PDF下载
浅谈舰船中压发电机组振动监测与故障诊断

姜海波

广船国际有限公司

摘要: 随着社会经济的不断发展和我国综合国力的不断提高,对于海上的领土完整保护措施逐渐加强,在海军的不断发展下,各种舰船的电力消耗能力也逐渐增强,需要注重舰船中压发电机组的运行安全,提高舰船任务进行的可靠性。结合以往的舰船行驶经验,在中压发电机组长时间运行后,可能会出现振动异常的问题,需要及时利用振动检测对其异常进行检查,在检测到振动问题的位置和原因后,需要及时进行解决,保证中压发电机组的正常运行。为此,下面将对某条舰船的中压发电机组故障为案例,对振动检测和故障诊断进行有效分析,以期望可以提高各舰船中压发电机组的运行质量。
关键词: 舰船中压发电机组;振动监测;故障诊断
DOI:10.12721/ccn.2022.159162
基金资助:
文章地址:

在我国愈发重视海上领域的安全后,对舰船的整体力量也进行了提高,且随着各种任务和演练的进行,舰船中的中压发电机组承受着较大的压力,如果设备在长时间运行中没有进行良好的检修和维护保养工作,便容易振动问题,给舰船的行驶带来安全隐患。为此,需要积极对中压发电机组进行振动检测,并且进行故障诊断和分析,从而提出解决措施提高中压发电机组的运行稳定性。如何利用好振动检测完成对中压发电机组故障的排除,也成为很多舰船技术人员最需要考虑的问题。下面将对振动监测与故障诊断进行详细分析。

1、中压发电机组的故障案例和振动监测的必要性

1.1某舰船中压发电机组故障案例

在2020年,某舰船在靠港前,负责对设备进行检测的小组便针对1#、2#主机进行振动监测,其内容是将检测结果和前期相近功率下的振动监测数据进行比对,同时也要对两台主体在相同功率下的针对监测数据进行比对,在有效全面的交叉对比中发现,虽然整个中压发电机组的烈度值波动在正常范围内,不过1#柴油机右侧自由端的底座振动值明显偏高,有着故障风险的可能性。为此,需要相关技术人员利用振动检测手段完成对异常问题的分析,以保中压发电机组运行的安全性。

1.2进行振动监测的必要性

随着信息时代的不断发展,电力系统正逐渐在舰船中发挥着重要作用,随着舰船的电力消耗逐渐增大,其舰船发电机的容量也逐渐增大,进而使负载电动机的容量得到提高,在信息技术的不断发展下,舰船正在逐渐利用并推广中压发电系统,使其越来越成为我国未来舰船的发展趋势。随意积极进行振动监测,可以预防中压发电机组的运行风险,同时也能在不断发现问题和解决问题中,提高中压发电机组的运行可靠性,促进我国舰船事业的发展。另外,结合舰船远航中对中压发电机组的要求,需要对中压发电机组的振动进行制度化和科学化的监测管理,从而有利于完成对故障的判定、预测和诊断,使中压发电机组可以更加稳定,保证在使用频率和使用强度大的背景下,保证舰船的远航能力。

2、中压发电机组振动监测要点

通过振动检测可以更好的了解设备的基础状态,在信息时代的高速发展下,振动监测技术已经愈发成熟,目前被确认为直接有效的监测方法。不仅在设备的风险预防上可以利用振动监测,在设备维修时也可以利用振动检测,有利于降低设备的运营维护成本。

2.1中压发电机组振动监测位置的布置选择

在进行振动检测时,需要对测量点进行合理选择,理论上讲测量点的数量并不是越多越好,较为精确的测量点才可以提高测量的精准度并且降低检测人员的工作量,而数量多且杂乱的测量点不仅无法提高数据的检测效率,也不能反映设备的真实状态。所以在进行振动监测时需要注重监测点的寻找和确定。具体测量位置的布置可以从以下几点进行。首先,要确定测量点位置,当前主要是对柴油机左右侧输出端的缸头和底座、柴油机左右侧自由端的缸头和底座、发电机自由端轴承和发电机左右侧的底座等部位进行振动监测。其次,要保证每个监测点都可以进行轴向、垂直和水平三个方向的测量。

2.2 中压发电机组振动监测周期的选择 

结合当前部分舰船装备综合检测方案分析,需要在中压发电机组没运行一百个小时后进行一次有效的振动监测工作,且在选择振动监测的时间周期时,需要充分考虑中压发电机组的劣化时间和所处的实际运行环境,结合以上情况和合理的降低或者增加监测周期。另外,如果在对中压发电机组的监测中出现数据有着跳跃性的变化征兆时,需要及时调整监测工作的周期。结合中压发电机组运行时间对其内部风险的影响,当舰船进行远航时,因为设备会不停的运转,所以需要将检测时间控制在一百个小时以内,且在温度上的监测周期也要缩短为三个小时内,这样可以提高监测目的,在充分掌握中压发电机组的运行状态和其中隐患后,能够有效降低各种中压发电机组故障的影响。

2.3 中压发电机组振动监测的结果分析

在对中压发电机组进行振动监测时,从本质上讲测的是振动的速度,所以可以结合速度数据的不同将振动速度划分为A、B、C、四个等级。在A等级中振动速度<1.8mm/s ,表明中压发电机组处于高效运行中。在B等级中振动速度在1.8-4.5mm/s ,表明中压发电机组处于良好运行中。在C等级中振动速度在4.5-11.2mm/s ,表明中压发电机组处于报警状态。在D等级中振动速度>11.2mm/s ,表明中压发电机组的运行处于危险状态。当振动等级到C时,需要在后续的运行过程中持续关注,若振动继续速度还在持续增加,则振动等级到D时,便处于危险状态,需要立即对其进行处理,否则会影响设备的正常运行。

3、上述案例的故障诊断和解决方案

通过振动监测发现中压发电机组中的发电机自由端轴承为振动源,结合实际数据可以发现振动等级已经到达D级别,处于异常危险的状态。在初步的故障诊断中判定为发电机齿轮轴与转子轴不同心。不过结合中压发电机组在垂向和横向的振动速度分析,导致中压发电机组振动等级为D的原因应该不止以上一个因素,肯定至少两个问题因素的共同影响才会造成D振动等级。在相关技术人员进行深入的故障分析后发现,中压发电机组离合器的轴向锁紧装置太长也有可能是轴向振动速度过大的影响因素,进而使磁力中心线和转子之间有一定的偏差,使发电机自由端在磁力的作用下出现轴向振动速度快的现象。

针对上述案例中中压发电机组出现的问题,需要从以下几点进行解决。首先,要将中压发电机组中离合器的锁紧装置完成拆除工作,再调节发电机齿轮轴和转子轴的同心度,保证达到正常的使用范围,需要注意的是此时需要让发电机处于空载转动状态,直到发电机的转速能处于稳定状态。其次,对发电机中齿轮的轴向距离进行测量,利用实际的测量数据对其轴向距离进行精确调整,使轴向振动速度下降满足正常标准。最后,在完成检修工作后还要重启中压发电机组,并且进行第二次振动监测,保证以上检修工作的质量和有效性。通过测量发现,中压发电机组的各个部位的振动速度都未达到D标准,且中压发电机组在运行过程中各部位均无声音异常,处于设备运行良好的状态。

4、结语

综上所述,舰船的安全行驶离不开中压发电机组的支持,需要相关技术人员注重振动检测的方式并提高故障分析的能力,从而在排除中压发电机组的故障后,保证舰船的正常运行。当中压发电机组出现问题后,需要对柴油机左右侧自由端的缸头和底座、发电机左右侧的底座、柴油机左右侧输出端的底座和缸头等部分进行轴向、水平方向和垂直方向的振动监测,从而对振动速度和振动频谱进行记录和分析,从而得出发电机中的异常部件。通过利用振动检测,可以有效处理中压发电机组的异常,在有效的故障分析中也可以为以后的相似问题提供了解决经验,有利于促进我国的海上实力。

参考文献:

[1] 张正勇,曾庆威.舰船中压发电机组振动监测与故障诊断[J].船电技术,2020,40(03):16-18+22.

[2] 李文辉. 机电设备维修中故障诊断技术的应用[J].中国高新技术企业, 2017(4): 52.

[3] 赵军. 阶次分析法在船用旋转机械状态监测和故障诊断中的应用[J]. 机电工程技术, 2016, 45(08):157-159.