振动管理：监视和保护冷却塔组件的五个选项
测量和管理振动的传感器和系统的指南。静音
当一台机器运转时，它就会振动。如果进行测量和分析，则该振动的频率和幅度可以帮助您了解机器的状况。使用适当的工具，这些振动信号可以警告人员，甚至在情况恶化或事件发生时关闭设备。振动监测设备可用于维护预测，并有助于防止损坏机械和组件。
所有者必须确定足以保护冷却塔和所支持过程的振动管理水平。本文确定的五个选项可以帮助监视和保护冷却塔组件免受振动的潜在破坏性影响。
定义
对组件和振动术语的基本了解有助于选择适当的振动监视选项：
振动分析人员可以根据振动的频率（发生的频率）来识别振动源，并根据振幅（振动的量）来确定振动的严重性。
换能器是一种将一种能量形式转换为另一种能量的装置。
加速度计是振动测量中常用的一种传感器，它会产生与施加到其上的加速力成比例的电荷。加速度计可能非常敏感，并且会为同时发生提供输出信号。
在低速输出/风扇轴（左）和高速输入轴附近的齿轮驱动器上安装了两个加速度传感器。该布置可以用作振动管理程序的一部分。
速度计是一种加速度计，具有车载电子设备，可将数据集成到速度单位中。
信号调节器/发射器是固态电子设备，可以包括集成换能器或连接到单独的换能器。其目的是将原始信号转换为与整体状况成比例的幅度测量。对于简化基本趋势，警报和/或停机的信号很有用。如果需要很长的电缆以将传感器连接到辅助系统（例如工厂SCADA（监控和数据采集）系统或DCS（分布式控制系统）），这也很有用。
FFT（快速傅立叶变换）将振动波形从时域（时间与幅度）转换为频域（频率与幅度）。该过程的结果大大简化了对振动频率及其相关振幅的识别。时间波形图和变换后的频谱数据的图形示例如图1所示。
图1
振动分析是分析人员使用测得的振动响应评估系统状况并提出适当建议的过程。
振动管理选项
选项I：机械振动开关
机械振动开关是管理振动的最简单方法。开关通常安装在机械设备支架上，并连接到电动机启动器电路。如果它实现了超过设定点（通常为1g）的振动事件，它将“跳闸”。可以设置这些开关，以便跳闸启动警报以警告系统操作员和/或自动关闭设备。
通常安装在机械设备支架上的机械振动开关是管理振动的最简单方法。
机械惯性开关在一个方向上“感知”加速度。它们是减轻潜在的过度振动造成的损坏的良好第一步，但它们不是监视设备。他们不测量振动或收集数据。相反，它们会对指定的加速度水平做出反应。在许多情况下，要防止失败可能为时已晚。在这种情况下，该开关旨在通知操作员，以便他们可以检查机械设备并防止进一步的损坏。操作员应等到诊断出问题后，才能重置机械振动开关。
注意：在冷却塔启动期间，通常会暂时提高振动水平。
选项二：电子振动开关
这些开关比机械开关具有重要的优势。的升级的固态电子版利用加速度计或速度计来更精确地测量振动量。两线制固态开关结合了电源和控制功能，也可以安装在齿轮驱动器上，以进一步确保可靠的传感并与变频驱动器良好协作。由于固态开关是密封的，并用不锈钢制成外壳，因此它还可以更好地承受恶劣的冷却塔条件。在许多电子振动开关中，换能器可以集成到开关外壳中，也可以集成到外部，并通过电缆连接到开关。一些开关会生成一个整体的比例信号（4-20 mA），用于工厂管理与DCS或SCADA系统的连接。此外，BNC端子允许将传感器的原始信号传输到分析仪。
注意：电子开关的重要选项是跳闸延迟功能。此功能具有可调节的延时计数器，一旦超过预设的振动水平，该计数器将启动。如果在延迟结束时振动仍超过极限，则跳闸接合。这允许克服瞬态振动事件，例如启动。
选项III：带或不带信号调节器/变送器的加速度计或测速仪
升级后的固态电子振动开关可以直接安装在齿轮传动装置上，以更准确地测量冷却塔中的振动量。
要从冷却塔齿轮箱收集数据，必须关闭电池以安装传感器，然后重新通电以收集数据。然后，必须重复该过程以便取出换能器。为避免这种情况，可以将换能器永久安装在冷却塔单元内。通过避免代价高昂的停机（降低冷却塔容量和占用人力），从而节省了资金。为了简化过程，可以为振动分析仪安装一个用作中央连接点的开关或接线盒，使他可以通过一个开关从多个加速度计收集数据。可以更快，更频繁地收集数据，以提高可靠性。当分析人员希望定期收集数据时，建议使用此选项。
这些换能器可以被供电并配备有信号调节器，用于将整体比例信号传输到单独的系统。此外，永久性换能器可以与选项I或选项II结合使用，以向基本保护系统添加分析功能。
方案四：监视系统
当需要频繁收集数据并且难以到达收集位置时，监视（监视）系统是一个不错的选择。这些系统每天定期几次自动自动“轮询”换能器以获得总振幅值。幅度变化可能表示需要预防性维护人员进行调查的状况。
这些系统收集的数据通常存储在数据库中以进行趋势分析。如果振动超过操作员指定的水平，某些监视系统可以自动关闭设备或发出警报。
该系统可以包括自动通知功能，该功能通过电子邮件或移动应用发送警报。无线系统越来越流行，但可能没有像传统的有线系统那样快速地轮询和传输信息。
方案五：保护制度
计算能力的进步使保护系统成为监视系统的经济高效升级。它们还具有额外的好处，即可以几乎连续地跨设备上安装的所有传感器收集数据。当系统故障带来严重后果时，保护系统可能是一项不错的投资。
摘要
保护系统或监视系统等更复杂的设备可提供分析维护需求并减少停机时间所需的数据。
振动开关通过在过度振动发生时报警和/或关闭设备，为减轻风险提供了良好的第一步。更复杂的设备可提供分析维护需求并减少停机时间所需的数据。监视和保护仪器为关键系统提供了额外的降低风险和维护计划的工具。
无论使用哪种振动监测系统，都必须积极管理振动响应数据，以使其有用。收集的数据显示了传感器对振动的反应，而不是机器的实际运动。因此，正确安装，连接和校准传感器至关重要。最后，没有任何自动化水平可以代替训练有素的分析师。知识需要在冷却塔系统组件和振动监测设备的边缘安装和连接监测工具，然后收集，维护和解释振动数据。只有这样，数据管理才能提高组件的可靠性并减少停机时间。
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