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1、北京英華達公司火電行業系統安全解決方案ENVADA在線監測故障診斷業務解決方案包含了ENVADA及其合作伙伴的產品與服務，旨在幫助您創造一個安全放心舒適的生產生活空間，使您不再為您的設備安全問題擔憂。本方案主要面向火電行業，介紹企業如何通過在線監測故障診斷業務解決方案來實現安全生產和故障預知。這是介紹ENVADA解決方案為您的企業所帶來好處的成套指南之一：他詳細闡述了其它公司通過與ENVADA攜手合作所取得的成功。一、電力能源企業現今的行業形勢 您所面臨的行業形勢當今的經濟發展對電力工業提出了越來越高的要求：保護環境、提高效率、降低成本等。高速發展的電力行業正面臨著多重挑戰。僅就2004年前三2、季度就有21個電網出現過拉閘限電，其中7個電網出現持續拉閘限電。其中供需形勢較為緊張的華東電網最高用電負荷和發售電量分別增長11%和21%，華中電網分別增長12%和15%，華北電網分別增長9%和17%。這說明我國電力供應不足，電力工廠企業一定要保證機組安全運行，并在整個生產周期中保證機組運行的可靠性和安全性。這就要求將安全生產排在第一位，實現不間斷的安全運營。機器性能良好，可預知性的了解機器的突發性故障，磨損度和壽命預測，使企業可以提前預知機器可能產生的各種情況，提前作好準備，以達到保證不間斷安全生產，準時交貨，保持成本不變的要求。二、您的問題 我們的目標 發展方向為了實現不間斷安全運營，就要3、保證機器的正常安全運轉，這就需要超前性的實時在線監測，可以在機組還沒有發生故障之前就通過機器的各種運行參數預知故障可能出現的情況和出現的時間，這里著重考慮的是避免設備的隨機性故障，因為隨機性故障最突然，破壞性最大,所造成的損失也最嚴重。自動在線監測方式與定期監測方式、在線檢測離線分析監測方式相比技術水平先進，既避免設備突發性故障又無需專業人員現場操作。這里著重考慮的是預測設備的時間依存性故障和改變設備的維護方式。該技術是在狀態監測及故障分析基礎上發展起來的，是實現以先進的預知性維護取代以時間為基礎的預防性維護的關鍵技術。在反映設備狀態的各種信號中，應用最廣泛的是振動信號，因為振動是引起設備故障4、的主要原因，設備的各種故障一般在振動信號上有所反映，振動信號包含著各種豐富的信息，而對振動進行測量一般不會影響設備的正常工作，十分方便。安裝機械設備振動監測故障診斷系統的必要性和意義主要表現在以下幾個方面：1 通過數據記錄和信號分析，在事故發生后為事故分析提供有力的證據，能夠減少判斷故障的時間，減少事故停機造成的損失；2 許多故障的發生都有一個由輕到重的發展過程。通過趨勢分析和對異常信號的檢測，能夠早期發現設備潛在的故障，及時采取預防措施，避免或減少事故的發生，延長使用期限，提高設備可用率；3 通過對設備的狀態分析，可以確定合理的檢修時機和檢修方案，能夠促進維修制度從事故維修、定期維修向視情維5、修的轉變，避免不必要的停機，并能通過提高修復速度減少停機時間，節約維修費用；4 故障診斷專家系統的應用能夠解決現場專家不足的問題，能夠充分利用領域專家的豐富經驗，使故障診斷的整體水平有所提高，從而創造巨大的社會效益和經濟效益；5 振動測試技術也是轉子現場動平衡不可缺少的手段。在線監測技術能對機械設備運行狀態做監測及分析，通過實時監測和分析機械設備的故障狀態以及隨后的發展，不僅可以隨時反映機械設備的故障及故障程度，而且可以預示今后什么時間機器的故障達到不可接受的程度而應停機維修，從而能對機械設備施行先進的預知維護，代替傳統的以時間為基礎的預防性維護，為安全生產提供科學保障。三、EN8000的特點6、和優勢 您的生產保障 我們的產品 我公司生產的EN8000大型機械振動監測故障診斷專家系統就是基于以上的目的生產設計的。它將為您的設備不間斷安全運營提供保障。EN8000系統總體結構EN8000B系統一般由采集站（智能數據采集箱，也稱下位機）及工作站（上位機）組成，二者通過網絡集成。采集站實時采集各種信號，并進行分析、存儲和顯示。采集站只能作波形、頻譜和趨勢等簡單分析，而其他復雜的分析和故障診斷就要在工作站才能進行，這種分工最大限度地簡化采集站上的操作，保證其數據采集和存儲的可靠性。工作站可為任何處于控制室、辦公室甚至遠在千里之外的運行Windows操作系統的計算機，只要此計算機可通過網絡與采7、集站連接并安裝En8000B工作站軟件。在工作站上可實時監測現場設備的運行狀態、對歷史數據進行故障分析診斷、備份歷史數據、修改系統參數、備份系統參數、升級系統程序等。如果測點較多，采集站數量多于4個，或同時工作的工作站數量較多，為提高系統處理性能，可增設數據服務器。數據服務器接收、處理和存儲采集站的實時數據，同時為工作站提供數據服務。EN8000系統的特點硬件采用模塊化結構，安裝、維護、更換方便，可靠性好。每個振動量模板為4路，模擬量板和開關量板均為32路，可任意組合配置。其中某一通道或某一模塊故障不會影響其他通道或其他模塊正常工作，用戶僅需自行更換發生故障的模塊即可解決此類故障（我公司會提供8、一定量的模塊備件）。 EN8000的診斷知識庫為開放式結構，用戶可以將長期運行維護中積累的經驗和知識加入知識庫。EN8000除了一般振動分析系統所具有的各種振動圖譜外，還有自己的特有功能，如：軸系運動仿真圖相關趨勢分析（橫坐標和縱坐標可任意選，時間段可任意設定）多種動平衡計算完備的數據庫管理遠程診斷分析等等EN8000系統采用中文Windows 2000操作系統，具有豐富的實時多任務、虛擬存儲、文件管理和網絡管理等功能，主要軟件在Delphi 6.0編程環境下開發，具有強大的圖形顯示、數據庫管理和網絡通訊等編程功能。二次開發能力強，與其它系統具有良好的兼容性。全中文下拉式菜單，用戶界面十分友好9、，操作使用極其方便。具有齊全的針對軋機機械設備故障分析的信號處理功能和完善的故障診斷專家系統功能。EN8000系統的功能1. 實時連續的數據采集顯示功能 具有完備可靠的現場信號拾取功能；l 準連續、極高速、同步整周期采集存儲設備的所有振動信號；ll 可高速準確的采集轉速及與設備狀況有關的過程參數； 動態顯示設備的運行狀態。l2. 靈活方便的組態軟件提供組態軟件，可以根據需要任意組合實時監測顯示畫面，滿足用戶多方面的要求，提高工作效率。3. 可以自動識別設備的運行狀態 正常運行狀態；l 開停機狀態；l 空載狀態、振動異常狀態等。l4. 可以自動形成多種完備的數據庫，實現事故追憶 歷史數據庫包括：10、小時數據庫，天數據庫，月數據庫和年數據庫；ll 事件數據庫：包括開停機事件，異常變化事件，報警事件等；5. 提供齊全的振動分析功能l 時域分析：波形、軸心軌跡、軸心位置、軸系運動仿真； 頻域分析：頻譜、瀑布圖、倒頻譜、包絡譜、細化譜、相位圖、小波變換；ll 變速過程：波特圖、極坐標圖、級聯圖； 趨勢分析和相關趨勢分析；l 對比分析；l6. 提供完備的故障診斷專家系統具有適應不同診斷對象的知識庫，能夠對診斷知識庫進行維護。具有強大的征兆自動獲取能力，可自動診斷和對話診斷設備常見的振動故障。7. 具有多種平衡計算方法 最小二乘法影響系數計算和動平衡計算；l 諧分量法影響系數計算和動平衡計算；ll 11、矢量加減運算、剩余振動估算等功能。8. 具有強大的網絡功能采用TCP/IP通訊協議和Winsock編程，可提供快速、安全、可靠的遠程服務網絡接口，實現遠程監測和故障診斷。9. 硬件采用積木式模塊化的集散型主從分布式結構，可靠性高，維護方便。10. 應用軟件全部自行研制，與其它系統具有良好的兼容性，能夠及時充分滿足用戶的特殊要求。四、具體案例：貴州省納雍電廠4300MW機組 案例研究1. 案例簡介貴州省納雍電廠隸屬于貴州省電力公司，電廠坐落于貴州省畢節地區納雍縣城西南方向的陽長鎮字庫村，距縣城約33公里，距六盤水70公里。213省道從電廠東面穿過，公路運輸較為便利。縣境內無鐵路經過。離納雍縣最近12、的鐵路站是位于水城境內的濫壩火車站，距陽長鎮42公里。 納雍發電廠是位于納雍煤礦區附近的一座大型坑口火電廠，就地消化納雍縣生產的無煙煤，緩解運輸條件對納雍煤炭生產的限制，促進了當地煤炭工業的發展，并帶動全縣經濟的發展。電力將送入貴州主網分配，不僅可滿足貴州電網負荷發展的需要，提高電網運行的可靠性及供電質量，而且可通過電網向廣東等周邊省份送電，實現“西電東送”發展戰略。工程為4X30萬千瓦機組建成后，總裝機容量達120萬千瓦，將成為貴州電網的主力電廠之一。 該工程4X300MW機組鍋爐每小時耗煤量按設計煤種計算為513.2噸，年耗煤量約308萬噸，全部通過公路運輸。按載重量10噸的自卸汽車考慮，13、日最大進廠運煤車輛為1232輛。 汽輪機采用亞臨界、一次中間再熱、單軸、高中壓合缸、雙缸兩排汽、凝汽式汽輪機。額定功率300MW，主蒸汽流量937.86t/h，最大連續功率336.323MW。 發電機最大連續輸出功率333MW，額定功率300MW，額定功率因素0.85，水、氫、氫冷卻方式。2002年8月，1#4#汽輪機組，4300MW，共安裝了8套EN8000系統。2. EN8000系統結構整個EN8000汽輪發電機組振動監測和故障診斷系統由硬件系統和軟件系統組成。硬件系統主要由下位機高速智能數據采集箱和上位機工程師站及附件構成，二者通過網絡集成。EN8000系統軟件由三大部分構成：數據采集軟14、件、數據庫軟件和分析診斷軟件。數據采集軟件負責數據采集，它能自動識別機組的運行狀態，如開停機、升降速及正常或異常狀態，并根據機組的狀態進行數據采集。在穩定運行狀態下，數據采集箱以定時方式進行采集，而在升降速狀態下則根據轉速的變化進行采集。數據庫軟件負責數據的存儲，它由升降速數據庫、歷史數據庫及事件數據庫等組成，它根據機組的不同狀態把有關數據存到不同的數據庫中，以便于后續分析。分析診斷軟件主要用于對各種數據進行在線或離線分析，以判斷機組的運行狀態并能自動給出機組故障原因和處理意見。EN8000系統具有強大的振動分析與故障診斷功能。貴州納雍二電廠4臺汽輪發電機組的配置相同。單臺汽輪發電機組主機及輔15、機分別配置一個高速智能數采箱，兩個數采箱配置在同一個標準機柜內，機柜內安裝汽輪發電機組主機及其輔機的數采箱（下位機）和一個CRT顯示器以及相應的接線端子。主機及輔機共用一套EN8000系統上位機工程師站。CRT顯示器可顯示每臺機組主輔機的主監視圖及各種分析數據圖表。每臺機組的下位機數采系統通過以態網與上位機工程師站相連，通過MODEM遠程登陸將數據上傳至我公司的遠程診斷中心并與電廠或省公司網域相連。系統下位機4臺機柜安裝于電子設備間內；系統上位機、顯示器和打印機等設備視現場條件確定布置方案。 EN8000系統采用工業組態方式，能夠在線編輯所要監測的數據（如幅值，特征參數，特征頻率幅值等）以及表16、現形式（如示意圖、棒圖、表格、數字和曲線等）。系統具有適用于齒輪和滾動軸承的倒頻譜分析、包絡分析、細化譜分析和小波變換等振動分析方法，能夠準確識別軸頻、齒輪嚙合頻率及滾動體通過頻率等故障特征頻率成分；能夠通過歷史數據的對比以及不同運行工況的對比，把握設備的運行狀態，識別故障發生和發展的趨勢。本系統可以實現設備運行狀態的監測、設備運行壽命的預測、設備故障的及時發現和原因分析以及設備預測性維修的指導。可以及時發現設備軸承、齒輪、傳動軸、連接螺栓、潤滑等本體零部件的缺陷情況和相連部件的故障情況并及時報警和提出指導性的處理信息，從而避免非計劃停機。本系統采用星型網絡方式接入廠內局域網系統站，并接受外部17、網絡的信息和向外部網絡提供系統信息以及數據交換。3 . EN8000系統主要功能3.1系統配置在系統配置菜單中，可以對保證系統正常工作的各種參數進行設置。通過系統配置，在不改變軟件的前提下，可以滿足修改監測設備參數的需要。系統配置具有密碼保護功能。在系統構成中，可以設置系統名稱、采集箱的個數、采集板的數量和通道類型等。在通道設置中，可以設置通道的名稱、單位、量程上下限和報警上下限等。在設備參數中，可以設置齒輪齒數、傳動比、軸承節徑、滾動體直徑和滾動體數目等。在采集存儲中，可以設置不同的數據庫的記錄間隔和時間長度等。在用戶菜單中，可以設置用戶個數、用戶密碼和用戶權限等。3.2 狀態監測提供棒圖、18、數字和曲線形式，典型設備的圖片庫和繪圖工具，對實時監測畫面進行組態設計，出現異常時具有聲、光報警功能。3.3 信號分析EN8000系統具有多種信號分析功能，主要有： 時域分析：波形及其特征參數、軸心軌跡、軸心位置、趨勢分析； 頻域分析：頻譜及其特征參數、細化譜、倒頻譜、瀑布圖、濾波分析； 變速分析：波特圖、極坐標圖、級聯圖； 時頻分析：小波變換。相關趨勢分析：可分析任一個或多個參量相對某個參量的變化趨勢。對比分析：能夠對歷史數據以及不同運行工況的數據進行對比分析。信號分析為故障診斷提供了重要手段。對于各種圖形，系統提供了詳細的使用方法。為了更好地診斷故障，對于一些信號分析方法進行了處理。例如，19、在波形圖中，除了可以顯示振動的峰峰值外，還可以顯示振動的絕對均值、有效值、歪度、峭度和波峰因子等，在頻譜圖中，可以顯示振動的幅值、中心頻率、均方頻率和頻率方差等。并可以顯示原始的波形、頻譜圖和經過濾波（低通、高通、帶通和帶阻）的波形、頻譜圖。3.4 故障診斷專家系統故障診斷的本質是要判斷故障和征兆之間的因果關系。EN8000故障診斷專家系統是根據故障診斷問題的特點和要求，在Windows環境下開發的，具有以下主要功能。3.4.1 專家診斷功能采用基于規則、模型和案例相結合的推理模式，運用正反向混合推理策略，根據自動獲取的故障征兆，采用在線診斷和離線診斷兩種方式，對軋鋼機械故障進行自動診斷。同時20、，系統還具有對話診斷、診斷結果的解釋、診斷結果存儲和事故追憶等功能。3.4.2 知識庫管理功能建立適用于齒輪、軸承和風機的開放的知識庫系統，可以診斷不平衡、不對中、松動、軸承間隙增大、齒輪磨損、點蝕、偏心、局部斷齒、軸承內圈故障、軸承外圈故障和滾動體故障等。在系統的應用過程中，根據診斷對象的特點和經驗積累，通過知識庫管理系統可以增加、修改、刪除有關的故障、特征和診斷規則，保證知識庫的完整和正確。同時，還提供典型故障圖譜，常見故障機理和特征及故障案例等。3.5 壽命預測 由于軋機機械設備的故障發展大多數是漸進性的，有疲勞和磨損的特征，隨著使用時間的加長而逐步喪失其功能，并且使用期限的長短與設備運21、行工況有密切的關系，因此進行壽命分析和預測是必要的。根據有關公式和表格可以計算軸承、齒輪和轉子的額定壽命，并根據設備的實際運行歷史和當前工況，預測設備的剩余壽命。4. EN8000系統主要特點數采箱采用模塊化結構，安裝、維護、更換方便，可靠性好。采用工業組態方式，能夠在線編輯所要監測的數據以及表現形式。具有適用于齒輪和滾動軸承的濾波分析、倒頻譜分析、包絡分析、細化譜分析和小波變換等振動分析方法。故障診斷專家系統具有征兆獲取、自動診斷、對話診斷以及診斷結果的存儲等功能。采用中文Windows操作系統，用戶界面十分友好，操作使用極其方便。5. EN8000系統安裝描述納雍電廠1#-4#機組共安裝E22、N8000振動監測故障診斷專家系統8套，用于監測機組運行情況。1#機組由大機TSI之框架1的“DATA DYNAMIC 1”將機組的軸振和瓦振信號引入TDM系統。鍵相信號由大機TSI之框架1引入TDM系統。2#機組由大機TSI之框架1的“DATA DYNAMIC 1”將機組的軸振和瓦振信號引入TDM系統。鍵相信號由大機TSI之框架1引入TDM系統。3#機組由大機TSI之框架1的“DATA DYNAMIC 1”和“DATA DYNAMIC 2”將機組的軸振和瓦振信號引入TDM系統。鍵相信號由大機TSI之框架1引入TDM系統。4#機組由大機TSI之框架1的“DATA DYNAMIC 1”和“DAT23、A DYNAMIC 2”將機組的軸振和瓦振信號引入TDM系統。鍵相信號由大機TSI之框架1引入TDM系統。在我公司工作人員認真、細致、周到地工作服務下，整個EN8000振動監測故障診斷專家系統至今仍在納雍電廠的發電機組上正常運行。所有這一切，都將有力地保證本項目在技術上處于世界先進水平，并保證本項目順利實施、成功投用和長期穩定的運行，為機組安全、經濟運行發揮重要作用。為了您的安全，攜手ENVADA在實現安全運營的道路上，僅憑技術是遠遠不夠的。選擇ENVADA，與具有豐富經驗的業務專家進行合作。讓ENVADA的研發部門與多年來所積累的豐富經驗為您服務。作為振動監測和故障診斷行業的國內發展引路人，ENVADA擁有多年的豐富經驗，也使其成為安全運營保護和實現更高商業價值的領導者。如果您的公司正在為安全生產和定期維修的麻煩而苦惱，ENVADA將是您的最佳選擇。