汽轮机在线监测与故障预诊断应用方案

方案背景与必要性

汽轮机是石油石化炼化、加氢、乙烯、催化裂化等核心装置的关键动力设备,主要驱动大型压缩机、工艺泵及发电机组,同时回收装置副产蒸汽实现节能降本,是装置连续稳产、安全生产的核心保障。

石化行业装置具备长周期连续运行特性,汽轮机一旦出现轴系异常、轴承故障、动静碰磨等问题,极易引发非计划停机、装置联锁停产,造成巨额经济损失,严重时还会出现设备损毁、油气泄漏等安全事故。

传统定期检修、人工巡检模式,无法提前捕捉设备早期隐性故障,存在故障滞后发现、故障溯源难、高危工况监测空白等痛点。因此,搭建24小时在线监测+故障预诊断系统,是石化汽轮机安全、稳定、高效运行的刚需。

行业核心痛点

1. 故障隐蔽性强:转子不平衡、轴承磨损、油膜振荡等早期故障无明显表象,传统巡检难以识别,发现时已造成部件损坏;

2. 数据监测单一:振动、温度数据分散采集,无法联动分析,故障定位模糊、诊断效率低;

3. 现场工况严苛:石化厂区高温、多油污、易燃易爆,普通传感器无防爆资质、抗干扰差,易漂移失效;

4. 关键工况监测缺失:机组启停、变负荷阶段转子热胀冷缩易引发窜动、碰磨,缺少高精度实时监测,存在重大安全隐患;

5. 运维模式滞后:依赖定期大修或故障抢修,运维成本高、停产风险不可控。

森瑟科技全套软硬件监测方案

本方案采用多传感器+边缘采集终端成套架构,搭载D8081电涡流传感器、311AT温振一体传感器、TH742红外温度传感器、DVDSEN300润滑油状态传感器,搭配IN‑SDG信号处理边缘计算采集仪,实现汽轮机轴系、振动、温度、润滑油、运行工况全方位、全参数在线监测与故障预诊断,彻底解决石化汽轮机单一监测、数据零散、诊断滞后的行业问题。

本方案搭配311AT温振一体振动传感器D8081电涡流传感器,形成「轴承壳体状态+转轴本体状态」全方位监测体系,适配石化汽轮机全工况运行监测与故障预诊断。

311AT 本安防爆温振一体传感器

安装位置:汽轮机轴承座、设备机壳

核心监测内容:实时采集轴承壳体振动(加速度、速度)、轴承运行温度,实现温振同源同步采集。

解决问题与行业痛点

1. 精准识别轴承磨损、地脚松动、联轴器不对中、壳体共振等机械故障,结合温度数据区分润滑失效干摩擦、纯机械振动等故障类型,解决传统数据割裂、无法精准溯源的问题;

2. 具备Ex ia IIC T4 Ga本安防爆资质,抗油污、抗粉尘、适配石化易燃易爆高危工况,解决普通传感器无法适配现场环境、易失效的问题;

3. 一体化集成设计,简化布线、降低运维成本,实现轴承早期故障预警,助力从被动抢修转为预测性维护。

D8081 高精度电涡流传感器

安装位置:汽轮机各轴系轴承位置(非接触式安装,不接触转轴)

核心监测内容:实时监测轴径向振动、转子轴向位移、轴心轨迹、转子偏心,可拓展键相位信号,适配TSI设备保护与故障频谱分析。

解决问题与行业痛点

1. 非接触式测量不受油污、水汽影响,精准捕捉转轴微米级微小异常,识别转子不平衡、油膜涡动、动静轻微碰磨等壳体传感器无法捕捉的轴系隐性故障;

2. 实时监控转子轴向窜动量,超标触发报警与联锁保护,有效规避推力瓦烧毁、轴封碰磨、转子损坏等重大设备事故,筑牢机组安全屏障;

3. 适配机组启停、变负荷工况,监测转子热弯曲状态,指导标准化暖机操作,规避开机工况风险;

4. 提供精准相位与频谱数据,支撑故障精准定位,解决传统诊断模糊、误报漏报率高的问题。

TH742 红外温度传感器

安装位置:汽轮机汽缸、转子叶片、高温管道、密封腔体等高温运动/密闭部位

核心监测内容:非接触式实时监测机组高温部件表面温度,捕捉瞬时温度突变、局部过热、温差异常。

解决问题与行业痛点

1. 弥补接触式测温局限,针对叶片、高速旋转部件、密闭腔体无法贴装测温的盲区,实现无接触精准测温;

2. 快速捕捉局部过热、热膨胀不均、结焦过热等隐患,提前规避热变形、动静摩擦、部件高温烧损问题;

3. 适配石化高温、粉尘、油污恶劣工况,稳定监测机组热态工况,保障汽轮机启停、变负荷过程热安全可控。

DVDSEN300 润滑油状态传感器

安装位置:汽轮机润滑油管路、油箱油路系统

核心监测内容:在线监测润滑油含水率、粘度、介电常数、油液污染劣化程度,实时判断润滑油品质状态。

解决问题与行业痛点

1. 解决传统定期油液化验滞后问题,实现润滑油劣化、进水、污染的实时预警;

2. 精准预判油膜失效、润滑不良隐患,从根源规避轴承烧瓦、轴系磨损、振动异常等故障;

3. 指导按需换油,避免过度维保或油品失效带病运行,大幅降低运维成本与设备故障风险。

IN‑SDG 信号处理边缘计算采集仪

设备作用:整套系统核心数据处理终端,统一接入所有传感器信号,实现现场边缘计算、信号预处理、数据汇总、故障分析、阈值报警、数据上传。

核心功能与价值

1. 统一接入D8081轴振位移、311AT温振、TH742红外温度、DVDSEN300油液多类信号,解决多设备数据割裂、无法联动诊断的痛点;

2. 本地边缘计算,实时频谱分析、趋势研判、故障预诊断,响应速度快,可就地触发报警、联锁保护,杜绝数据延迟导致的安全事故;

3. 标准化数据输出,适配石化DCS、TSI、设备管理平台,实现数据可视化、运维数字化,支撑设备全生命周期预测性维护;

4. 抗干扰能力强,适配厂区复杂电磁、高温油污环境,保障整套监测系统长期稳定运行。

方案整体应用价值

1. 全维度立体化监测D8081监测转轴本体、311AT监测轴承机壳、TH742监测高温部件温度、DVDSEN300监测润滑油品质,搭配IN‑SDG采集仪统一运算分析,覆盖汽轮机机械、温度、润滑、轴系全部核心运行参数。

2. 提前预警预诊断:捕捉早期隐性故障,提前预判设备劣化趋势,规避突发停机,保障石化装置长周期连续生产;

3. 适配行业严苛标准:防爆、抗干扰、耐恶劣工况,完全满足石油石化安全生产规范;

4. 降本增效提质:减少无效大修、降低设备故障率与运维成本,规避停产损失,最大化机组节能稳产效益。