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发电运维
Power Operation
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今工业企业的生产越来越趋向智能化、信息化，对设备的稳定性、安全性的要求也越来越高，状态监测和故障诊断技术也更加受到电力企业的重视。 传统燃煤发电厂一直采用计划维修与事后维修方式，该维修体制无法全面、及时地了解设备运行状况，事后维修则因事前准备不足，往往造成维修工作旷日持久，损失重大。当前，面对火电机组运维成本高的问题，电力企业和设备厂商都在寻求技术解决方案。华能莱芜公司所使用的智能决策系统，可实现数据采集、故障诊断、结论推送等功能，为生产运维提供支撑。 1传统运维方式和智能化运维方式的比较与分析
发电企业中的大型转机设备，如大型水泵、大型风机等，普遍安装有振动检测系统，该类配套监测装置能够从一定程度上反映设备振动的大小或作为设备保护动作信号的来源。但从在线监测与故障诊断的角度看，传统在线监测系统已满足不了智能化、信息化时代的要求，具体体现在两个方面：不能及时发现并诊断故障，经常引起非停及降负荷事故，使企业蒙受巨大的经济损失；传统的DCS 系统软件界面中，监测数据只有振动超标报警值输出及保护跳机值输出，对确定故障部位及严重程度没有任何诊断价值，更无法精确指导设备的优化检修和精细化检修。 为补充传统在线监测的不足，华能莱芜公司对#6、#7机组智能决策系统对重要辅机设备实施了基于现代化的运维思想的可视化在线监测系统，与传统的在线监测相比，该系统可以实现：同步在线采集数据；内置故障判断和轴承特征频率数据库；具备故障诊断功能，系统自动生成诊断结果；冲击解调方法准确判断轴承状态；设备故障时自动报警并推送诊断结论和维护建议；可与现有在线系统数据进行对接，多运行参数展示；可视化平台一体展示。 智能化振动在线监测与故障诊断系统的应用
华能莱芜发电有限公司 张兰庆 董 鹏 王奉平 杨柏依 任建永 马道锋
北京必可测科技股份有限公司 张 敬 曹定华 徐建伟 祁双鹤
旋转倒立摆
2 系统的组成
杜恒岩华能莱芜公司与北京必可测科技股份有限公司合作，在莱芜发电厂共同构建#6、#7机组智能化的在线监测系统。为了满足智能化的振动监测、数据采集、故障诊断及推送，并使用户随时随地方便的了解设备的运行状态，系统客户端以Web 软件方式呈现给用户，并实现专业振动数据图谱，如频谱图、包络图、瀑布图、级联图等与Web 平台的深度融合，使振动分析师可通过网络平台直接对设备状态进行判断。该系统主要由振动加速度传感器、智能数据采集单元、网络通讯及网络安全设施、现场服务器以及分析、诊断软件组成。在线监测系统可同时采集并监测转动设备的振动及转速，在设备运行发生异常或故障时及时自动报警并进行诊断，对防止事故，保持正常生产，降低成本有重要意义。
3 在线监测系统平台的功能
直观的三维可视化。三维可视化技术实现客户端内设备的远程三维查看。利用高精度的三维激光扫描仪对主要大型辅机设备进行三维扫描，完成设备的部件级三维模型开发。并采用国际主流基于开放技术的Unity 3D 引擎搭建三维平台。实现振动数据与设备结构的三维展示。
独特的冲击解调检波技术。针对转动设备的易损部位，通过独家的冲击解调技术能够实现设备的关键部件（滚动轴承，齿轮箱内的轴承、齿轮等）的准确诊断，能够准确地探测部件的早期故障，为
ghtt设备的全寿命周期管理打下坚实的基础。
图1 智能化在线监测系统结构和工作原理
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多参数分析功能。系统不仅能够实现设备振动相关的参数分析，也可以通过标准数据接口接入其他厂家设备的数据，实现诸如电流、压力、流量等参数的综合分析。可跟其他管理系统如CMMS、ERP、EAM、DCS 等无缝集成实现数据共享。
专业的图谱分析。自动专家诊断系统根据波形频谱图、时域频谱图、瀑布图及解调冲击等图谱，并结合系统工艺参数和设备的趋势变化进行特征数据识别诊断出故障，根据故障自动推送出设备的维护建议。
专家自动诊断系统。BKC 公司专家自动诊断系统是一个用于设备运转及过程评估的专家引导与智能诊断软件。不需要专家即可获得专家建议，内含4700多条故障类型及严重程度数据库，可自动完成96%以上。
帕拉米韦设备闭环维修管理。BKC 公司设备闭环管理系统能够实现设备的全生命周期的管理，设备自动故障诊断、设备故障自动推送、自动推送设备维修计划、自动对接备品备件管理系统。
4 智能化在线监测与诊断系统的实际应用
某燃煤电厂#5增压风机为静叶可调轴流式风 机，每台炉配置一台。2014年6月16日开始该增压风 机振动持续增高，DCS 显示最大振动值为153um，已超过报警值150um。通过智能化振动在线检测与故
障诊断系统的数据分析风机测点频谱高频呈现明显轴承故障频率，叶片通过频率两边伴有丰富的0.43X 边频带，解调频谱0.43X 频率特征及谐频清晰，解调波形存在轴承保持架频率为间隔的周期性冲击特征，时域波形中低频范围脉冲振荡明显，根
据数据分析判断为轴承后期故障。
从以上分析可看出，增压风机主要的振动来自于0.43倍频，产生的原因主要是轴承磨损所致。专家自
动诊断系统给出了风机自由端轴承严重磨损，自动推送的维护建议是让停机更换风机轴承。6月21日9:00，检修人员对风机进行了解体检修，设
备解体后发现风机轴承磨损较严重，风机轴承滚珠表皮损伤、脱落，造成风机振动。风机较高的振动加剧了轴承的进一步损坏。轴承保持架在强烈振动影响下所承受的径向负荷增大，加速了振动快速增长。
5 结语
民族同化本文以华能莱芜电厂#6、#7可视化智能决策系统中的在线监测与故障诊断模块举例，讲述智能化、大数据、信息化背景下振动在线监测与故障诊断的实际应用。该系统可实现数据采集定义设置、自动采集、自动分析处理机械设备的振动数据，并给出分析诊断结果，报告机械设备的运转状态，提供维护检修建议，协助设备管理工程师，做出科学的检修计划决策。系统改变了振动分析工程师的工作方式，他的主要工作是把系统设置和调整到最佳的状态，把主要精力放在了有问题设备的分析诊断和审核上。该系统实现了智能化的运维模式，能够保证合理协调运维计划，减少停机时间，提高发电量，降低运维成本，在安全性和时效性方面具有一定的
特点和优点，具有良好的应用前景。
图4 风机测点频谱
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