北京英華達公司火電行業(yè)系統(tǒng)安全解決方案

1、北京英華達公司火電行業(yè)系統(tǒng)安全解決方案ENVADA在線監(jiān)測故障診斷業(yè)務(wù)解決方案包含了ENVADA及其合作伙伴的產(chǎn)品和服務(wù)，旨在幫助您創(chuàng)造一個安全放心舒適的生產(chǎn)生活空間，使您不再為您的設(shè)備安全問題擔(dān)憂。本方案主要面向火電行業(yè)，介紹 企業(yè)如何通過在線監(jiān)測故障診斷業(yè)務(wù)解決方案來實現(xiàn)安全生產(chǎn)和故障預(yù)知。這是介紹ENVADA解決方案為您的企業(yè)所帶來好處的成套指南之一：他詳細(xì)闡述了其它公司通過和ENVADA攜手合作所取得的成功。一、 電力能源企業(yè)現(xiàn)今的行業(yè)形勢您所面臨的行業(yè)形勢當(dāng)今的經(jīng)濟發(fā)展對電力工業(yè)提岀了越來越高的要求：保護環(huán)境、提高效率、降低成本等。高速發(fā)展的電力行業(yè)正面臨著多重挑戰(zhàn)。僅就2004年前

2、三季度就有21個電網(wǎng)出現(xiàn)過拉閘限電，其中7個電網(wǎng)出現(xiàn)持續(xù)拉閘限電。其中供需形勢較為緊張的華東電網(wǎng)最高用電負(fù)荷和發(fā)售電量分別增長11%和21%，華中電網(wǎng)分別增長12%和15%，華北電網(wǎng)分別增長 9%和17%。這說明我國電力供應(yīng)不足，電力工廠企業(yè)一定要保 證機組安全運行，并在整個生產(chǎn)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(chǎn)排在第一位，實現(xiàn)不間斷的安全運營。機器性能良好，可預(yù)知性的了解機器的突發(fā)性故障，磨損度和壽命預(yù)測，使企業(yè)可以提前預(yù)知機器可能產(chǎn)生的各種情況，提前作好準(zhǔn)備，以達到保 證不間斷安全生產(chǎn)，準(zhǔn)時交貨，保持成本不變的要求。二、您的問題 我們的目標(biāo) 發(fā)展方向為了實現(xiàn)不間斷安全運

3、營，就要保證機器的正常安全運轉(zhuǎn)，這就需要超前性的實時在線監(jiān)測，可以在機組還沒有發(fā)生故障之前就通過機器的各種運行參數(shù)預(yù)知故障可能岀現(xiàn)的情況和岀現(xiàn)的時間，這里著重考慮的是避免設(shè)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(yán)重。自動在線監(jiān)測方式和定期監(jiān)測方式、在線檢測離線分析監(jiān)測方式相比技術(shù)水平先進，既避免設(shè)備突發(fā)性故障又無需專 業(yè)人員現(xiàn)場操作。這里著重考慮的是預(yù)測設(shè)備的時間依存性故障和改變設(shè)備的維護方式。該技術(shù)是在狀態(tài) 監(jiān)測及故障分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是實現(xiàn)以先進的預(yù)知性維護取代以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防性維護的關(guān)鍵技 術(shù)。在反映設(shè)備狀態(tài)的各種信號中，使用最廣泛的是振動信號，因為振動

4、是引起設(shè)備故障的主要原因，設(shè)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(shè)備的正常工作，十分方便。安裝機械設(shè)備振動監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)的必要性和意義主要表現(xiàn)在以下幾 個方面：1. 通過數(shù)據(jù)記錄和信號分析，在事故發(fā)生后為事故分析提供有力的證據(jù)，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(fā)生都有一個由輕到重的發(fā)展過程。通過趨勢分析和對異常信號的檢測，能夠早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的故障，及時采取預(yù)防措施，避免或減少事故的發(fā)生，延長使用期限，提高設(shè)備可用率；3. 通過對設(shè)備的狀態(tài)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

5、事故維修、定期維修向視情維修的轉(zhuǎn)變，避免不必要的停機，并能通過提高修復(fù)速度減少停機時間，節(jié)約維修費用；4. 故障診斷專家系統(tǒng)的使用能夠解決現(xiàn)場專家不足的問題，能夠充分利用領(lǐng)域?qū)＜业呢S富經(jīng)驗，使故障診斷的整體水平有所提高，從而創(chuàng)造巨大的社會效益和經(jīng)濟效益；5. 振動測試技術(shù)也是轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡不可缺少的手段。在線監(jiān)測技術(shù)能對機械設(shè)備運行狀態(tài)做監(jiān)測及分析，通過實時監(jiān)測和分析機械設(shè)備的故障狀態(tài)以及隨后的發(fā)展，不僅可以隨時反映機械設(shè)備的故障及故障程度，而且可以預(yù)示今后什么時間機器的故障達到不可接受的程度而應(yīng)停機維修，從而能對機械設(shè)備施行先進的預(yù)知維護，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防性 維護，為安全生產(chǎn)提供

6、科學(xué)保障。三、EN8000的特點和優(yōu)勢您的生產(chǎn)保障我們的產(chǎn)品我公司生產(chǎn)的EN8000大型機械振動監(jiān)測故障診斷專家系統(tǒng)就是基于以上的目的生產(chǎn)設(shè)計的。它將為 您的設(shè)備不間斷安全運營提供保障。EN8000系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)EN8000B系統(tǒng)一般由采集站（智能數(shù)據(jù)采集箱，也稱下位機）及工作站（上位機）組成，二者通過網(wǎng) 絡(luò)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(fù)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(shù)據(jù)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(yuǎn)在千里之外的運行Windows操作系統(tǒng)的

7、計算機，只要此計算機可通過網(wǎng)絡(luò)和采集站連接并安裝En8000B工作站軟件。在工作站上可實時監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)、對歷史數(shù)據(jù)進行故障分析診斷、備份歷史數(shù)據(jù)、修改系統(tǒng)參數(shù)、備份系統(tǒng)參數(shù)、升級系統(tǒng)程序等。如果測點較多，采集站數(shù)量多于4個，或同時工作的工作站數(shù)量較多，為提高系統(tǒng)處理性能，可增設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器接收、處理和存儲采集站的實時數(shù)據(jù)，同時為工作站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。EN8000系統(tǒng)的特點硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，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(guān)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(fā)生故障

8、的模塊即可解決此類故障（我公司會提供一定量的模塊備件）。EN8000的診斷知識庫為開放式結(jié)構(gòu)，用戶可以將長期運行維護中積累的經(jīng)驗和知識加入知識庫。EN8000除了一般振動分析系統(tǒng)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(guān)趨勢分析（橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可任意選，時間段可任意設(shè)定）多種動平衡計算完備的數(shù)據(jù)庫管理遠(yuǎn)程診斷分析等等EN8000系統(tǒng)采用中文 Windows 2000操作系統(tǒng)，具有豐富的實時多任務(wù)、虛擬存儲、文件管理和網(wǎng)絡(luò) 管理等功能，主要軟件在 Delphi 6.0編程環(huán)境下開發(fā)，具有強大的圖形顯示、數(shù)據(jù)庫管理和網(wǎng)絡(luò)通訊等編 程功能。二次開發(fā)能力強，和其它系統(tǒng)具有良好的

9、兼容性。全中文下拉式菜單，用戶界面十分友好，操作 使用極其方便。具有齊全的針對軋機機械設(shè)備故障分析的信號處理功能和完善的故障診斷專家系統(tǒng)功能。EN8000系統(tǒng)的功能1. 實時連續(xù)的數(shù)據(jù)采集顯示功能具有完備可靠的現(xiàn)場信號拾取功能；準(zhǔn)連續(xù)、極高速、同步整周期采集存儲設(shè)備的所有振動信號；Z可高速準(zhǔn)確的采集轉(zhuǎn)速及和設(shè)備狀況有關(guān)的過程參數(shù)；動態(tài)顯示設(shè)備的運行狀態(tài)。2. 靈活方便的組態(tài)軟件提供組態(tài)軟件，可以根據(jù)需要任意組合實時監(jiān)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(shè)備的運行狀態(tài)正常運行狀態(tài)；'開停機狀態(tài)；'空載狀態(tài)、振動異常狀態(tài)等。'4. 可以自動形成

10、多種完備的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)事故追憶歷史數(shù)據(jù)庫包括：小時數(shù)據(jù)庫，天數(shù)據(jù)庫，月數(shù)據(jù)庫和年數(shù)據(jù)庫;z事件數(shù)據(jù)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人時域分析：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(luò)譜、細(xì)化譜、相位圖、小波變換；乙變速過程：波特圖、極坐標(biāo)圖、級聯(lián)圖；趨勢分析和相關(guān)趨勢分析；，對比分析；6. 提供完備的故障診斷專家系統(tǒng)具有適應(yīng)不同診斷對象的知識庫，能夠?qū)υ\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(shè)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(shù)計算和動平衡計算；諧分量法影響系數(shù)計

11、算和動平衡計算；矢量加減運算、剩余振動估算等功能。8. 具有強大的網(wǎng)絡(luò)功能采用TCP/IP通訊協(xié)議和 Winsock編程，可提供快速、安全、可靠的遠(yuǎn)程服務(wù)網(wǎng)絡(luò)接口，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)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(jié)構(gòu)，可靠性高，維護方便。10. 使用軟件全部自行研制，和其它系統(tǒng)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4X300MW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(jié)地區(qū)納雍縣城西南方向的陽長鎮(zhèn)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(nèi)無鐵

12、路 經(jīng)過。離納雍縣最近的鐵路站是位于水城境內(nèi)的濫壩火車站，距陽長鎮(zhèn)42公里。納雍發(fā)電廠是位于納雍煤礦區(qū)附近的一座大型坑口火電廠，就地消化納雍縣生產(chǎn)的無煙煤，緩解運輸條件對納雍煤炭生產(chǎn)的限制，促進了當(dāng)?shù)孛禾抗I(yè)的發(fā)展，并帶動全縣經(jīng)濟的發(fā)展。電力將送入貴州主網(wǎng) 分配，不僅可滿足貴州電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展的需要，提高電網(wǎng)運行的可靠性及供電質(zhì)量，而且可通過電網(wǎng)向廣東 等周邊省份送電，實現(xiàn) 西電東送”發(fā)展戰(zhàn)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(wǎng)的主力電廠之一。該工程4X300MW 機組鍋爐每小時耗煤量按設(shè)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

13、量 10噸的自卸汽車考慮，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(xù)功率336.323MW。發(fā)電機最大連續(xù)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，4X300MW，共安裝了 8套EN8000系統(tǒng)。2. EN8000系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整個EN8000汽輪發(fā)電機組振動監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)主要由下位機高速智能數(shù)據(jù)采集箱和上位機工程師站及附件構(gòu)成，二者通過網(wǎng)絡(luò)集成。EN8000系

14、統(tǒng)軟件由三大部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和分析診斷軟件。數(shù)據(jù)采集軟件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，它能自動識別機組的運 行狀態(tài)，如開停機、升降速及正?；虍惓顟B(tài)，并根據(jù)機組的狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集。在穩(wěn)定運行狀態(tài)下，數(shù) 據(jù)采集箱以定時方式進行采集，而在升降速狀態(tài)下則根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化進行采集。數(shù)據(jù)庫軟件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存 儲，它由升降速數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫及事件數(shù)據(jù)庫等組成，它根據(jù)機組的不同狀態(tài)把有關(guān)數(shù)據(jù)存到不同的 數(shù)據(jù)庫中，以便于后續(xù)分析。分析診斷軟件主要用于對各種數(shù)據(jù)進行在線或離線分析，以判斷機組的運行貴州納雍二電廠4臺汽輪發(fā)電機組的配置相同。單臺汽輪發(fā)電機組主機及輔機分別配置一個高速智能數(shù)采箱，兩個數(shù)采箱配置在同一

15、個標(biāo)準(zhǔn)機柜內(nèi)，機柜內(nèi)安裝汽輪發(fā)電機組主機及其輔機的數(shù)采箱（下位機）和一個CRT顯示器以及相應(yīng)的接線端子。主機及輔機共用一套EN8000系統(tǒng)上位機工程師站。CRT顯示器可顯示每臺機組主輔機的主監(jiān)視圖及各種分析數(shù)據(jù)圖表。每臺機組的下位機數(shù)采系統(tǒng)通過以態(tài)網(wǎng)和上位機 工程師站相連，通過 MODEM遠(yuǎn)程登陸將數(shù)據(jù)上傳至我公司的遠(yuǎn)程診斷中心并和電廠或省公司網(wǎng)域相連。系統(tǒng)下位機4臺機柜安裝于電子設(shè)備間內(nèi)；系統(tǒng)上位機、顯示器和打印機等設(shè)備視現(xiàn)場條件確定布置方案。EN8000系統(tǒng)采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線編輯所要監(jiān)測的數(shù)據(jù) （如幅值，特征參數(shù)，特征頻率幅值等） 以及表現(xiàn)形式（如示意圖、棒圖、表格、數(shù)字和曲線等）

16、。系統(tǒng)具有適用于齒輪和滾動軸承的倒頻譜分析、包絡(luò)分析、細(xì)化譜分析和小波變換等振動分析方法，能夠準(zhǔn)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(shù)據(jù)的對比以及 不同運行工況的對比，把握設(shè)備的運行狀態(tài)，識別故障發(fā)生和發(fā)展的趨勢。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測、設(shè)備運行壽命的預(yù)測、設(shè)備故障的及時發(fā)現(xiàn)和原因分析以及設(shè)備預(yù)測性維修的指導(dǎo)?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)設(shè)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岀指導(dǎo)性的處理信息，從而避免非計劃停機。本系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)方式接入廠內(nèi)局域網(wǎng)系統(tǒng)站，并接受外部網(wǎng)絡(luò)的信息和向外部網(wǎng)絡(luò)提供系統(tǒng)信息 以及

17、數(shù)據(jù)交換。3 . EN8000系統(tǒng)主要功能3.1系統(tǒng)配置在系統(tǒng)配置菜單中，可以對保證系統(tǒng)正常工作的各種參數(shù)進行設(shè)置。通過系統(tǒng)配置，在不改變軟件的 前提下，可以滿足修改監(jiān)測設(shè)備參數(shù)的需要。系統(tǒng)配置具有密碼保護功能。在系統(tǒng)構(gòu)成中，可以設(shè)置系統(tǒng) 名稱、采集箱的個數(shù)、采集板的數(shù)量和通道類型等。在通道設(shè)置中，可以設(shè)置通道的名稱、單位、量程上 下限和報警上下限等。在設(shè)備參數(shù)中，可以設(shè)置齒輪齒數(shù)、傳動比、軸承節(jié)徑、滾動體直徑和滾動體數(shù)目 等。在采集存儲中，可以設(shè)置不同的數(shù)據(jù)庫的記錄間隔和時間長度等。在用戶菜單中，可以設(shè)置用戶個數(shù)、用戶密碼和用戶權(quán)限等。3.2狀態(tài)監(jiān)測提供棒圖、數(shù)字和曲線形式，典型設(shè)備的圖片庫

18、和繪圖工具，對實時監(jiān)測畫面進行組態(tài)設(shè)計，岀現(xiàn)異 常時具有聲、光報警功能。3.3信號分析EN8000系統(tǒng)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(shù)、軸心軌跡、軸心位置、趨勢分析；頻域分析：頻譜及其特征參數(shù)、細(xì)化譜、倒頻譜、瀑布圖、濾波分析；變速分析：波特圖、極坐標(biāo)圖、級聯(lián)圖；時頻分析：小波變換。相關(guān)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?qū)v史數(shù)據(jù)以及不同運行工況的數(shù)據(jù)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(tǒng)提供了詳細(xì)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，在波形圖中，除了可以顯示振動的峰峰值外，

19、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(jīng)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(tǒng)故障診斷的本質(zhì)是要判斷故障和征兆之間的因果關(guān)系。EN8000故障診斷專家系統(tǒng)是根據(jù)故障診斷問題的特點和要求，在 Windows環(huán)境下開發(fā)的，具有以下主要功能。專家診斷功能采用基于規(guī)則、模型和案例相結(jié)合的推理模式，運用正反向混合推理策略， 根據(jù)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，系統(tǒng)還具有對話診斷、診斷結(jié) 果的解釋、診斷

20、結(jié)果存儲和事故追憶等功能。知識庫管理功能建立適用于齒輪、軸承和風(fēng)機的開放的知識庫系統(tǒng)，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(nèi)圈故障、軸承外圈故障和滾動體故障等。在系統(tǒng)的使用過程中， 根據(jù)診斷對象的特點和經(jīng)驗積累，通過知識庫管理系統(tǒng)可以增加、修改、刪除有關(guān)的故障、特征和診斷規(guī) 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(yù)測由于軋機機械設(shè)備的故障發(fā)展大多數(shù)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和設(shè)備運行工況有密切的關(guān)系，因此進行壽命分析和預(yù)測是必要的。根 據(jù)有關(guān)公式和表格可以計算軸承、齒輪和轉(zhuǎn)子的額定壽命，并根據(jù)設(shè)備的實際運行歷史和當(dāng)前工況，預(yù)測 設(shè)備的剩余壽命。4. EN8000系統(tǒng)主要特點數(shù)采箱采用模塊化結(jié)構(gòu)，安裝、維護、更換方便，可靠性好。采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線編輯所要監(jiān)測的數(shù)據(jù)以及表現(xiàn)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(luò)分析、細(xì)化譜分析和小波變換等振動分 析方法。故障診斷專家系統(tǒng)具有征兆獲取、自動診斷、對話診斷以及診斷結(jié)果的存儲等功能。采用中文 Windows操作系統(tǒng)，用戶界面十分友好，操作使用極其方便。5. EN8000系統(tǒng)安裝描述納雍電廠1#