[发明专利]一种换热机组振动状态监测平台

说明书

技术领域

本发明属于暖通技术领域，具体涉及一种换热机组振动状态监测平台。

背景技术

换热机组是集中供热系统中的重要环节，具有连接一二次网热交换的重要作用，它工作的安全性、可靠性直接影响热源厂锅炉的安全及供热的品质。

换热机组包括换热机组控制器（PLC）、电动执行机构、传感器、变频器等。一次网配有电动调节阀，控制二次网的供水温度，具有外界气温补偿功能；循环泵采用变频控制，利用二次网供回水压差作为反馈信号，对二次网进行变流量调节；补水泵采用变频恒压供水，利用恒压供水控制器根据二次网的回水压力作为监测信号，对补水泵进行自动控制，补水箱水位传感器监测水箱水位，具有缺水保护水泵的功能。

目前换热机组大都采取了上述的自动控制方式，随着检测技术的发展，监控系统被用于管理分布式的换热机组，实现了各换热机组的远程实时监控。虽然现有技术可以针对机组的故障进行报警，并指出系统的故障点所在，但监测点往往集中在温度、压力、流量等信号，对振动信号并没有给于足够重视，循环泵的故障问题往往后知后觉，在寒冷的冬季，设备一旦出现故障往往导致整个供暖区域的停暖，严重的会导致二次管道热胀冷缩发生爆裂，短时间内较难恢复，影响供暖品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种换热机组振动状态监测平台，通过采集换热机组的振动数据，实现换热机组的故障预判，减小由于在供暖期间设备停止运行导致的一次热网不平衡，二次管网冷热交替，供暖品质差等问题的发生概率。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种换热机组振动状态监测平台，包括振动传感器、信号处理模块、振动评估模块和控制模块，振动传感器分别设置在换热机组的不同部件上，并且每个部件上分别设置两个振动传感器，以采集各部件不同方向上的振动信号，所述信号处理模块分别和振动传感器以及振动评估模块连接，信号处理模块根据预设的信号处理方法分别对各部件的两组振动信号进行处理，以获取各部件的振动状态数据，并将振动状态数据发送给振动评估模块，由振动评估模块对接收的振动状态数据与对应部件的振动预设值进行比较，根据比较结果向控制模块发出指示信号，控制模块根据指示信号发送报警信号或关闭换热机组；

所述预设的信号处理方法为：

首先定义换热机组上一个部件上的两个振动传感器所采集到的不同方向上的振动信号分别为第一振动信号和第二振动信号，第一振动信号和第二振动信号输入到信号处理单元，并由信号处理单元提取第一振动信号的特征信号参数以及第二振动信号的特征信号参数，并用论域X表示，如下式所示：

X={通频振幅值x11，一阶振幅值x12，二阶振幅值x13，…，n阶振幅值x1（n-1）

通频振幅值x21，一阶振幅值x22，二阶振幅值x23，…，n阶振幅值x2（n-1） }，

其中，x1i表示第一振动特征信号参数，x2i表示第二振动特征信号参数，i={1,2,3……n}；

该部件的振动状态用论域Y表示，如下式所示：

Y={y1，y2，y3，……，ym}，其中，yj表示该部件的振动状态，j={1,2,3……m}；

集合A表示特征信号参数的一个模糊集合，如下式所示：

A={μx11，μx12，…，μx1n，μx21，μx22，…，μx2n}，

集合B表示论域Y的一个模糊集合，如下式所示：

B={μy1，μy2，…，μym }，

定义特征信号参数xij对应于振动状态yj的隶属度为μi j=μyi(xij)，则两论域间的模糊关系用矩阵表示为：

模糊推理采用max-min合成运算，B=A·R，经过解模糊，即可得到该部件的振动状态数据。

进一步的，所述振动传感器设置在换热机组的泵轴、机组底座和循环泵出口管道处。

进一步的，设置在泵轴的振动传感器分别采集泵轴轴向振动信号和泵轴径向振动信号。

进一步的，设置在机组底座的振动传感器分别采集机组横向振动的信号和机组垂直方向的振动信号。

进一步的，设置在循环泵出口管道的振动传感器分别采集出口管道轴向振动信号和径向振动信号。

进一步的，所述的振动传感器包括设置在泵轴和循环泵出口管道的低频振动传感器以及设置在机组底座上的振动开关。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：