测手手段段部件测点定义传感器选择曲曲轴轴键键相相键键相相传传感器感器壳体振壳体振动动压电压电

4、式速式速度度传传感感器器（加速度（加速度积积分）分）十字十字头头（缸壳体）（缸壳体）十字十字头头加加速度速度压电压电式加式加速度速度传传感感器（加速度）器（加速度）活塞杆活塞杆壳体温度壳体温度热电热电阻阻（RTD）活塞杆位置活塞杆位置垂直和水垂直和水平平涡涡流流传传感器感器(选选配配)气缸气缸气缸气缸压压力力动态压动态压力力传传感器感器(选选配配)气气阀阀温度温度热电热电阻阻（RTD）注1：目前往复压缩机有的传感器可考虑接到监测诊断系统中。注2：其它相关的过程参数可由BH5000-R的数据库通过OPC接口从用户的过程控制系统（DCS、PLC等）获得。2.2.监测监测手手段段2.2.监测监测手手

5、段段2 2.监测监测手段手段（2）在在飞轮飞轮上做上做标记标记。电电机机侧侧飞轮飞轮曲曲轴轴箱箱指指针针TDC-Mark2.1 键键相信号相信号:设设置上死点置上死点标记标记（1）将参考气缸的活塞将参考气缸的活塞盘车盘车到上死点。到上死点。2 2.监测监测手段手段2 2.监测监测手段手段2.2 活塞杆位置活塞杆位置活塞杆位置活塞杆位置监测监测系系统统可可以以检检测测以以下下机机械械故障故障：活塞环磨损程度连续监测十字头松动状态活塞杆弯曲程度往复式压缩机的每个气缸的滑动区状况活塞杆位置活塞杆位置监测监测具具有有以以下下特特点：点：连续在线监测活塞杆移动的最大幅度和方向具有最大幅度时的曲柄角度为支

6、撑环替换或十字头维修提供准确依据2 2.监测监测手段手段2.3 十字十字头头振振动动（缸壳体）（缸壳体）安装于十字头上的加速度传感器 能检测出由冲击所引起的机械故障，如十字头松动，液体吸入气缸或连杆 与套筒间隙过大。由于冲击引起的是高高频频振振动动，因此加速度加速度传传感感器器比比速速度度式式传传 感器感器更适合于冲击类的机械故障测量。2.3 十字十字头头振振动动（缸壳（缸壳体）体）加速度加速度传传感器感器进进行十行十字字头头振振动动监监测测可可以以检检测测以以下下机机械故械故障：障：十字头螺母或螺栓松动十字头间隙过大活塞销圈间隙过大整体动力压缩机的动力缸爆裂2 2.监测监测手段手段4.壳体振

7、壳体振动动（曲（曲轴轴箱）箱）对对称平衡式称平衡式压缩压缩机机上上的的气气缸缸作作用用在在曲曲轴轴上的上的力从力从 物理上物理上讲讲能相互能相互抵抵消消，但但是是当当过过程程发发生生变变化化，如如气气 阀损阀损坏、刮缸、坏、刮缸、泄泄露露等等故故障障时时，其其作作用用在在机机器器上的上的 压压力会力会产产生不平生不平衡。衡。压压电电式式加加速速度度（速速度度）传传感感器器可可对对这这种种往往复复式式压压缩缩 机机旋旋转转振振动动传传送送到到压压缩缩机机壳壳体体的的机机械械振振动动提提供供理理想想 的的监测监测。2.监测监测手段手段2.4 壳体振壳体振动动（曲曲轴轴箱）箱）壳体振壳体振动监测动监

8、测可可检检测测的的典典型型的的运运行行问问题题包包括括：由于压差异常或惯性失衡而产生的不平衡基础松动（如砂浆或垫片损坏）连杆负荷过大引起的力矩过高2.5 阀门阀门温度温度监测监测吸气和排气阀通常是往复式压缩机中维修率 最高的部件。故障阀会明显降低压缩机的效率。阀门温度监测模块能够显示压缩机阀门温度并帮 助管理往复设备。采用采用阀门阀门温度温度监监测测所所带带来来的的好好处处有：有：早期确定损坏和有故障的阀门。损坏的阀门会导致容量变小，效率降低或由于阀门部件落 入气缸而损坏气缸套。确定活塞头与曲柄端之间是否有由于活塞环的损坏或磨损 而带来的气体泄漏。2.监测监测手段手段3.现场现场工程工程3.1

9、 硬件硬件组组成成往复机、往复机、传传感器、感器、防爆接防爆接线线箱、箱、电缆电缆、机柜、机柜、系系统统硬件硬件 服服务务器器3.2 温度温度传传感器安装感器安装3.现场现场工程工程3.3 壳体振壳体振动传动传感器感器3.现场现场工程工程3.4 曲曲轴轴振振动传动传感器感器3.现场现场工程工程3.5 键键相相传传感器感器3.现场现场工程工程3.6 活塞杆沉降活塞杆沉降传传感器感器3.现场现场工程工程3.7 防爆防爆箱箱3.现场现场工程工程3.7 防爆防爆箱箱3.现场现场工程工程3.现场现场工程工程3.3 机柜接机柜接线线4.软软件功能介件功能介绍绍4.1 概貌概貌图图界面界面4.2 振振动监测

10、动监测界面界面（该该界面只界面只显显示示实时实时的的振振动动，历历史史趋趋势势略）略）气阀的延迟开启与关闭阀片异常撞击弹簧运动情况活塞环/支承环的磨损和损坏连杆大小头轴衬 瓦的异常间隙活塞锁紧螺母松 动缸套损坏内部机械损坏气缸变形和松动基础和地脚螺栓问题主轴瓦故障对中问题压力脉动导致的振动辅助设备(水和油泵)缸体/气缸缸 头曲轴箱电机主轴十字头主轴轴承监测监测部件部件波形波形图图作用作用频谱图频谱图作用作用4.3 示功示功图监测图监测界面界面气缸余隙容积过大咬住吸气阀流通面积 小漏气 咬住排气阀流通面积 小漏气活塞环泄漏/咬住吸气管流通面积小排气管流通面积小历史比较可更 加清晰的看出 拐点的变

11、化形 式活塞杆沉降活塞杆沉降/偏偏摆摆监监测测界面界面监测支承环的 磨损状态活塞环磨损连杆螺栓松动填料函磨损支承环磨损活塞杆沉降十字头与滑道间隙过大螺栓松动有效：十字头松动螺栓松动可自主选择 以下缓变量 进行监测：温度压力撞击电流4.4 缓变缓变量量监测监测界面界面温度监测:可诊 断气阀故障；撞击监测：可诊 断十字头松动问 题压力监测：（监测气阀进出 口压力）可诊断气阀故障；电流监测：可诊 断压缩机热效率 故障；4.5单值单值棒棒图图界面界面在单值棒图界面，可以清晰地监测往 复压缩机各个参数 相对于“报警线”的情况，从而全面 的判断机器的运行 状况。4.6综综合合监测监测界面界面通过历史波形分

12、析，可清 晰准确的判断出往复压缩 机部件的状态，真正做到 了全面、系统的监测往复 压缩机的工作状态。综合性能分析监 测包括：振动监测图P-a、P-V示功图活塞杆沉降图4.7多参数分析多参数分析界面界面通过实时波形分析，可 清晰准确的判断出曲轴 在各个角度下，往复压 缩机部件的运行状态；4.8 运行状运行状态图态图界面界面4.9历历史比史比较图较图界面界面4.10活塞杆活塞杆轨轨迹迹图图界面界面4.11 报报警警统计统计界面界面4.12诊诊断断报报告告界面界面4.13机机组组月月报报界面界面4.14 厂厂级报级报表界面表界面5.5.仪仪表表维维护护5.1 键相，活塞杆沉降、偏摆传感器：型号：型号

13、：BentBentl l y y 3303300 0 X XL L 1 1 m m1 1 m m 电涡电涡流流传传感器感器 线线性范性范围围：0.50.54mm4mm频频率响率响应应范范围围：0 08000Hz8000Hz推荐初始推荐初始间间隙：隙：2 2.5 5m m m m 灵敏度灵敏度：4V/mm4V/mm工作温度范工作温度范围围：探探头头部部分分和和电电缆缆与与前前置置器器有有一一定定的区的区 别别，探，探头头部分、部分、电电缆缆为为-51-51177177，前前置置器器为为-35-35 8585，电电 涡涡 流流 传传 感感 器器 线线 性性 范范 围围电电 涡涡 流流 传传 感感

14、器器 组组 件件电电 涡涡 流流 传传 感感 器器 前前 置置 器器注意事注意事项项：1停停车车后，如后，如果果更更换换了了支支撑撑环环，需需要要重重新新调调整整 间间隙隙电压电压，重新，重新设设定定零零点点，间间隙隙电电压压需需调调整整-10V(-10V(间间隙隙2.5mm)2.5mm)。2停停车车后后，如如果果没没有有更更换换支支撑撑环环，但但是是动动了了活活 塞塞杆杆传传感感器器，则则在在开开车车前前需需要要将将传传感感器器间间隙隙 电电压压调调整整为为动动之之前前的的间间隙隙电电压压（所所以以如如果果要要 动动活活塞塞杆杆传传感感器器，在在之之前前需需要要记记下下当当时时的的间间 隙隙

15、电电压压）。这这是是为为了了开开车车后后活活塞塞杆杆信信号号能能连连 续续。不会有突。不会有突变变！注意事注意事项项：3 3）报报警警线线的的设设定：定：1 1、安装、安装传传感器感器时时，如如果果机机组组已已经经运运行行了了一一段段时时间间，那那 么支撑么支撑环环与活塞与活塞环环将将存存在在一一定定的的磨磨损损，这这时时需要需要测测 量活塞体到缸套之量活塞体到缸套之间间的的间间隙隙，并并以以此此间间隙隙值值的的0.5 0.5 倍作倍作为报为报警警线线；2 2、如果是新机、如果是新机组组或或支支撑撑环环进进行行过过更更换换，则则可可根根据据机机组组 自自带带的沉降的沉降报报警参警参数数作作为为

16、报报警警线线，也也可可测测量量活塞活塞体体 到缸套之到缸套之间间的的间间隙隙，并并以以此此间间隙隙值值的的0.50.5倍倍作作为报为报 警警线线。电涡电涡流流传传感器接感器接线线：电涡电涡流流传传感器防感器防爆爆箱箱中中有有前前置置器。器。将万用表两根笔将万用表两根笔分分别别测测量量S和和G，就就可可测测量量间间隙隙电电压压。5.5.2 2 曲曲轴轴箱振箱振动动，十字，十字头头冲冲击击振振动动传传感感器：器：型号型号：PCBPCB 608A11/Ex608A11/Ex频频率响率响应应范范围围：0 0.5 5H Hz z1 10 0K KHz Hz 测测量范量范围围：50g50g灵敏度灵敏度：1

17、00100 mV/gmV/g1V/98m/s1V/98m/s2 2工作温度范工作温度范围围：-54-54121121传传感器的本体感器的本体电电缆缆接接入入防防爆爆箱箱，通通过过主主电电缆缆接入接入控制室安全控制室安全栅栅，传传感感器器的的偏偏置置电电压压为为8 8 12V12V，可以可以 通通过测过测量量现场现场防防爆爆箱箱接接线线端端子子或或者者安安全全栅栅输输入入端端子来子来 判断判断线线路路问题问题及及传传感感器器问问题题。5.5.3 3 温度温度传传感器感器：型号型号：Pt100Pt100Pt100Pt100是是铂铂热热电电阻阻，它它的的阻阻值值会会随随着着温温度的度的变变化而化而

18、改改变变。PtPt后的后的100100即即表表示示它它在在0 0时时阻阻值值为为100100欧欧姆姆，在在 100100时时它的它的阻阻值值约约为为138.5138.5欧欧姆姆。它它的的工工业业原原理理：当当 PT100PT100在在0 0摄摄氏氏度度的的时时候候他他的的阻阻值值为为1 10 00 0欧欧姆姆，它的阻，它的阻值值 会随着温度上升会随着温度上升而而成成匀匀速速增增长长的。的。温度温度传传感器接感器接线线 e力现场防箱II接控制室安全栅，曹000C)I接线端千OG)安 全 与 维 修 保 障 信 息 化 智 能 专 业 公 司 4.传传感器感器维护维护常常见问见问题题：1、传传感器

19、自身感器自身故障故障2、传传感器接感器接线线松松动动1防爆箱内端子防爆箱内端子接接线线松松动动2控制室内接控制室内接线线箱箱接接线线松松动动3、传传感器磁座感器磁座磁磁力力减减弱弱或或磁座磁座滑落滑落4、传传感器感器损损坏坏5、人、人为为原因造原因造成成传传感感器器安安装装错误错误1 1、传传感器自身感器自身故障故障一般情况下，一般情况下，传传感感器器自自身身发发生生故故障障的的可可能能性很性很小。小。首首先先，我我们们使使用用的的都都是是工工业业级级的的本本安安型型传传感感器器，适适用用于于条条件件恶恶劣劣的的环环境境，都都能能在在零零区区稳稳定定、安安全全地地工工 作。作。其其次次，我我们

20、们会会使使用用传传感感器器标标定定试试验验台台对对加加速速度度传传 感感器器与与电电涡涡流流传传感感器器进进行行标标定定，根根据据传传感感器器的的使使用用标标 准准对对不合格的不合格的传传感感器器进进行行剔剔除除。再再次次，我我们们将将对对传传感感器器的的耐耐高高温温、耐耐寒寒性性能能做做测测 试试，尤尤其其对对气气阀阀温温度度传传感感器器，我我们们将将对对其其做做长长时时间间的的 高温高温测试测试，测试测试温温度度为为180180摄摄氏氏度。度。加加 速速 度度 传传 感感 器器 标标 定定 试试 验验 台台电电 涡涡 流流 传传 感感 器器 标标 定定 试试 验验 台台高高 温温 老老 化

21、化 箱箱2 2、传传感器接感器接线线松松动动由于人工操作、由于人工操作、振振动动等等原原因因，传传感感器器线线路路可能可能会会出出现现松松动动，常，常见见松松动动包包括括两两种种：（1 1）防爆箱内）防爆箱内端端子子接接线线松松动动 安 全 与 维 修 保 障 信 息 化 智 能 专 业 公 司 温温 度度 传传 感感 器器 线线 路路 松松 动动沉沉 降降 传传 感感 器器 线线 路路 松松 动动（3 3）传传感器磁感器磁座座磁磁力力减减弱弱或或磁磁座座滑落滑落振振 动动 传传 感感 器器 线线 路路 松松 动动（4 4）传传感器感器损损坏坏沉沉 降降 传传 感感 器器 损损 坏坏（5 5）

22、人人为为原因原因造造成成传传感感器器安安装装错误错误主要包括主要包括：1 1、吸、排气、吸、排气阀阀温温度度传传感感器器检检修修后后没没有有按按照照规规定定的要的要 求安装，例如：求安装，例如：没没有有将将传传感感器器安安装装在在规规定定的的位位置置，安，安 装在了气缸外壁装在了气缸外壁上上；不不同同吸吸、排排气气阀阀传传感感器器没没有有按照按照 组态组态次序安装，次序安装，将将吸吸气气阀阀温温度度传传感感器器安安装装在在了了排排气气阀阀 上等等上等等。2 2、活塞杆沉降、活塞杆沉降、偏偏磨磨传传感感器器检检修修后后没没有有安安装装，或或者者安安 装装时时没有正确没有正确调调整整间间隙隙电电压

23、压，造造成成沉沉降降与与偏偏摆摆信信号号产产生生 突突变变。3 3、壳体振、壳体振动传动传感感器器（磁磁铁铁吸吸附附式式）检检修修后后，没没有有安安装装 在十字在十字头头上方，上方，安安装装在在了了气气缸缸外外壁壁上。上。4 4、曲、曲轴轴箱振箱振动动传传感感器器（磁磁铁铁吸吸附附式式）检检修修后后，没没有安有安装装 在曲在曲轴轴箱箱对对角角线线位位置置，安安装装方方向向没没有有与与活活塞塞杆杆平平行。行。异异 常常 温温 度度 传传 感感 器器 信信 号号 趋趋 势势正正 常常 沉沉 降降 传传 感感 器器 信信 号号 波波 形形异异 常常 沉沉 降降 传传 感感 器器 信信 号号 波波 形

24、形异异 常常 沉沉 降降 传传 感感 器器 信信 号号 波波 形形从系从系统统判断判断传传感感器器故故障：障：温度温度传传感器感器1 1、系、系统显统显示温示温度度测测点点异异常常升升高高吸气吸气阀阀气气阀阀泄漏，泄漏，排排气气阀阀积积碳碳，排排气气阀阀泄泄漏，漏，传传感器安装位置感器安装位置错错误误。2 2、系、系统显统显示温示温度度测测点点异异常常降降低低（0 0左左右右）传传感器自身故障，感器自身故障，安安全全栅栅故故障障，调调理理板板异异常常（调调理板异常将会理板异常将会导导致致大大规规模模的的温温度度异异常常）。）。3 3、系、系统显统显示温示温度度异异常常跳跳变变传传感器接感器接线

25、线松松动动：包包括括防防爆爆箱箱、安安全全栅栅接接线线松松动动，调调理板信号理板信号线线松松动动。活塞杆沉降活塞杆沉降传传感器感器1 1、系、系统显统显示沉示沉降降、偏偏磨磨值值过过大大活塞杆沉降、偏磨活塞杆沉降、偏磨过过大大，机机组组发发生生磨磨损损过过大大故障故障，传传感器感器检检修后未安修后未安装，装，传传感器自身故障感器自身故障传传感器感器损损坏（坏（传传感感器器安安装装活活塞塞杆杆下下方方，间间隙隙调节调节不不导导致致传传感器感器损损坏合坏合理理）。）。2 2、系、系统显统显示沉示沉降降或或偏偏磨磨信信号号波波形形异常异常活塞杆沉降、磨活塞杆沉降、磨损损过过大，大，传传感器接感器接线

26、线松松动动，信信号号无无输输入，入，信号超出信号超出传传感器量感器量程程范范围围。壳体振壳体振动传动传感器感器1 1、系、系统显统显示振示振动动值值异异常常偏小偏小振振动传动传感器滑落、感器滑落、吸吸附附磁磁盘盘磁磁力力减减弱弱，传传感器自身故障感器自身故障，传传感器供感器供电电接接线线松松动动，调调理卡故障理卡故障。2 2、系、系统显统显示振示振动动波波形形异常异常振振动传动传感器滑落、感器滑落、吸吸附附磁磁盘盘磁磁力力减减弱弱，传传感器自身故障感器自身故障，传传感器接感器接线线松松动动，振振动动值值跳跳变变，当振当振动动波形异常的波形异常的同同时时发发生生系系统显统显示的示的转转速速异常增大，异常增大，则则是是由由于于键键相相信信号号异异常常导导致致。