本特利3500振动监测系统在大型压缩机设备保护的研究及应用

石明勇

摘 要：大型透平机械的运行状态参数的检测系统对设备安全稳定运行以及故障判断分析起着十分重要的作用。由美国本特利公司生产的T3500振动、位移检测系统，在大型透平机械中使用比较广泛，可以对透平机械设备的振动、位移参数实行不间断的检测，并可以设施报警联锁值，也可以通过历史记录分析判断设备的运行情况，可以有效地保护透平机械。

关键词：大型透平机械;振动检测;稳定运行

引言

随着集团公司的持续发展，公司启动了泰安特种钢项目建设，根据项目建设需要，气体公司需要配套建设两套三万立方米每小时的制氧机，这对于公司来说是一次重大设备升级，有原来的小型制氧机转变为大型制氧机，压缩机也随之增大，压缩机的轴振动、位移检测升级为本特利3500框架系统。本特利3500框架系统其方便的软件组态形式和可靠硬件质量，将为气体公司压缩机的安全运行提供有力保障。

1 3500框架系统

1.1系统结构

1.1.1仪表框架部分

仪表框架部分包括：电源输入模块1个，框架接口模块模块1个，振动/位移模块监6个。四通道的继电器模块1个。模块具备热插拔功能，方便3500框架系统后期的维护保养。

1.1.2现场传感器部分传感器部分主要有：

各种涡流振动探头和位移探头、延长电缆和前置器及信号线。

1.1.3计算机及软件3500软件包包括：

框架配置软件;数据采集/服务器软件;操作员显示软件。各种监测模块的内部设置，可以通过连接装有框架组态软件的计算机的RS232接口和框架接口模块的组态专用接口，在计算机上设置好各模块的参数，下装到各模块，及完成对各监测器的量程、报警点、探头类型和继电器输出的设置。

1.1.4电涡流传感器监测原理电涡流传感器是根据涡流效应原理工作的，涡流传感器的线圈L与一个电容C并联，构成一个并联谐振电路。由前置器内的晶体振荡器供给稳定的高频电流来激励，在线圈周围产生高频交变磁场俑，当被测主轴靠近次交流磁场φ用范围时，在被测主轴表面产生电涡流，而此电涡流又产生一个新交变磁场来阻碍主磁场的变化，这一过程将消耗能量，因而使线圈的Q值发生变化。在被测主轴与传感器之间的间隙d改变时，传感器线圈的Q值也随之变化。

1.2 在电路中线圈Q值与线圈是电感量之间的关系为：

Q=XL/R

式中L——线圈是电感量;

R——电路中的祸合电阻。

上式说明，线圈的电感量随Q值变化而变化，亦即随间隙d的变化而变化。而线圈电感量的变化，使线圈的输出电压U发生变化。这样涡流传感器便将间隙d的变化转变成电压的变化。信号经前置器放大以后为0—24VDC信号进仪表框架。

2 3500框架系统在大型压缩机设备控制系统中的应用

3500框架系统在大型压缩机控制过程中主要作用为实时检测压缩机各级轴瓦的振动、轴系统的位移，并实现在压缩机的轴振动、轴位移超限时进行报警，超过联锁值时联锁停止压缩机的运行，有效保护压缩机设备的安全。实时监测数据传输到DCS控制系统进行数据记录并有历史趋势可查。

在压缩机的变速箱轴瓦、压缩机的轴瓦、电机轴瓦配置一对X/Y方向（互为垂直方向）安装了本特利3300XL系列电涡流振动检测探头，安装方式为在压缩机的轴伸端、变速箱的轴伸端安装本特利3300XL系列电涡流位移检测探头。轴振动、轴位移探头检测信号通过前置放大器处理，处理后的信号送入3500框架系统相应的检测模块，再由各类检测模块进行数据的记录、传输。在3500框架系统中完成对各类数据的处理。3500框架系统可以进行数据量程、信号类型，报警值、联锁值的设置，还可以进行联锁输出设置。进过3500框架系统处理过的信号通过信号电缆传输到DCS控制系统，有DCS控制系统对数据进行逻辑编程，实现对压缩机的轴振动、轴位移数据实时监控，并记录存储，实现轴振动、轴位移的报警联锁功能。

3500框架系统的通讯模块具有比较广泛的通讯能力，可以通过工业以太网（TCP/IP）或串行（RS485/RS232）通讯协议将3500框架系统处理的所有数据传输到其他各类控制系统中进行集成，实现对压缩机的实时监控，以便于岗位人员对压缩机的运行状态进行实时监控，有效保证压缩机的安全稳定运行。

3500框架系统还可以通过输入模块进行振动、位移检测点的报警联锁设置，设置的联锁报警值通过继电器输出模块进行联锁输出，实现对压缩机的联锁控制。联锁输出信号可以选择单点信号输出，也可以进行“与”“或”逻辑编程，实现“二选二”或“三选二”的联锁方式，能够实现信号输出延时功能，可以有效地过滤干扰信号。3500框架系统具有检测回路故障信号的功能，可以有效区分实际信号与故障信号，更加有效地保护压缩机的运行。

3 结论

3500框架系统具有运行稳定性、可靠性、实用性、模块化等优点，在各类压缩机的振动检测、轴位移检测得到广泛地应用。3500框架系统可以实施检测压缩机的轴振动、轴位移，并应用到压缩机的控制系统中，实现轴振动、轴位移的联锁报警功能，有效地保护压缩机的安全稳定运行，为保证人身和设备安全提供了有效保障。

参考文献：

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