1.模块概述
轴系振动故障诊断系统主要根据现场的振动数据，进行故障诊断、故障预警、健康分析，并提供远程和现场的振动服务。图1 轴系振动故障诊断系统示意图
振动测点所测量的振动信号传输至电站TSI系统，振动监测及健康系统从TSI系统中获取模拟量的振动信号，通过A/D转换成为数字信号。振动监测及健康系统通过对振动的数字信号进行FFT变化，并对特征数据进行数据存储。根据时域和频域的振动信号分析，读取DCS的热工电气数据，并依据智能算法，对故障进行预测和诊断，提醒电厂相关人员可以对故障进行提前预防。本系统的内容主要有两大部分：系统硬件和软件。硬件主要负责振动信号转换为数字信号的数据采集器。软件部分为实时数据显示模块、人工故障诊断模块、数据存储模块等。· TSI：电厂TSI柜数据，主要处理振动数据，数据都是模拟量。· 振动（快变信号）服务器：接收TSI柜输出的振动模拟量数据（或数字处理的波形数据，能够进行FFT变换）。· 数据存储功能：将振动数据以低密度形式存储至现场服务器中，当振动超标时，以高密度形式存储。· 具有快速傅立叶变换（FFT）功能：能够提高故障诊断的精确性。· TCP/IP协议传输：以网络传输数据，以实现远程故障诊断。· 工厂内服务器：接受现场数据，当振动超标时，人工操作读取现场振动数据进行数据分析；或者振动工程师到现场进行解决。· 厂内专家系统：以一定的智能算法，对现场振动进行评估，并在故障发生时进行诊断。数据采集器由机架、主机卡、电源等组成，根据振动量通道数量选配振动量采集卡。主机卡负责数据采集器的管理工作，包括采样控制、采集卡上的数据传送、总线切换、硬件故障自检、实时时钟同步等工作，并负责与上位计算机之间的高速数据通讯。
上位机系统主要负责振动数据的显示和相关的振动功能块，以图像化数据进行各种故障的诊断。
为能够在电站的振动故障诊断系统中，对振动进行实时的分析和处理，需要进行数据界面程序的开发，通过界面程序对振动数据不同角度的展现，以及数据不同序列的展示方法，方便现场振动故障的分析和故障的判断解决。
1）时域振动分析程序：根据选项对各个轴承的X向和Y向振动测点的数据进行时域上的分析，根据时域上振动的趋势以及工频相位的变化趋势，以及两者之间的关系进行故障诊断，对于质量不平衡、热（冷）不平衡、质量飞脱等故障的判断具有重要的借鉴意义。2）频域振动分析程序：根据振动频率特性的分析，对振动故障进行性质的判别，对于油膜振荡、油膜涡动、中心孔进油、联轴器不对中、汽流激振、动静碰摩等故障具有非常大指导意义。3）数据矢量显示功能：将各个轴承X向和Y向的振动进行矢量做图，可以有效的观察过临界振动情况，根据振动的矢量图，可以方便现场做振动的矢量分析，尽快提供高速动平衡方案。4）分功能的数据库存储：程序将频域中的数据进行界面显示，根据变转速下和不同时间下的频域图谱，对振动故障进行在线诊断，为振动故障提供更加精确的诊断数据。5）智能故障诊断系统：根据振动的特征参数和运行的大数据为基础，对机组的振动故障进行自动判断，为运行和机组检修人员提供及时的建议，保证机组的检修能够在最短时间内完成。6）健康评估系统：根据我厂多年的转子动力学仿真方法，在现场建立实时仿真模型，对现场运行的数据进行实时仿真计算，依据仿真计算结果对机组的运行状态进行评定，在故障未发生之前对机组的健康状况进行及时报警。下图为健康评估系统的主要功能。主要界面有波形、轴心轨迹、频谱图、极坐标、伯德图、级联图、历史数据趋势图和瀑布图等。图2振动数据显示画面
根据程序可以有效和快速的解决振动故障，增加机组的利用小时数，提高经济效益。轴系智能分析与评估系统，利用耦合数据结合设计参数模型拟合设备运行曲线，实现在线诊断，有效防止设备严重故障的发生，为现场运维提供科学指导，为实现汽轮机设备故障的标准化管理提供有效的信息平台，促进故障处理和设备管理的科学化、信息化发展，节约电厂的运维成本。根据振动测点反馈回来的振动数据和相关的热力参数数据，自动诊断转子弹性热弯曲、裂纹、径向轴承、推力轴承和盘车系统的故障，根据故障提醒电厂进行运行策略优化，并根据故障对机组的检修和备件更换提供建议。通过故障诊断和预警系统，防止设备产生严重故障，节约电厂的运维成本。目前已经落地项目有：麟北电厂#2机组，汉川电厂#5机组、#6机组、#5A给水泵汽轮机、#5B给水泵汽轮机、#6A给水泵汽轮机、#6B给水泵汽轮机。潍坊电厂电厂#5机组，五河电厂#1机组、#2机组。
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