摘要：讲述机组状态监测仪表的组成及结构原理，着重介绍了状态监测仪表的安装方法和注意事项，为机组运行状态参数的准确性提供重要的理论依据，以提高设备管理的技术水平和企业经济效益。
关键词：机组；状态监测；探头；安装
1 引言
大型机械旋转设备是石油化工企业中重要的设备，其中主要包括离心式压缩机、离心式鼓风机和轴流风机等大型机组。常用于气体等介质的输送、分离压缩等，在工艺中起着重要的作用。由于其特点是转速高，一旦发生故障，不仅造成机组本身的损坏，而且会殃及整个装置的平稳运行。所以其工作的安全稳定是至关重要的。这就需要对其运动状态进行长期连续的监测。
2 机组状态监测仪表的组成部分
2.1 机组转速探头的安装
机组转速探头分为有源探头和无源探头，有源探头一般采用本特利公司3300系列探头配合本特利3500状态监测系统，对转数信号的测量和变送。无源探头一般采用AITEK公司的转速探头，配合转速变送器或DCS（ESD）系统的频率卡件对机组的转速进行测量。
不管是无源探头还是有源探头，其安装方法都是类似的。将测量探头安装在机壳上，通过机组转轴上的测量孔或者测量齿轮，探头产生一个频率信号。通过对频率信号的测量，进而转换为机组的转速。探头安装时要注意：1）探头安装要垂直于机轴的中心线；2）探头要与测量齿或测量孔最高点的间隙保持在0.8mm-1.2mm之间，通常我们安装时保持在1.0mm处。可以通过塞尺，也可以通过安装探头的螺距进行计算安装（烟机的测量孔无法采用塞尺时）。
2.2 机组轴瓦温度探头的安装
机组轴瓦温度是机组状态监测的一个重要参数，机组轴瓦温度过高时将会造成轴瓦表面覆盖的乌金融化，进而导致轴瓦与机轴相互摩擦，造成机组不可逆的损伤。机组轴瓦温度探头一般采用热电阻Pt100的测温元件，主要是因为轴瓦温度不会太高，量程一般设置为0-150℃，并且热电阻的测量精度比较高。轴瓦温度探头的安装有两种方式：一种是外插式，一种是埋入式。外插式的安装比较简单，将温度探头通过测量孔插入到测量的轴瓦位置，只要确保探头插到底就可以准确测量了。埋入式热电阻的安装有比较高的要求：1）确保安装的准确，每个测量探头要做好标记，安装到相应的测量瓦块的测量孔上，当机盖一旦安装完成后，热电阻是无法再进行确认的。2）确保埋入式热电阻的引线不会被机轴碰到，机组在运行时是高速旋转的，热电阻的引线一旦触碰到机轴，引线会瞬间被磨断，进而温度的测量就会失灵。这就要求我们在安装时对热电阻的引线做好保护。3）确保安装完成后，热电阻引线的引出口做好密封，防止油漏。这就要求在热电阻安装完成后，对引出口的注胶有充足的固化时间。
2.3 轴振动、轴位移、键相位探头的安装
系统原理：现在常用的轴系传感器主要是本特利的3500系列，该传感器是应用电涡流原理测量探头顶部与轴面之间的距离。主要通过前置器产生一个低功率的频率信号，这一频率信号由延长电缆送到探头端部的线圈上，如果有导体材料的表面接近于探头顶部，则该信号在导体表面会形成小的电涡流，即这一涡流使得该信号有能量损失，利用该损失可以测量出导体表面与探头顶部的距离，距离越近，其能量损失越大，传感器系统可以利用这一能量损失产生一个输出电压。
2.3.1 轴振动探头的安装
利用探头静态特性，探头端面与轴表面距离和前置放大器输出所对应电压，来确定探头端面与轴表面的距离。间接定位安装法的一般安装间隙电压为-9～-11VDC，通常取-9VDC。
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2.3.2 轴位移探头的安装
机组安装结束后，要求机组钳工来回推动被测轴，同时测出轴向可动范围（俗称轴窜量），一般轴窜量在0.4～0.6毫米之间。对于小型机组，可以要求机组钳工将被测轴一点一点推到机械零点位置。然后仪表车间将轴位移探头的零点间隙电压调整至-10VDC。
但是对于像重油催化装置的烟机或者轴流机这样的大型机组，维修车间直接将被测轴准确的推至机械零点是非常困难的。简捷方法就是：可以在已知轴窜量值的前提下，将轴向探头安装孔方向推动，直至止推盘与止推瓦接触为止。接好监测系统，以轴窜量值一半的数值，将探头端面与轴表面的安装距离，在监测仪示值零点上半部的对应位置安装固定。然后，再来回推动被测轴看监测仪示值，是否在以零点为中心对称的示值内变化，否则须重新调整安装。具体步骤如下：1）维修车间将转子推到贴近安装探头的一侧，仪表车间安装位移探头，并将探头间隙电压调至-10VDC左右，固定探头，记录此时间隙电压为U1。2）维修车间将转子推到另一侧，记录此时探头的间隙电压U2。3）计算两次的间隙电压之差|U1-U2|=ΔU。此时如果转子在趋近探头的一侧，则将位移探头电压调整为（ ）VDC；如果转子在远离探头的一侧，则将位移探头电压调整为（ ）VDC。
2.3.3 键相位探头的安装
键相位在我们公司的直观作用就是测量转速，键相位作为机组的转速显示在机组监测的显示画面上。但是机组的键相位测量并不仅仅是测量转速，它可以配合轴振动探头获取转轴的实时轴心位置，分析轴承扰动或涡流；轴心位置和轴心轨迹。这对于机组的安全运行和故障分析有重要的作用。通常键相位的探头安装和振动探头的安装方法类似，我们通常将间隙电压调整至-7VDC。安装时要注意的是：安装之前要观察安装孔，确保探头不会插入到键相槽中。
2.3.4 烈度探头的安装
烈度探头对于我们公司来说是一个相对新鲜的词语，过去对于机组机泵的烈度测量都是采用手持测量仪器进行测量。2016年重油催化装置烟机更新时就引进了烈度测量探头，其采用Bently公司的HTVS 330750-60 TYPE：S型速度探头配合Bently3500对机组的烈度进行测量和监测。但是当时由于Bently3500系统已经没有空余通道，所以采用了Bently公司的双通道振动采集模块2300/20-00-00对机组的烈度进行测量和监测。它通过对机体钻孔的方式，通过探头顶部M8螺纹将探头进行固定。进而对机组烈度进行测量。
3 监测器
传统的监测器主要是用来接收和处理轴系参数信号，进而根据预设定的参量输出预警或联锁停机信号，使起到保护设备的功能，例如本特利Bently3500状态监测仪。随着生产装置向着大型化、自动化、和连续化方向发展，生产对机械设备的要求越来越高，在线状态监测和故障诊断系统也显得非常重要。在线状态监测主要包括机器状态参数的监测（信号采集）、信号处理过程，这些信息包含振动、应力、裂纹、功率等等，其中最主要的是振动信号，包括振动信号的采集和处理。对于具备故障诊断的系统，正需要这些采集到的信息，根据这些信息得到一系列的图谱供分析使用，判断机器的工作状态，确定故障类型和发生部位，最终可以采取相应的维护措施。
4 结语
综上所述，机组状态监测仪表的运用和故障诊断技术可以方便、快速、有效地把握设备运行状况，提高设备维修水平，促进安全生产。但是厂里的设备管理人员往往只重视轴系仪表监测，而不注重故障诊断，所以在这里提倡设备管理人员和领导更应该加强故障诊断技术力量，由于设备故障诊断技术是一门新兴综合性学科，还需要在实践中进一步探讨与提高。应用状态监测及故障诊断技术，可以及时发现并解决许多设备隐患、提高设备运行可靠度，更有利于提高设备管理水平。
参考文献：
[1] 本特利3500系列仪表说明书
[2] 键相.百度百科
论文作者:李林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/6
标签：机组论文; 测量论文; 热电阻论文; 轴瓦论文; 状态论文; 烈度论文; 转速论文; 《基层建设》2019年第11期论文;