在线监测技术范文第1篇

环境监测技术是以环境为对象，在物理、化学和生物技术的支持之下，对染污物进行定性、定量的系统分析，它相较于传统的环境监测技术而言，运用了电子信息辅助技术，可以构建环境质量管理在线监控指挥系统，在计算机通信技术的支持下，实时地传递监测数据，并对各个分散监测点的数据实施信息采集、分析、处理和共享，形成一套综合性的环境质量管理在线监控指挥系统，实施有效的城市环境监测工作和污染控制。

1环境质量管理在线监控指挥系统的概念及分类

环境质量管理在线监控指挥系统涵盖了环境质量管理的多种要素，如污染源在线监测、主要水域水质在线监测、城市空气质量在线监测、城市噪音质量监测等，在这个环境质量管理在线监控指挥系统下，可以实施自动采样，对污染源实施有效的监督和管理。环境质量管理在线监控指挥系统可以划分为以下几个类别：①空气质量在线监控管理系统。空气质量在线监控管理要由统一的中心站实施控制，对分散的子站进行自动连接，监测空气污染的因子的浓度与时间、空间之间的关系状况，并且可以实施对同一区域内多点的同时连续监测，从而获取准确的大气污染信息。②水质在线监控管理系统。对于水质的污染状况的监控和管理较为困难，由于水环境中的污染物种类较为复杂，在监测时需要进行化学预处理，在采水设备、水质污染监测仪器和检测仪器的应用之下，要运用电子信息技术进行监测数据的传递和管理。③烟气在线监控管理系统。烟气在线监控管理系统主要以烟尘、二氧化硫、一氧化氮为监测对象，在线记录烟气中污染物的实时浓度，系统对于大气污染源烟气的排放量要进行自动采集、记录和监控，实现对烟气环境的数据传输与处理。④环境在线监控和调度指挥中心系统。城市环境中存有各种污染源，这就需要各类在线监测系统数据的监测中心，进行集中统一的管理，要在电子通信技术之下，对前端监测点的实时监控数据进行传输，由监控中心系统对基础数据进行实时的显示，从而实现对环境在线监控和指挥的无缝对接。

2环境质量管理在线监控指挥系统的总体要求及原则

2.1先进性原则

环境质量管理在线监控指挥系统要利用先进而成熟的计算机软硬件技术，采用B/S模式结构的中心软件，在无线数据传输和数字扩频微波传输方式的支持下，运用先进的信息备份技术、集中管理技术、灾难恢复技术、超短波无线数据传输技术、GPRS/GSM通信技术等，提升系统的传输性能和抗干扰能力。

2.2通用性原则

环境质量管理在线监控指挥系统要充分考虑其可扩充性和可维护性，用模块化的构造和参数化的方式，对系统的硬件进行配置、删减和扩充等，从而使系统具有良好的可移植性，并且在参数的定义和生成方式之下，使系统的功能具有普遍适应性，可以支持多种新的应用。

2.3成熟性原则

环境质量管理在线监控指挥系统是基于无线数据传输之下的成熟技术，广泛地应用于电力、供水、环保等领域，具有快速的传输速率以及安全可靠的性能。

3环境质量管理在线监控指挥系统的软硬件平台建设

3.1硬件平台设计与建设

3.1.1在线监测系统前端仪表

这主要有废水排放在线监测系统和废气排放在线监测系统，其中：废水排放在线监测系统采用先进的在线监测技术和设备，对污染源的排放状态实施在线监测，主要监测参数有：化学耗氧量、流量、氨氮、pH值、重金属等。废气排放在线监测系统重点监测烟气中SO2、NOX、CO以及颗粒物的排放浓度，主要选用颗粒物测定仪设备，对废气排放浓度进行监测。

3.1.2通信系统在环境质量管理

在线监控指挥系统中，电子通信技术系统主要采用无线、有线和IP网络的方式，可以选择多种传输方式，如GSM/GPRS、无线数据传输专网、数传电台、电话线等，这些电子通信技术各有其优劣势，可以进行选择式的使用。

3.1.3指挥中心系统

这是环境质量管理在线监控指挥系统的核心和首脑，它对于污染源数据的功能在于分析和指挥全局，其硬件设备主要有中心数据通信机、数据采集工作站、投影设备、网络交换机等，对于在线监测数据的处理具有快捷处理和存储稳定的功能。

3.2软件平台设计与建设

3.2.1在线监测中心软件系统的设计

①数据采集传输平台。它是在线监测系统的基础，它的功用在于实现监测数据和图像的数据存储，并提供控制功能和应用程序的平台，实现对系统的远程监测与控制。在这个平台上，主要是采用TCP/IP的方式加以实现，具体运用GPRS和ADSL两种不同的方式，从而保证系统平台的实时、快速地响应。②数据库平台。它是系统平台的核心，对分散的各监测点的监测原始信息可以实现实时的监测、统计和分析，并生成图表，用于数据显示和数据查询，需求者可以通过WEB浏览平台，实现基本数据的应用与共享，在提供相应的数据格式接口的条件之下，采用XML的形式，整合各种业务数据资源，达到数据的统一存储、备份和恢复的使用目标。③应用程序平台。在这个系统平台之下，采用统一的用户认证服务方式，实现监测数据浏览、管理与控制、信息配置管理的功能，在简洁而便捷地应用程序平台界面之下，对基础数据进行统计、分析和处理。④WEB浏览平台。这个浏览平台是一种便捷的体现方式，它在授权的安全认证方式之下，实现浏览功能，它集成了业务部门的基本性功能，也添加了排污申报、排污收费、项目审批等模块，生成了实时数据、实时曲线、汇总图表等，最终实现信息资源共享的电子化工作模式。⑤系统接口平台。为了实现数据的同步传输，要转发约定格式的数据，确保其同步、无误上传，由此可知，这个系统接口平台的可扩展性和强大的灵敏性特点，在这个系统平台上，可以通过特定部门的不同要求，自动生成特定格式的文件，并在网页方式下实现传送和添加功能。

3.2.2不同子系统的设计与建设

①污染源在线监控子系统。在这个子系统之下，需要建构以下几大模块，即通信采集模块、数据管理模块、数据报表模块、网页浏览模式、GIS显示平台、视频监控平台，实现对污染数据的处理和分析、上报、数据补调等功能。②空气质量在线监控子系统。这是在集成系统之下，实现组网通信，构建智能化程度较高的空气自动监测数据处理中心，从而提升和优化空气自动监测的可持续发展能力。③噪音在线监控子系统。这是在国家环境监测技术规范之下，对环境噪音进行监测、评价、，对噪声数据进行自动采集、存储和传输，最大程度地提高噪音监测的精度、频度。总之，环境质量管理在线监控指挥系统可以确保数据信息的原始性和可靠性，在科学先进而成熟的互联网技术支持下，可以极大程度地减少人为误差，实现不间断的环境质量数据实时采集和传输，从而提高管理控制效能。

参考文献

[1]王金南，秦昌波.环境质量管理新模式：启程与挑战[J].中国环境管理，2016(01).

[2]梁军凤，宋瑞勇，何化平，张鑫鑫，李凡凡，马晓榛.环境质量管理满意度的影响因素和措施探析[J].山东工业技术，2015(17).

[3]杨帆.创新我国环境监测质量管理体系的策略初探[J].资源节约与环保，2015(10).

[4]姜文锦，秦昌波，王倩，万军，吴舜泽，刘培莹.精细化管理为什么要总量质量联动?———环境质量管理的国际经验借鉴[J].环境经济，2015(08).

在线监测技术范文第2篇

一、污染源在线监测监控系统建设的必要性

污染源在线监测监控系统是利用现代监测技术、信息网络技术和自动控制技术对排污单位实行全程监督控制的管理系统。建设我县污染源在线监测监控系统是县委、县人民政府落实“十一五”节能减排任务、改善环境质量的重要举措，是改变目前重环保设施建设、轻环保设施管理的具体措施。建设污染源监测监控系统，通过自动化、信息化等技术手段更加科学、准确、实时地掌握重点污染源的主要污染源排放数据、污染治理设施运行情况，及时发现并查处违法排污行为，对于确保污染减排工作取得实效，切实改善环境质量具有十分重要的意义。

二、污染源在线监测监控系统建设的目标

到200*年底，在全县25家主要排污企业的排污口或污染治理设施上安装污染源在线监测监控设备，同时配套建设县级监测监控中心（县环保局监控平台），实现对主要污染物排放的在线监测、视频监控和污染源管理一体化，最终形成省、市、县、企业四级联网监控，保证污染物总量控制和减排制度的实施。

三、在线监测监控系统建设的原则

（一）符合规范原则：按照国家环境保护总局令第28号《污染源自动监控管理办法》和相关技术规范要求，实现省、市、县及企业四级联网和污染源数据的传输和数据共享。

（二）灵活建设可扩展性原则：根据我县的实际情况，按县级监控中心配置，既考虑与原有监测监控设备的衔接，又突出可扩展性，考虑支持与12369环保投诉受理中心、县局环境保护网、应急指挥中心等的进一步整全、集成和其它业务的拓展运用。

（三）先进实用经济性原则：采用较为先进的技术指标，确保在一定时间内不落后。紧密结合全国环保实际，结合我县环保工作的特点，确保系统使用简便、功能完备，运行稳定，维护及管理便捷，费用经济。

（四）安全可靠性原则：在符合国家相关规定和国家、行业标准要求的同时，要具备较高的安全性保密性，强化存储备份，确保可靠运行。

四、在线监测监控系统建设的内容

新平县污染源在线监测监控系统主要由三部分组成：在线监测监控系统平台（县环保局监控中心）、现场在线监测监控设备（企业监测监控设备）和智能环保监控仪(企业数据采集、传输设备)。

（一）在线监测监控系统平台，由三部分构成：

1.污染源在线监测监控系统软件。为与省、市环保局联网，采用云南环保在线监测监控信息管理系统。软件平台负责对监测信息进行接收、分析处理、和应用，提供人机处理界面，软件系统采用C/S模式，即服务器端安装在县环保局信息中心机房，客户端安装在环保业务部门或企业监控室微机上。

2.支持通信和数据存储交换的硬件设备。包括通信网络、数据交换设备和运行中心数据库的数据库服务器。安装在排污现场的数据采集与传输设备将采集到的各种监测（监控）数据经过加密后通过Internet公网自动发送给污染源在线监测监控系统软件服务器部分，服务器程序自动将数据解包，在判断数据的有效性后，将有效的数据存储在数据库服务器上。在Internet公网与数据库服务器之间，以及数据库服务器与各个客户端之间通过数据交换设备连通。

3.系统显示大屏幕。作为一种数据手段，系统显示大屏幕将显示在客户端计算机小屏幕上的系统平台界面放大，使用户能够更加直观和清晰地查看各种监测数据。

（二）现场在线监测监控设备：

1.监测设备主要分为污染源废水在线监测和污染源废气在线监测。废水在线监测通常包括如下几个指标：废水流量、PH、化学需氧量、总磷和总氮。废气在线监测通常包括如下几个指标：烟气流量、二氧化硫、氮氧化物、烟尘、含氧量、温度和烟气压力。

2.监控设备主要是监控污染防治设施运行情况，通过传感器利用通信网络远程实时获得污染防治设施的运行状态（开机、关机）。

（三）智能环保监控仪：

为与省、市环保局联网，企业远程数据传输，根据云南省环保局《关于在全省安装数据采集与传输站的通知》（云环发〔20*〕256号）文件要求，统一采用青岛环科测控仪器有限公司云南分公司的智能环保监控仪作为数据采集与传输站（联系电话：*；地址：*市*路33号*A座2单元1704室）。智能环保监控仪的主要功能包括数据采集、数据存储和通信。

1.数据采集。该仪表通过接线端子接入8路4-20mA标准模拟信号和通过标准RS232串口接入数字信号。污染源废水监测通过模拟信号接入，污染源废气监测指标数据通过RS232串口数字信号接入。

2.数据存储。智能环保监控仪将采集到的监测、监控数据加密后自动存储在仪表内部芯片上，数据可以保存一年。即使环保局上端系统平台数据库崩溃也可以通过智能环保监控仪再次获取过去的监测数据。

3.通信。安装在排污源的智能环保监控仪与安装在环保局的系统平台之间的通信采用无线方式（中国移动的无线通信网络）。

五、在线监测监控系统的功能

（一）监测基本信息设置和管理：污染源废气、废水监测指标设置、监测参数设置、监测时段设置、报警阀值设置、数据传输方式选择设置、现场监测仪器设备工作参数设置、监测权限设置等。

（二）废气、废水监测数据接收、显示、存储。监测点超标报警、掉电报警。

（三）数据统计、数据分析、数据曲线图、数据报表生成(日报、周报、月报、季报、年报）、导出与打印。

（四）监测点瞬时监测数据调取，定时监测数据查看。

（五）调取监测历史数据。

（六）全县电子地理地图，实时显示监测点空间分布。

（七）根据实际需要进行功能扩展，增加功能模块，系统留有模块接口。

六、在线监测监控系统建设的资金预算及来源

系统建设资金按“谁污染，谁治理”的原则，采取政府投入和企业自筹相结合的方式解决。

（一）县级监控系统平台建设，经预算共需经费40万元，由县财政一次性投入，并将每年所需的管理及运行维护费3万元纳入年度财政预算。

（二）企业污染源在线监测监控及数据传输设备作为企业环境保护设施，其购置和运行维护费用由各企业承担，监测监控企业名单附后。

七、建设进度安排及要求

整个工程于200*年5月初启动，7月底投入试运行，11月底前全部投入运行。

（一）在线监测监控系统平台由县环保局负责建设，于200*年5月初启动，7月底前完成。系统平台软件，按省环保局的有关要求采用“云南环保在线监测监控信息管理系统”项目中标单位青岛环科测控仪器有限公司开发的污染源在线监测监控系统软件。其它硬件设施按照相关规定通过公开招标采购。

（二）现场在线监测监控设备和数据传输设备由各企业负责购买和安装，列入新平县污染源在线监测监控企业名单的各企业必须于200*年11底前在规范排污口的基础上，全部安装在线监测监控设备（含流量计），并与县级监控平台联网开始正常运行。县环保局和各乡镇人民政府负责引导、指导、协调和督促企业限期完成设备安装，并按有关要求组织验收后实现与县级监控平台联网。

（三）要加强领导，采取有效措施，切实抓好落实。环保部门作为这项工作的牵头责任部门，要成立专门的工作班子，在抓好系统平台建设的同时，指导和协调好全县污染源在线监测监控系统建设工作；各乡镇人民政府也要建立相应的工作机构，按照属地管理的原则，督促辖区内的企业按时按质完成在线监测监控设备的安装工作；各企业要确定分管领导和具体人员负责这项工作，确保责任、措施、投入三到位。

（四）在规定期限内，环保部门、各乡镇人民政府未按要求完成任务，县人民政府将按照云南省行政问责办法等四项制度进行问责；列入监控名单的企业，未完成设备安装任务或故意不正常运营在线监测监控设施，环保部门将依据《污染源自动监控管理办法》（国家环保总局第28号令）等相关规定予以处罚。

（五）企业新建、改建、扩建和技术改造项目应当根据经批准的环境影响评价文件的要求建设、安装自动监测监控设备及其配套设施，作为环境保护设施的组成部分，与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。

在线监测技术范文第3篇

1光纤传感在煤矿机械设备动态监测应用

针对监测系统的检测频率,构建监测系统的形式一般可以分为离线式监测系统和实时在线式监测系统两种，本文介绍的是实时在线式监测系统。在线监测模式是在设备运行中实时的对设备进行监测。在机械设备中,如压缩机、机录群的工作状态中,在线监测系统可通过安装在机组上的光纤光栅传感器实时的获取机组的状态参数,并对机组的运行情况进行评估,判断机组是否在正常的状态下运行,并对机组健康状态进行长期实时监测监测,确保机组生产的正常运行。实时在线监测系统适用于对生产影响极大,故障率较高的重要设备,依靠监测设备实时或动地巡检设俗状态。可由单机或多机组成系统,其安全可靠性能高。虚线中所包括的硬件为工业生产现场中的机械设备和安装在设备上的N个光纤光栅传感器。设备的状态参数,通过光纤传感技术转变为光波长信号。传感网络前端即生产现场中所采集到的光信号通过光缆,直接把信号送到上位机。由于光信号便于长距离传输,所以上位机和下位机一般都位于控制室内。这样确保了生产现场的无电传感,对于煤矿机械设备的监测而言,无疑增加了系统的安全性能。光信号通过光纤信号解调仪,把光信号解调为电信号。然后通过采集程序和通信模块,把釆集到数据源源不断的发送给上位机。现场所釆集到的数据到达上位机后,一方面通过分析处理,判断系统的运行状态是否正常,起到预警的作用;另一方面选择性的保存于机组数据库中,建立机组状态数据库,方便用于后期查询,也可起到长期监测以及趋势预测的作用。

2在线监测系统设计

2.1系统的总体组成

用于机械装备状态监测的系统在总体构成方而与其他监测系统布箱众多的相似之处,但也存在请多要点的不同,有着属于自己的特点。从大的方面一般需要具有检测模块、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、实时M示和报警模块以及状态评估模块等儿大部分。在对基于光纤传感技术的机械装备实时在线检测特点了解的基础上。

2.2监测系统硬件构成

监测系统由硬件部分和软件部分构成,其硬件部分由各种传感器、光纤光栅振动解调仪、网络通信设备和计算机等构成;软件部分由各种硬件设备驱动、控制、通信软件以及机械设备状态监测专家评估软件,同时还包念对所测量的数据进行处理的数据库管理软件等组成。由软件和硬件系统密切配合实现长期健康监测及状况评估功能。

2.3系统软件构架与实现

根据机械装备动态在线检测特点以及光纤传感技术的独有特性,在研究了振动信号的数据处理方法、数据库设置和基于此的典型部件故障诊断方法的基础和前提下,通过软件编程将光纤光栅机械装备监测系统予以实现是非常可行也是十分必要的。机械设备状态监测系统软件主要包括:数据解调、信号滤波、振动有效值计算、结果的输出和保存等部分。软件部分主要是通过时域及频域分析,得到振动烈度、历史趋势图、3D谱线图,为机械设备状态监测和故障分析提供有用数据。在光纤光缆机械设备动态监测系统的主界面可以观察到被检测的所有的机械装备的运行状态，而且可以在将温度报警和振动报警分开提示，这样有助于工作人员对设备的故障进行初步判断，避免造成不必要的慌乱。另外，工作人员也可以用过双击主界面中的设备来查看其对应的运行状态和记住编号。进入具体机组状态监测界面后,可以分别看到该机组所有监测点的实时状态以及所有被监测点的振动总值和温度的实时数据,并以棒图的形式直观显示出来。这种多样选择的方式有助于提高工作效率，是其更加人性化。

3状态评价及报警设置

由于检查设备和检查对象不同，从而采取的检查手段也不尽相同，所以对设备状态的评估方法和报警设置也存在着不同的要求。

3.1评估方法

1）类比判断标准。

当监测系统或对象中出现两台或多台相同型号的监测对象时，要使用类比判断标准，通过对比同型号不同设备的状态参数来判断设备的安全状态，特别适用于不易或无法获得设备的健康状态参数的情况下。

2）相对判断标准。

此判断标准就是将设备的历史监测数据作为该设备的健康档案，从历史数据中来直观的展现设备的里历史趋势，通过数据的对比判断设备偏离健康状态的参数程度。

3）绝对判断标准。

绝对判断标准是最常见的监测方法，即以标准中的参数作为绝对标准，将所测的参数与标准参数进行对比。通常把标准中的参数设置为绝对报警值。

3.2报警设置

1）相位报警。

一般相位报警多个传感器联立来完成，如当两个传感器所测得的数据频率之间的理论相位或既定相位差为α，当相位小于或大于时系统就发出报警声提示。

2）振动总值报警。

振动总值报警就是当设备参数值达到了振动总值是报警的方法，也是最常用的方法。振动总值表达式一般是以振动烈度作为标准，及即是振动速度在测量频带内的均方根值表示振动的大小。根据检测量的不同,振动烈度的公式可表达为

3）频段报警。

在振动总值报警的基础上，将振动频率细化，对各个谐波频率分别监测的方法就是频段报警。因为在机械设备故障中存在振动总值不变,但各个频率振幅此消彼长，不同的故障对应着不同的频率的现象,因此对设备设置频段报警具有着重要的意义。首先依据设备的特征来确定测点的频率量程，然后根据各个频率的起始值和高频值的截止频率以及各个频段预警值与报警值的大小来制定设备各频段的报警方案。

4总结

在线监测技术范文第4篇

一、背景

随着电力体制改革的深入，发电厂对发电成本的控制越来越严格，如何合理的减少维修费用，同时有效提高运行安全性己是当务之急。汽轮机、锅炉等主机虽然是关键设备，但其制造技术已较成熟，监测技术也较完善，故其可靠性都比较高，由于火电厂系统复杂，而一些辅机设备往往是火电厂设备状态监测的薄弱环节，是造成机组非计划停机的主要原因之一，保证辅机设备的安全运行是电厂日常维护和维修的重要内容。同时，任何一个系统或主要辅机设备的故障都会影响电厂的经济性，造成发电成本的增加。因此，开展火电厂辅机状态监测工作，保证火电机组主要辅机设备良好的运行状态，达到优化检修的目的，具有十分重要的意义。

近年来，针对辅机部件的状态监测和诊断技术的发展十分迅速，辅机部件（电动机和转动部件等）的状态监测技术已经成熟。主要的技术包括：

1.振动诊断技术；

2.油液分析技术；

3.红外线设备诊断技术；

4.超声波泄漏监听技术。

振动监测技术主要是应用在线和便携式振动监测仪器，对设备的振动频谱进行连续或经常性检测，以分析设备的振动特性，判断运行状态变化趋势，为设备的运行和维修提供信息。

油液分析主要是对润滑油的成分、污染度、机器磨损状况进行检测，以掌握润滑油的变质情况，判断磨损状态变化趋势，为设备的运行和维修提供信息。

红外线设备诊断技术主要是使用便携式红外线检测仪，对电机设备的外壳超温状况进行检测，以发现设备的超温部位，采取及时维修措施。

声波泄漏监听装置，也是利用超声波的特性，对设备发出的微小泄漏声音进行检测，以找出设备的泄漏部位，采取及时维修措施。

国外辅机部件状态监测技术的发展已经成熟，监测装置和分析软件也比较先进，在国内电厂的应用越来越普遍。但在应用中发现，这些监测技术往往是独立的，主要是针对具体部件点的状况，并不能够全面监测辅机系统的状况；一般不能够全面综合的分析设备变化趋势，即不具有综合诊断故障功能。如何给出设备的整体状态诊断结果，为维修决策提供更全面的支持依据，有必要进行进一步的研究。

二、辅机状态检修关键技术研究简介

该研究项目是国家电力公司状态检修课题的子项目，并作为与福建省电力有限公司、福建省电力试验研究院和厦门华夏国际电力发展有限公司合作课题，列为福建省电力公司2000年研究课题。

主要研究内容包括：

?辅机状态检修模式的探讨；

?辅机状态监测技术的选择与实施；

?系统安全性监测技术的开发；

?系统运行经济性监测技术的开发；

?辅机状态综合诊断系统的开发；

?依托工程电厂实施；

通过3年的努力。福建实施项目已经基本完成，并通过了福建省科委组织的鉴定。太仓电厂实施项目仍在进行中。

1.辅机状态检修基本模式的探讨

研究表明，辅机的维修类型主要包括：设备故障导致功能下降而维修，系统安全性下降导致的维修，系统性能（经济性）下降导致的维修等三个方面。以往的监测技术，主要注重辅机部件点的状态变化，而在系统层面上的变化没有给以重视，显然是不合理的。

目前在国内推行的辅机振动状态监测方式包括在线和离线两种，在线方式费用高，信息量大，已在山东等一些电厂采用。而离线监测方式实际上早已在电厂普遍采用，近年来随着监测仪器的性能提高，离线监测的准确性已相当高，完全可以满足设备状态监测的需要，因而没有必要采用在线方式，同样可以达到满意效果。

为此，热工研究院设计了辅机设备离线与在线相结合，安全性监测与经济性监测相结合，设备监测与系统监测相结合的新模式，即：

离线设备状态监测

＋在线系统安全性监测

＋在线系统运行经济性监测

＋综合故障诊断与维修决策支持

该模式充分考虑到中国电厂辅机运行状况和状态检修技术需求，力图提供一个完整的中国电厂辅机状态检修整体解决方案。

2.辅机状态监测技术的选择与应用

该课题在厦门华夏国际电力公司300mw1、2号机组主要辅机上进行试点。采用国外成熟的振动监测、油液分析、电机马达监测和红外热成像等多种监测技术，定期对电厂主要辅机（旋转机械设备）的状态进行离线监测，包括有送、引风机、一次风机，给水泵、凝结水泵、循环水泵等。监测的主要内容包括辅机设备的振动、润滑油品质、电机的运行状况，转子笼条断裂、定子和转子间的机械偏心，设备的热像图（温度分布图）等。经过各方两年多的共同努力，监测工作己逐步走向规范，取得了阶段性成果。

在振动监测方面，1a引风机开始监测时，其1号瓦（电机外伸端）、2号瓦（电机联轴器端）的轴向振动逐步增大，超过合格值4.5mm/s，最大分别为10.13mm/s和5.52mm/s，尤其是1号瓦振动接近危险值，严重影响机组的安全运行。根据分析，1号瓦轴承垂直和水平振动均在合格范围内，为1.2mm/s和3.3mm/s，说明引起轴向振动偏大的原因不是由于激振力大引起，分析其频谱图，主要是3倍频和5倍频的分量为主，而且2号瓦存在同样的问题，初步分析为风机转子止推轴承工作游隙过大引起的振动异常。由于1a引风机轴承自投用以来5年没有更换，决定在2002年4月的小修中对1、2号轴承及风机的止推轴承解体检查，确认止推轴承工作游隙过大。经更换1、2号轴承并调整好止推轴承工作间隙后，故障消除，其振动均在合格范围内。

2001年5月，采用电机故障诊断仪对辅机设备进行监测，成功地诊断出2号机组电动给水泵电机出现的笼条断裂故障，电厂据此对电机进行及时的检修，避免事故的进一步恶化。

2001年11月5日和12月10日在电厂1号机辅机，包括引风机润滑和液压系统、一次风机、送风机、凝结水泵、汽动给水泵、电动给水泵、循环水泵共计14台设备的轴承润滑油系统进行取样分析时，发现1a、1b引风机电机润滑油箱内存在大量可见的悬浮硬颗粒，1a、1b循环水泵在推力轴承故障后没有进行彻底清理而残留大量的磨损颗粒，颗粒度检测结果均超过nas12级。由于大量颗粒超过滤芯精度，将会引起滤芯失效和破损，同时滤芯的堵塞会造成供油不稳，影响轴承转动面油膜的厚度，引起润滑不良；另外大颗粒进入轴承转动面间，还会引起磨料切削磨损，加剧了轴承磨损，缩短使用寿命，影响辅机运行稳定性。同时，由于颗粒度基数太大，不仅会掩盖轻度磨损的检测，而且还会堵塞传感器，损坏仪器。为此及时向电厂提出处理建议。进行油箱滤油处理，跟踪内部颗粒度变化情况。

在红外监测方面，对主要辅机电机轴承进行监测。2001年5月大修后不久发现1a引风机轴承温度偏高。经检查发现由于轴承方向放置不当引起轴的轴向位移导致导油环和甩油环之间严重的磨损，2002年4月份机组小修时更换轴承，故障排除，截至2002年11月，1a引风机的轴承温度有所下降。

3.系统安全性监测技术的开发

辅机系统的安全时电厂关心的重要方面，为此开发了烟风系统、泵组的安全监测系统。如电站风机尤其是轴流式风机，其本身具有较大的失速区，当风机运行在该区域时，风机内气流压力波动剧烈，当气流压力波动频率与叶片本身固有频率成整数倍时，容易引起风机叶片谐振、导致断裂，同时亦造成一次、二次风压及炉膛负压剧烈波动，影响燃烧、导致机组跳机。

各种风机因其叶型不同，其失速区范围亦不同，我们通过冷态试验进行标定，同时建立实时失速报警系统，则当运行点接近失速区时，可提前采取措施。

4.系统运行经济性监测技术的开发

电站风机实际运行状况体现了锅炉运行的烟风阻力特性。而锅炉的烟风系统的阻力特性是随着机组的运行时间的延长而变化的，可通过电站风机的实际运行参数描绘锅炉不断变化的烟风阻力特性，同时显示出风机运行效率的变化，检测表盘开度与实际开度的偏差，为锅炉大修和风机改造提供依据。

可视化的图形专家规则编辑器

?系统体现了电厂专用辅机设备监测的特点，弥补了电厂dcs和mis系统中辅机运行状态监测的一些功能盲点，增加系统安全性、经济性监测功能，为维修和设备安全运行提供决策支持；

?根据电厂设备类别，内置了所需要的计算公式和分析模型，集成了电力专家的知识库，具有诊断功能，

?具有一定的组态功能；

?采用了当前比较先进的多层分布软件开发技术，提高软件的运行速度；

?系统实施方便，稳定可靠、操作方便、扩展性强、界面友好，维护量小。

同时，开发的故障诊断和维修决策支持系统具有远程诊断功能，可采用就地管理＋远程管理的二级管理的模式，在电厂设立一级状态监测工作站，根据不同设备和不同监测技术进行具体的监测工作，并将采集的离线数据输入到故障诊断和维修决策支持系统，这项工作由经过培训的电厂点检人员完成。远程设立设备状态监测中心，通过广域网远程访问发电厂侧的状态监测工作站，对辅机设备的运行状态进行远程监测，利用故障分析和诊断系统对设备的异常数据进行分析和诊断，判断设备状态的发展趋势，并向电厂定期提交短、中长期趋势分析和诊断报告。

三、结束语

通过三年的研究开发，热工研究院在辅机状态检修关键技术方面取得突破，主要包括以下几个方面：

1.通过实际应用，提出并确定了中国电厂实施辅机状态检修的一种新模式；

2.将多种监测技术如振动监测、油液分析、电机马达监测和红外热成像等集成在一起，实现对主要辅机的运行状态综合离线监测，效果比在线监测好，费用少。

3.开发的系统安全性监测系统在线监测辅机整体的安全性，开阔了监测的范围，弥补了单个设备监测的不足，实现了硬故障和软故障的同时监测，具有创新性；

4.开发的系统经济性监测系统在线监测辅机整体的性能，确立了监测经济性而完善维修决策的方法，实现了安全性和经济性综合监测以合理安排检修时间和检修周期新模式，具有创新性；

在线监测技术范文第5篇

关键词：机组状态监测状态检修机组状态监测系统

云峰发电厂在电力系统中的作用主要是担任调峰、调频、事故备用任务，要达到以上目的，要求机组必须具备良好的可靠性和可调性。根据东北公司对水电厂状态检修工作的要求，我厂开展了设备状态检修的前期工作，并与丰满发电厂一道，成为东北地区水电机组状态检修的试点单位。目前我厂已将四台机组的检修及运行历史资料，系统地进行了整理汇编，呈报水管部、电科院。几年来，云峰发电厂的机组检修已由传统的计划性逐步过渡到状态性，检修方式由原来的"到期必修、修必修好"，逐步向"该修必修、修必修好"过渡。在设备的在线监测、状态检修方面初步有了成效。

1水轮机组状态监测系统概述

近年来，水电厂设备的状态检修（亦即预测性维修）工作已越来越受到普遍关注。设备状态检修的必要条件是要进行状态监测和故障诊断。对设备整体或局部在运行过程中的物理现象进行随机或定期检测，就是状态监测。而设备诊断技术则是一种了解和掌握在用设备的状态，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的硬件或软件的综合技术。设备的状态监测和诊断技术作为一种基本手段，为状态监测提供切实依据，以便合理安排维修，确保设备的安全经济运行。

设备状态监测和诊断的关键是在线监测技术，包括信息采集、数据处理与分析、处理意见与决策。有效的在线监测可以随时掌握设备的技术状况和劣化规律，避免突发性事故和控制渐发故障的发生。

实践证明，实施在线监测可以减少设备不必要的停役、降低维修成本、增加可利用时间，从而提高设备的运行维修效益。

1.1机组计划检修存在的弊病

机组状态检修工作实施前，我厂的四台水轮发电机组的检修是按计划检修原则进行的，根据原水利电力部颁发的《发电厂检修规程》中规定的检修周期、检修工期、检修项目等指标，"到期必修、修必修好"，其实部颁规程对机组检修周期、检修工期及检修项目的规定依据基本上是同类设备的检修经验，不具有普遍意义。经过多年的技术实践，我们认识到，这种规定带有较大的习惯性，是一种徒弟学师傅式的方法，比较保守、盲目，但也比较把握，除浪费一些人力、材力、物力、时间外，一般还不致出什么大差错。但从设备检修的目的是消除缺陷，保证设备健康运行这个角度讲，计划检修是不尽合理的。所谓的"到期必修"就是设备运行到某一规定的期限，不论处于什么样的技术状态、有无缺陷一律停机检修。由于我厂各台机组的设计制造、运行状况的不尽相同，即使是同类的设备在相同的运行周期内，也表现出很大的差异性。同时，"到期必修"经常带来不必要的大拆大装，不但造成人、材、物的大量浪费，有时还会把设备拆修坏了，造成"劳而有罪"。

1.2设备状态检修的优势

通过不断探索及实践，我们认识到，状态检修的核心是通过对设备的诊断，摸清设备的实际状况，并以此为依据制订切实可行的检修计划予以实施。状态检修的通俗说法是"该修必修、修必修好"，它所强调的是在"该修必修"的"该"字上，这个"该"字反映了整个检修工作的科学性，它要求决定修与不修，小修还是大修要有充分的事实依据，要经过该与不该的反复论证，不能凭经验行事，不该修的坚决不修，该修的坚决修好，只有这样，才能恰到好处地完成检修任务。

我们还认识到，状态检修比计划检修更符合"预防为主"的原则。计划检修的最大弊端是不能根据设备的实际技术状态决定检修内容，而让计划期限箍得过死，状态检修则不然，它是通过各种不同的诊断手段摸清了设备的技术现状后才决定检修内容的，它可以根据设备的技术状态及运行要求，提前或推迟检修周期，增加或删减检修项目，真正实现检修的目的，并具有最大的经济技术效益。显然，状态检修掌握着消除设备缺陷的主动权，符合设备的运行的发展规律，符合防患于未然的原则。

1.3我厂初期实施机组状态检修后带来的效益

机组状态检修实施前，我厂对反映四台机组的运行状态的参数测定只停留在手工检测阶段，通过定期的试验观察，比照标准，分析设备的技术状况决定检修计划。由于缺乏可靠有效的诊断方法与诊断仪器，使得制订的检修计划不完全有效。1991年，我厂与华中理工大学电测教研室合作，共同研制了第一代bzj1摆度振动监测仪，该仪器于1992年9月安装在我厂的四号水轮发电机组上。受当时技术条件所限，测点较少，同时电测数据与手工测得数据相差悬殊，没有受到现场工人的欢迎。1996年我厂与海南洲立科技公司共同开发了szj水电机组振动测试及数据分析处理系统。该系统由摆度振动监测仪（bzj）、多路通讯控制器（dtc）、数据处理及分析软件包（sfc）三个部分组成，bzj将采集的数据由rs232串口经dtc送往上位计算机，再由sfc进行分析及处理。该系统被安装在我厂的2、3、4号机组上。2000年末，我厂又与深圳洲立达公司合作，共同开发了一号机组机械状态分析及故障诊断系统(szj99)，该系统自成一个系统，与计算机监控系统不相连。该系统的功能较前两代有较大的增强，监测通道由9个增加到17个，在进行巡回检测的同时进行信号波形采集，可录制机组的瞬态过程及波形。该系统在机组机械振动监测及实时分析仪（bzj3）提供的机组振动数据及其特征的基础上，运用理论知识和实践经验，形成机组机械状态分析软件。以便进一步分析机组的机械状况特征和引起异常振动的原因。从而提供机组检修及故障分析的依据或参数。通过系统实际运行中的数据（特别是特况数据）积累，帮助专职人员加强对机组机械特征的深入了解，提高状态检修的水平。通过接入网络系统（此项目前未进行实施），专职人员及有关领导可在远地了解机组的机械状况，以满足水电厂"无人值班"（少人值守）的要求。

采用以设备状态监测为基础的状态检修管理模式后，由于摸清了设备的实际技术状况，我厂目前的机组大修周期已改为4年以上，机组扩大性大修周期已改为10年左右。过去，不管设备的状况，检修周期一到，马上就开始检修，对于设计、制造、安装、维护质量优秀的机组，检修过于频繁不但没有好处，大多数情况是拆下来擦擦油、抹抹灰而已。增加了机组的检修费用、停用时间，降低了机组的可调小时数。现在由于我厂注重了在设备的状态上下功夫，通过掌握机组的状态来确定机组的检修时间和检修项目，最终达到延长检修间隔，缩短检修工期，降低维修成本的目的。按设备状态监测数据及运行情况并对照规程标准制定检修时间及项目，收到了显著的经济效益。如我厂二号机组，在各负荷工况下，从监测仪测得的各项数据来看，均不超过规定值，设备运行稳定，但已连续运行14年没有进行扩大性大修。由于该机组每次小修检查都发现发电机定子铁芯拉紧螺杆折断现象，同时存在水轮机导叶漏水严重的缺陷，需更换导叶轴套，因此根据状态检修的思想，决定对该机组进行扩大性大修，大修后提高了设备运行的可靠性。再如我厂四号机组，投产初期就存在着摆度、振动大的缺陷，而且机组振动区域较宽。实施机组状态监测后，对四号机组存在缺陷的原因进行了深入细致的研究及分析，确定了四号机振动摆度大主要是由于机组轴线引起。通过对该机组进行扩大性大修，取消了推力头与镜板间的绝缘垫，在推力头与镜板间增加了两道密封圈，有效地防止了两者接触面产生空蚀而引起的轴线恶化，同时将推力头及镜板返厂进行了处理，使其各部精度均达到图纸规定，机组投入运行后，各部振动、摆度明显减轻，达到了预期目的。再如我厂的一号机组，2001年进行过一般性大修，机组修后经振动摆度监测仪实测发现励磁机定子外壳的垂直振动达到0.17-0.20mm，水平振动达到0.18-0.20mm，强烈的振动对机组结构部件造成的危害是巨大的，根据该情况，我们及时向主管部门提出扩修申请，并到上级部门说明情况，得到批准。经分解检查发现，机组轴线已恶化，推力瓦（10块）严重磨损，个别瓦面有严重裂纹，推力抗重螺钉及托盘接触面磨损及变形严重，镜板工作面存在划痕，局部位置呈蓝色，系工作时温度过高所致，推力头底面、镜板背面空蚀严重。将推力头、镜板、推力抗重螺钉及托盘均进行了返厂处理，达到图纸规定要求，并对将全部推力瓦进行了更换。

几年来，我们一是通过日常性的机组状态诊断掌握设备的损坏状态与规律，加强每日的设备巡回检查，发现问题及时进行处理，由于机组振动摆度监测系统测点数量的限制，有些部位的振动及摆度不能测到，我们定购了手持式振动摆度测试仪，对机组所有部位的振动摆度均可进行测量。二是通过日常性的维修恢复设备的健康。从上到下摆脱计划检修的束缚，将状态诊断与日常维修结合起来，用状态诊断结果指导维修，用维修实践验证或修正状态诊断技术，从而达到完善状态诊断技术与提高维修水平的共同目的，这样，就有可能为解决设备的老大难问题创造条件，这对于延长机组检修间隔与运行寿命是有好处的，比如，若能成功地解决机组轴线稳定性与水轮机汽蚀损坏两大问题，那么机组的大修周期至少可延长一倍以上，而且可使检修内容大为简化，检修费用大大降低。

2机组状态监测系统实际需求

随着电力系统的日益发展，供电可靠性的高要求与不尽人意的设备故障率之间的矛盾也愈加突出。电力部门期盼实施在线监测能及时发现设备的隐患，从而防患于未然。由于各种原因，设备停役有时难以安排。因此我们实行状态检修与周期性检修相结合的检修原则。而状态检修的一个重要前提，就是实施在线监测，了解设备状态，做到心中有数。

随着我厂"无人值班"（少人值守）的实施，希望在对厂内的各种运行设备（参数）进行监控的同时，增加对设备运行可靠性的监测手段。而"减人增效"、"厂网分开、竞价上网"等现代管理模式的形成和建立，也需要强有力的技术支持。

现役设备或已老旧，或有先（后）天形成的缺陷，还有受到怀疑的一些设备，在线监测可以实时监视其运行情况，一旦发现问题就及时退出。这样，便能最大限度地利用这些设备的剩余寿命。

随着测试技术（装置）的发展和逐步完善，尤其传感技术和信息处理技术的不断进步，为在线监测提供了充要的条件。实施在线监测过程中，我们不仅体会到缩短设备停役时间、减少停电损失，避免过剩维修、延长设备寿命，以及杜绝因试验操作失误可能酿成事故等，还从中积累了经验，促进在线监测技术不断提高的良性循环。

目前在线监测技术已进入实用化、智能化阶段。internet／intranet网络技术的应用，为状态监测与诊断开拓了广阔的技术空间，如远程分布式故障诊断和虚拟故障诊断等，突破了传统的故障诊断的某些技术瓶颈。

电力设备设计、安装和运行管理经验的长期积累，也为专家系统的建立提供了明确、宽厚的多领域专门知识，足以对运行设备的故障、寿命进行分析、判断和决策，以达到建立预测性维修体制的目的。

3机组状态监测系统实施基础

水轮发电机组稳定性是其工作性能的重要指标。而机组工作不稳定的基本表现形式就是振动，这是一种非常有害的现象。较大的振动严重地威胁着机组的供电质量、机组的使用寿命和安全运行。水电机组的振动，多数由于机械、水力、电磁等因素耦合作用的结果，振动机理比较复杂，凭直观判断或简单的测试一般难以找到根本原因。有些故障与运行参数有关，故障出现有一定的偶然性，因此故障特征不容易捕捉。

由于水电机组固有的优势，电网调度中越来越强调水电厂的调峰作用。这就要求水电机组在整个出力范围内具有充分的可用性，即不仅满足于正常出力发电，还要力争改善不稳定负荷区的抗动状态。

水电机组的单机容量在电网中的比重越来越大，其可用度和安全对电力系统和国民经济的影响极大。不言而喻，如时值水电厂弃水期，机组事故检修造成的经济损失就更为严重。

另一方面，随着水电厂双达标、创一流工作和技术改造的不断深入，设备健康水平和自动化程度均有显著的提高，设备管理水平也有长足的进步。这些都为我厂的机组状态检修打下了良好的基础。而且，水轮发电机组故障的发生和发展一般是有迹象的和渐变的，多数有磨损和疲劳特征，即有一个从量变到质变的渐进过程。这就使得利用状态跟踪和趋势分析技术来捕捉故障征兆、实现早期预警变得相对容易，准确性也比较高。

针对上述工程实践中的问题，要对水电机组实行在线监测和故障诊断，实现水电站运行设备监控、维护的高效管理。水电机组运行状态监测是充分发挥水电厂效益的重要因素。

4我厂机组状态监测的现状

4.1目前已安装的状态监测系统如下：

要保证机组安全稳定运行，维持机组良好的运行状态，包含的技术指标非常广阔，光靠以上安装的测量及监测系统还是远远不够的。目前世界发达国家机组状态检修也没有太成功的经验，因为这毕竟是一项相当复杂的系统工程，但机组的状态检修，是以后机组检修的必然趋势。我厂在机组状态检修工作中，只是迈出了一小步，要真正达到按机组的运行状态，有针对性的对机组实施状态检修，今后的要做工作还有很多。

4.2建议建立完善的组织机构，真正把在线监测、状态检修管起来

我厂对机组在线监测、状态检修十分重视，由厂长亲自挂帅，抽调厂各部门的技术骨干力量，由生技部主任、检修及运行主任、生技专工等人员兼职。成立了状态检修领导小组。小组成立后，立即开展了工作，制定了机组在线监测、状态检修管理办法，定期召集小组成员研究机组的运行的新情况，根据机组的实际状况，制定相应的检修周期及检修项目，并负责组织实施、协调及解释。实施中小组成员及时跟踪、吃住在现场，严格按照国家规定的各项规程、制度，把住设备检修的质量关，注重机组的检修工艺标准，各项作业均按本厂制定的标准化作业及规范化管理细则中的有关规定执行。对设备出现的任何问题，机组状态检修领导小组成员必须做到心中有数，以便制定行之有效的解决措施，检修项目、检修工期等的变更必须由领导小组决定，其他人员无权更改。

尽管我们在机组状态检修上作了很多的工作，但还存在着一些管理上的弊病，如机组振动摆度监测装置没有专人管理，放在运行监控室无人管，显示数据是否正常也不知道，没有使装置真正发挥作用。手持式振动摆度测试仪放在班组没有有效地进行管理，使用的时候缺东少西，配件都找不到。

5今后机组状态监测及状态检修设想

5.1机组状态监测对象及目标

总体而言：状态监测系统应包括如下几方面的内容：机组稳定性状态监测子系统、机组效率状态监测子系统、机组气蚀状态监测子系统、发电机运行状态监测子系统和其他系统传输的开关量、模拟量等。并且包括将这些系统整合起来进行数据管理、诊断及网络的状态诊断网络，通过这一网络，则可使电厂各生产单位及管理部门可随时灵活地管理机组状态信息，达到为生产和检修服务的目的，如图1所示：

图1

5.2各部分功能说明

(1)稳定性状态监测子系统部分

此部分系统我厂已经进行了具体实施，在此不再详述。

(2)机组效率状态监测子系统部分

水轮机效率因机型的不同，设计制造水平的不同而不同。在已投入运行的机组中，有的由于设计选造型不合理或在制造安装中存在着缺陷和遗留问题，使得水轮机效率不高。特别是有的机组由于长期处在低效率区或在低水头下运行，严重影响着机组效率的发挥，同时还会造成严重的振动和气蚀破坏。因此需要摸清现有运行机组在运行中的实际效率状况，探讨和解决运行工况对水轮机效率的影响。为了充分利用水力资源、提高水力发电厂的经济效益、实现水力机组乃至整个电网的经济运行，需要对水电厂现场水力机组进行效率监测，实测出水力机组乃至整个水电厂的动力特性，使得各台机组的效率试验成果成为整个电网优化运行的可靠的基础技术资料并指导水电厂经济运行。

水轮机效率的实时监测对电站的经济运行有着重要的作用。水轮机效率的在线监测既可用于机组在安装竣工或大修结束后的现场验收试验，以便检查设计、制造、安装和检修质量是否满足要求，又能通过对机组运行性能进行长期连续监测，提供在不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为确定电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配以及机组的状态检修等提供参考。因此水轮机效率在线监测一直是实现电厂经济技术指标考核和经济运行的一个重大科技攻关课题。随着计算机、通信、信息、测控等一系列新技术的迅速发展和在电厂的应用，给效率在线监测项目的开发提供了成熟的技术基础。当前，以厂网分开为基础的电力体制改革方案已经出台，电力市场竞价上网亦将成为必然的发展趋势。因此，在保证安全运行，满足电力系统要求的基础上，不断提高水资源利用率，设备可用率，减少运行和维护费用，已成为每个电厂迫切需要开展工作，以提高自身竞争力面向市场的重要目标。

在线监测机组效率同机组效率测试是不同的要求，因为水头在生产过程中不可能人为很好地控制，所以在线监测强调的是在实际运行工况下机组不同效率性能的比较和择优，也就是说，在线效率监测并非是为了测得机组的某一确定效率值，而是评价机组在当前蓄水条件和生产条件的约束下，应该采用何种运行方式最为经济，甚至可以实现多台机组的综合经济指标最优。这些效益及显著的优点如果不进行机组在线状态监测是不可能得到的。

另外，效率监测对于机组稳定性监测、气蚀监测及故障诊断是非常好的映证和补充，可以降低误判断的几率，缩短积累经验的周期，如图2为某厂机组运行特性曲线：

(3)机组气蚀状态监测子系统

水轮机气蚀监测能够准确地监测水轮机的气蚀强度，使机组能够在高效率区运行，减少水轮机叶片的气蚀破坏，通过对气蚀量历史数据的累积测量，可以标定水轮机的气蚀破坏程度，准确决策机组的检修间隔，为机组由计划检修向状态检修过渡奠定基础。

反击式水轮机在其运行时，在转轮出口和尾水管进口处往往形成负压，当压力降低到小于气化压力时，水就汽化，在水流中产生许多气泡，气泡随着水流移动到压力较高处，便骤然消失。在此瞬间，水流质点以高速度向气泡中心撞击，水流质点这种高速度的碰撞会引起水压力的增高（有时达几十到几百个大气压），然后被强烈碰撞而压缩的水流质点，又向相反的方向扩散，从而造成气泡处的压力急骤降低。这样就形成气泡中心的压力，在一段时间内周期性的波动。这种由气泡的产生和消失过程中引起的一系列现象称为气蚀现象。根据现代对气蚀的研究，虽说还不够充分，但比较成熟和一致的解释，除上述周期性的压力波动外，还有下列现象：

当压力降低到饱和蒸气压时，水流不仅产生气泡，溶解在水中的气体也以气泡形式选出，这种空气泡会随着水流排出。当气泡的产生和消失发生在固体表面时，水流质点高速度的周期性冲击象锐利的刀尖一样剧烈地打击着固体表面，造成固体表面的机械破坏，称为剥蚀。如果固体表面粗糙，则剥蚀更严重。

此外，气泡受压缩时，由于体积缩小而温度升高，再加上水流质点相互高速度的撞击和对固体的撞击也产生热量，实验证明，当气泡凝结时，所引起的局部温升可达300℃左右，使得冷热固体形成了热电偶，彼此间产生了电流，这是固体表面遭受侵蚀的电化学原因。

综上所述，气蚀是一个综合的物理现象的而非单一的物理量，因此它是不可能通过某一单一的物理量来描述和测量的，而只能通过综合的分析和诊断得到一个评价性的描述，例如：某转轮气蚀严重，在不改变转轮尺寸的情况下仅仅替换转轮的材质，就有可能完全消除气蚀产生的破坏，但这时的水力及机械作用量的测量结果将和原先有气蚀破坏时完全一样，所以气蚀监测的意义就在于评估这种破坏能力的大小或效应，而非测定其破坏后果，当然，也可以通过经验的积累使这两者产生一种归纳上的联系，但这种归纳的理论化和效果描述在目前还十分困难，很难用于推广和预测。

图2

根据气蚀发生的条件，水轮机中的气蚀一般可分为3类：

翼型（叶型）气蚀这是反击式水轮机普遍具有的气蚀现象。水流流经叶片时，在叶片表面形成压力差，使转轮旋转作功。通常叶片的正面是正压力，而背面是负压力，这种负压是转轮作功所必须的，但它又造成了气蚀条件。从理论上讲，这个气蚀条件可从水轮机安装高度上加以解决，所以翼型气蚀产生的主要原因是由于转轮叶片制造中不符合模型要求而引起的。在运行中由于运行工况不良也会引起翼型气蚀。

当水轮机运行在低水头（低于设计水头，特别是在转轮允许的最小工作水头附近）和低负荷运行时，水流经过叶片就会产生脱流和旋涡，转轮出口处每一个叶片形成一个旋涡，再加上整个转轮出口的旋转水流，就在转轮和尾水管进口处形成一个大旋涡（或大涡带）。其旋涡中心产生很大的真空，形成空腔气蚀，这种旋涡以一定的频率在尾水管内旋转，而其中的真空带周期性的扫射在尾水管的四周壁上，结果是一方面造成尾水管壁的气蚀破坏，另一方面产生周期性的压力波，形成强烈噪音，严重时可引起整个机组振动。

在导叶下端面间隙处，导叶关闭时导叶与导叶立面间隙处，以及转轮止漏装置间隙处，当水流通过这些较小的间隙时，流速产生局部增高和压力降低因而产生气蚀，这种现象称为间隙气蚀。当机组在低负荷运行时，导叶开度较小，局部流速增高，压力降低，很容易产生间隙气蚀。

以上三种气蚀对效率和稳定性影响最大的当属空腔气蚀，目前，对空腔气蚀和间隙气蚀均可采用综合分析法准确的判断和监测，即通过测量尾水管压力脉动、尾水管振动、顶盖振动、水导轴承涡动、止漏装置水压脉动、导叶后水压脉动等等这些量的综合分析，可以评估空腔气蚀及间隙气蚀效应的强弱，对于翼型气蚀，其产生的效应频率宽广，必须用涵盖整个音频范围的分析设备和仪器来加以控制和分析，造价昂贵，而且因为翼型气蚀发生的位置对监测效果影响较大，所以对于翼型气蚀仅限于发现其产生，很难评估其破坏能力，因此可知绝大多数可以采用低廉的综合分析法，避免空腔气蚀和间隙气蚀，已经可以产生非常明显的经济效益。

(4)发电机运行状态监测子系统

水轮发电机定、转子空气间隙是一项重要的电磁参数，它对电机的其它参数、运行性能及技术经济指标有着直接的影响。设计选定的气隙值，由于种种原因，在机组安装、试运行以后会发生变化。这些原因包括制造、安装的诸因素和定、转子结构部件受电磁力及离心力的作用，其中尤其与发电机转子结构特征有较大关系。运行中的发电机气隙均匀性直接影响其电气特性和机械性能的稳定，有着不容忽视的作用。

发电机运行状态在线监测系统在线监测发电机定、转子空气间隙，可以直接测量出经过长期运行后定子的变形趋势及大小；转子磁极的松动和结构变形；定转子同心度的定位偏差和改变倾向，以及在正常运行和电气事故冲击过程中动态气隙是否满足安全标准，对于评估发电机的稳定性有着不可替代的和十分重要的作用。

具体的检测过程采用在定子内部贴装薄片状气隙传感器实现，目前已有标准的传感器可购买，效果容易保证。

磁通量测量：大量的定子绝缘故障及转子绕组故障都会伴随着对应空间位置的磁通量变化，正是基于这一原理，可以通过检测发电机定量间隙中的磁通量获得定转子电气状态的直接测量结果。例如：当某一磁极发生匝间短路，则当这个磁极掠过磁通量传感器位置会比其他磁极所产生的磁通量更小，从而明确地定位此故障。又如通过长期监测贴于定子某一位置的磁通量，通过分析其变化规律即可判断定子线棒有无放电、短路等故障，同时对于磁极松动、第二气隙形成等转子机械故障也可以精确的检测，具有很好的实用性。

诊断检修替代传统停电检修的推广，原有的停电试验已不能完全适应电力生产的需要。电气设备绝缘在线监测技术是近年来发展起来的一门新技术，它是在电气设备运行中随时监测分析电气设备绝缘的状态参数，并反馈给运行维护人员，及时发现设备事故隐患，减少不必要的停电检修及破坏性的绝缘试验工作，保证设备的安全运行，提高设备供电的可靠性。

一般机组运行多年后，绝缘材料在机械、热力、电力和环境的作用下会逐步老化，由于绝缘隐患所引起的局部放电，起因于发电机的绝缘老化、放电，定于槽楔中绑线松动造成的断股和槽放电等，这些情况的产生和发展都可能导致发电机绝缘的劣化，传统的停电预试不能保证发电机绝缘在一个检验周期内安全运行，尤其是无法掌握运行中发电机的绝缘放电的状态变化。因为事故的发生及发展都有一个过程，该过程伴随的放电发生与发展过程存在着很大的随机性，绝缘失效的危险也就大大地增加。如果绝缘失效发生，检修的费用是十分昂贵的。电厂可能需要花费数月时间来重绕这台机器，重绕是一项费用高昂且耗工耗时的工作，对电厂来说损失巨大。根据我国历年来的相关统计，100mw以上的发电机（包括水轮发电机和汽轮发电机）每年每百台发生的故障率为7～9次左右（其中1997年为7．59次，1998年为8．67次）。

大部分绝缘老化都会造成局部放电（电晕），即高压绝缘层中的小火花，都可以通过局部放电测试来检测。这种方法是通过检测局部放电脉冲的频率、幅值、极性和相位来评估绝缘系统的老化程度。以往发电机局部放电测试被高强度电子噪声干扰，使得测试结果很难分析，需要高度的专业水平才能做出正确的分析。但是，随着近期高新技术的不断发展，可以消除噪声干扰并将局部放电量化的仪器和传感器被开发出来，使得测试过程的进行和结果分析可以由电站的一般非专业工作人员在机组运行的情况下完成，增强了系统的实用性。致力于通过检测局部放电来诊断和测试绝缘质量和老化程度，有利于延长检修周期，降低检修和生产成本，保证设备的良好状态和提高设备的利用率。

绝缘监测的实用技术基本上是基于对局部放电产生的放电脉冲的监测，比较廉价的方式可以直接监视和分析定子中性点的接地电流或者更完备的增加各相电流及转子电流的波形监测，可以定性的评估出绝缘老化的状态，对于典型的放电能够根据的绕组的电气长度精确定位，昂贵的方案是采用电容式检测法也能达到同样效果，其分析技术要求较低。

(5)其它系统传输的开关量、模拟量等

5.3其它在线监测系统

包括主变在线监测、避雷器在线监测等，这些在线监测系统相对而言分析诊断的自动化水平还不是很高，其测量结果的综合应用也还不是很成熟，数据量也不大，所以可以使用机组状态监测系统的网络及数据管理功能统一规划，简化其系统结构，降低成本。

它们和状态监测网络的联系均采用单向数据通讯，可以有效防止病毒及故障的相互影响，提高可靠性。

5.4网络部分

状态数据服务器提供整个网络访问的数据源，即所有用户均可以在网上实时查看状态监测的结果报告，专门的用户还可以实时的分析和诊断当前的机组状态，所以，此数据服务器为一全自动的冗余数据库，并且具有完全的开放性和扩张能力。

web服务器提供整个网络的访问服务及防火墙，在用户规模和用户访问量较小时也可省略（但性能降低了），主要是完成状态监测网和用户局域网的物理连接，采用浏览服务和tcp-ip通道技术，阻止病毒和破坏性程序的迅速感染。

工程师工作站：作为整个网络的维护、监视和培训设备，可以由专门的值守人员使用，实时的监视和分析整个系统的各类数据。