应用说明:监测振动和杆落差的挑战

说明:如何以及何时监测振动和杆位移

往复式压缩机是(石油)化工、电力和油气等行业中最关键的机械之一。与其他旋转机械相比,往复式压缩机非常需要维护。因此,拥有先进的监控系统来监控各种重要的机械参数(如振动和活塞杆下降)至关重要。本应用说明介绍了如何在典型的双缸往复式压缩机上配置监测振动和杆垂的装置,并将这些信号结合起来以深入了解机器。

Vibration 测量

Vibration 由于往复式压缩机的自然机械运动,对这些压缩机进行测量非常困难。然而,监测机器上各点的振动对于深入了解机器以保持工艺稳定至关重要。这些点包括机壳振动(加速度计)和十字头振动(加速度计),如图 1 所示。

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Vibration 传感器

加速度计用于测量往复式压缩机的机壳振动。传感器安装在驱动端和非驱动端(图 1)。

另一个加速度计用于测量十字头振动,应放置在十字头上方(图 1)。

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图 1.测量十字头和套管振动的传感器位置。

基于变送器的保护和监控;VibroSmart (VSV301) 模块

用于生成振动数据的传感器连接至VibroSmart(VSV301)模块;这是一款基于变送器(DIN 导轨)的双通道振动保护和监测系统。该系统专为(关键)旋转机械(包括往复式压缩机)的可扩展且先进的监测与保护而设计。 作为独立系统,VibroSmart 提供两个通道,但凭借其可扩展性,可连接多个模块以适应任何应用场景。

连杆位移/滑块带磨损

活塞环是支撑活塞在往复式压缩机气缸中移动的关键部件。随着时间的推移,它们会逐渐磨损,从而导致活塞和活塞杆发生垂直位移。为防止活塞和气缸壁受损,应监测这些支撑带的磨损情况。由于气缸腔内的压力很高,直接测量骑马带磨损情况比较困难,因此需要测量活塞杆的垂直位移。

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基于变送器的监测;RecipSys 200

RecipSys 200是一种用于往复式压缩机的紧凑型监控系统(DIN 导轨),可监控传动带磨损情况,无需定期停机进行人工检查。

相位基准传感器

RecipSys 200 使用相位参考传感器(或相位触发器)来测量周期中特定点的杆位置,因此比整体测量要精确得多(图 2)。

杆位移传感器

proximity 探头用于测量活塞杆的垂直位移。随着骑马带的磨损,活塞杆随之下降(图 2)。

图 2.相位基准和杆位移传感器的位置,以及测量骑手带磨损的方法。

测量双缸往复式压缩机的振动和杆位移。

独立的 RecipSys 200 模块有两个活塞杆下降信号输入端和一个 tachometer 输入端,这意味着双缸压缩机只需要一个模块。无论压缩机配置如何,触发式活塞杆监控只需要一个相位参考传感器(图 3)。

由于监测机壳振动(2 个加速度传感器)和十字头振动(2 个加速度传感器)总共需要四个传感器,因此需要两个 VibroSmart 模块。VibroSmart 模块的 tachometer 输入信号可用于连接相位参考传感器和过滤特定的振动频率段,这可能与往复式压缩机的转速有关。

由于 RecipSys 200 和 VibroSmart (VSV301) 都是基于发射机的系统,因此可以轻松扩展,以适应任何配置。两个系统的数据都可以集成到一个分析平台中。

VSV301 和 RecipSys 200 采用双缸配置
图 3.活塞杆监控(RecipSys 200)和振动监控(VSV301)示意图。点击可打开放大图。

数据分析

来自 RecipSys 200 模块的触发式连杆下落输出信号和来自 VibroSmart 模块的振动数据均可发送至(可选的)VibroSight® 软件平台;这是一个用于分析振动和连杆位置数据的外部监控套件。 此外,VibroSight® 还提供丰富的分析选项,用于识别过度的振动并确定其原因。