振动监测及分析系统（VMAS）在发电厂的应用

振动监测及分析系统（VMAS）在发电厂的应用

凤思琪王力

（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司山东青岛266100）

摘要：振动状态监测及分析系统自动连续地采集与设备安全有关地主要状态参数：机组的振动、摆度、键相/转速、轴振、瓦振、轴位移、胀差、偏心、机组轴承负荷及温度、压力和开关量等，并自动形成各种数据库。它能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；能够促进设备维修方式向预知维修（状态维修）的转变，确保设备安全稳定地运行。

关键词：振动状态监测及分析系统（VMAS）；信号处理；诊断。

0.引言

随着对发电厂主要设备可靠性、稳定性、以及对电厂设备寿命要求的提高，越来越多的监测和诊断分析系统应用到实际电厂项目中。汽轮机、发电机、以及主要高压电动机设备作为发电厂的主要运行设备，更是成为监测和诊断的重要对象。随着先进信号处理技术以及诊断技术的发展，振动监测及分析系统（VMAS）能在故障出现的早期阶段及时地预告故障的存在和发展，避免灾难性事故发生，并可以将现有的周期预防性维修改为预知性的维修,选择最佳停修时间，提高机组可利用率。

1.振动状态监测及分析系统（VMAS）的定义

振动状态监测及分析系统，英文全称是Vibrationmonitoringandanalyzesystem，缩写为VMAS。振动状态监测及分析系统的主要功能是用于主辅机（通常包括汽轮机、发电机、以及主要的高压设备）状态监测与故障诊断，实现监测、控制、报警、诊断功能。

而在早期，振动状态监测和分析系统主要应用于汽轮发电机组，叫做旋转机械诊断监测管理系统，英文TDM(Turbinediagnosismanagement)，在电厂中一般是指汽轮发电机组振动在线状态监测和分析系统。实际上，这两个叫法是针对一套系统，只是监测的范围不同。

2.振动状态监测及分析系统基本配置

振动状态监测及分析系统是以计算机为平台的旋转机械振动状态在线监测及故障诊断系统，用于对汽轮机、发电机、电动机、风机、泵等设备的振动、转速、压力、流量、温度等信号进行连续监测。监测的数据在本地保存的同时，可实时上传到监测数据服务器（网络版）。

振动状态监测及分析系统包括：振动/转速传感器（安装在旋转设备上）、现场数据采集器（安装在旋转设备附近）、监控计算机（安装在控制室，连入局域网）。

3.振动状态监测及分析系统的应用

以某2x660MW燃煤电厂为例，针对振动状态监测及分析系统的应用进行举例说明。项目的每台单元机组及被监测主要辅机情况如下表：

此电厂设置一套完整的主辅机在线状态监测与故障诊断系统。该主辅机在线状态监测与故障诊断系统为“一头两尾”，即2台机组测点分别布置，2台机组共用1套主辅机在线状态监测与故障诊断系统。单台机组测点清单如下表：

VMAS由现场监测分站、中心服务器、显示器、打印机、厂内局域网、各浏览站和振动分析故障诊断软件等组成。其操作显示和打印系统布置在工程师室。

每台660MW机组及辅机监测需配置两台现场数据采集监测分站对汽轮机主机及辅机进行实时监测和数据采集，数据采集分站按技术协议的要求分别独立采集设置。两台数据采集箱安装在工业机柜内，布置在机组的电子设备间。现场数据采集监测分站对从TSI系统取得的瞬态数据信号进行调理、采集、分频矢量监测，存储机组的有用数据，生成丰富的专业诊断分析图谱，并进行网络通讯。中心服务器进行数据的存储与管理、分析图谱的网上传输与发布、对现场数据采集监测分站的设置与管理以及其它的信息管理。诊断维护人员可以通过局域网，随时随地察看机组的运行信息。

具体实现的功能包括：根据机组运行情况实现不同的采样速度和方式，对机组升速、定速、带负荷或正常运行会自动识别，并进行实时在线采样、分析和存储；具有快速富里叶变换（FFT）将时域信号变成频域信号，从而得到功率谱，幅值全部用um表示，并可得到相位；机组升、降速（即瞬态）振动数据采集、分析和存储；机组日常运行（即稳态）振动数据采集、分析和存储；报警、危急识别和事故追忆；历史资料存储；例行报告和报表输出；振动特性（升、降速数据分析；日常运行数据分析；超限、危急数据分析）分析；各种振动报表打印输出；报警事件列表；转子平衡重量计算；系统硬件故障检查；远程通讯功能等。

4.总结

随着对电厂设备运行可靠性需求的发展，振动状态监测及分析系统在电厂的应用，能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；为设备提供可靠的保护，并可以对设备故障进行分析和诊断；能够促进设备维修方式向预知维修（状态维修）的转变，确保设备安全稳定地运行；对于提高机组的可利用率和经济性、降低电厂运行成本、保护电厂主设备和降低设备损耗、提高自身竞争力等方面，都有重要影响。

参考文献：

[1]侯长波.转动设备振动在线监测与故障诊断技术的应用[J].冶金动力.2017,(12):53-56.

[2]杨宝荣.浅析风力发电机组在线振动监测与分析系统的应用[J].电力设备管理,2019,(07):69-70.

[3]郑少亮,申景波.浅谈给水泵振动监测及解决办法[J].神华科技.2019,17(03):60-65.