在线监测系统和试验台

风电专用型油液润滑与磨损在线监测系统

简要描述:

          新一代OCMS-I型齿轮箱润滑与磨损在线监测系统是针对风力发电领域的专用型、一体化、旁路或主管路(可选)、以润滑油为监测介质的在线监测仪。其灵活的机械接口尺寸(口径可变化但精度不损失)可以安装在任何构造的风力发电机组增速齿轮箱的润滑系统中,绝不损害原有管道的流量与压力。OCMS-I具备多样化的监测模块,它可以将监测指标的选择交给用户,以满足不同用户不同的监测指标需求。该产品经过严苛的环境测试以及电磁兼容测试,能够在-40℃至85℃的环境温度下工作,并具备优良的抗电磁干扰、防爆性能、抗瞬态高压的工作的能力,完全胜任监控风力发电机组增速齿轮箱润滑油品质与磨损的工作。采用通用的RS485总线接口,这使该系统集成到任何的其他采集器成为可能,便于用户以及其他监控设备集成商的使用。

          OCMS-I具备国内首屈一指的监测能力,能够监测到最小50um的金属磨粒,并且能够将磨粒按大小分级,这有助于分析齿轮箱不同的工作状态;并结合其特有的润滑油水分、粘度、油液品质(介电常数)、密度以及油温监测,综合判断在用油以及设备磨损状况。

系统特点:

   l   最小50微米铁磁磨粒和150微米非铁磁有色金属磨粒检测能力

   l   磨粒尺寸/质量估计

   l   磨粒数估计并分

   l   润滑油微水含量检测能力

   l   润滑油运动粘度检测能力

   l   润滑油介电常数检测能力

   l   润滑油温度检测能力

在线润滑与磨损监测

OCMS-I是以测量润滑油为介质来反映设备的运行状态,通过对润滑油中金属磨粒(铁磁性和非铁磁性颗粒)、油液品质(水分、介电常数、粘度、温度指标)进行实时在线监测,来反映设备的运行状况以及润滑油本身的理化指标,从磨损过程的早期和故障的初期介入,能够及早发现故障。OCMS-I包含以下功能:

磨粒监测:润滑油中的磨粒是有关磨损状态的重要信息载体, 通过监测、测量和分析机械装置产生的磨损颗粒, 可以得到工作表面的状态, 以及是否可承受进一步的磨损等有用信息, 大多数机器失效期的磨粒特征尺寸, 多在20um--200um 之间。而这些信息是充分发挥磨损部件的工作寿命的重要依据;

粘度监测:粘度,就是液体的内摩擦力,当液体受外力流动时分子间的阻力即为粘度。用它评价液体流动性,它是润滑油的分类分级、质量鉴别和确定用途的重要指标。运动粘度高的润滑油(风电一般使用粘度等级为320的齿轮油)会形成比较厚的油膜,对机械的摩擦会起到保护的作用。为了防止齿轮箱运动零件间的接触面磨损,润滑油必须有足够的粘度,以便在各种运转温度下都能在运动零件间形成油膜,从而使得齿轮箱顺畅运转;

水分监测:润滑油中混入水后,会与水发生亲合作用而使油液乳化生成乳化液,降低了润滑性能;同时水与润滑油中的硫、氯离子作用生成硫酸和盐酸,将加速润滑油的劣化,使润滑油失去润滑作用;

介电常数监测:介电常数是整体反映在用油整体品质的指标,通过实验结果表明:随着润滑油含水、总酸值、含铁的增加,润滑油介电常数变化趋势一致。故使用介电常数作为评价润滑油衰变程度的综合指标。

技术参数:

磨损检测:

  l  最小50微米铁磁磨粒和150微米非铁磁有色金属磨粒。

油液检测:

  l  微量水分监测  0-500ppm

  l  油液运动粘度  0-450Cst40℃)

  l  油液介电常数 1-60-100%油液性能

  l  油液密度 0.65-1.5g/ml

  l  油液温度 -40-150

通信方式

  l  RS485通信协议

工作温度

  l  -40---85

供电

  l   24V/ 5W


监测精度:

介质

铁磁性颗粒尺寸范围

非铁磁性颗粒尺寸范围

检测率

齿轮箱油

50μm~100μm      

150μm~200μm

85

100μm~200μm

200μm~400μm

90

200μm~400μm

400μm~800μm

90

400μm~800μm

800μm~1600μm

90

800μm以上

1600μm以上

95

水分监测:       

        精度---示数的10%或10ppm      分辨率---0.1ppm

粘度监测:

        精度---量程的±10%       分辨率---1cst

介电常数监测:

        精度---量程±3%        分辨率---0.1

密度监测:

        精度---量程的±3%    分辨率---0.1g/ml


检测原理:

     磨损检测采用电磁感应原理,不受油中气泡影响。用于检测油中铁磁性颗粒以及非铁磁性颗粒的大小与数量;

     粘度检测采用采用音叉式谐振原理,用于检测油的运动粘度;

     水分检测采用感湿电容原理,用于检测油中微水含量;

     介电常数检测采用高分子薄膜电容原理,用于检测油的介电常数值。

实施方案

       在风机机舱内部,OCMS-I在线润滑与磨损监测传感器通过RS485接口将信号发送至OCMS-L信号采集箱(也可接入其他采集器),采集器通过网线或者光纤方式将,数据通过光纤环网发送至总控室服务器,总控室服务器接收并存储油品在线监测数据。总控室服务器作为客户端,向远程集控中心服务器发送数据, 远程集控中心服务器作为保存数据端,并且在客户端PC上安装风场油品监控软件,用户在监控软件上查看数据。

安装方式:

    OCMS-I是一体化的润滑油品质与磨损在线监测传感器,它以串联的方式接入齿轮箱润滑系统的油路中,通过将齿轮箱磨粒、润滑油粘度、水分、介电常数等指标进行检测后,只通过一个RS485接口将各个参数传输给采集器,方便外部采集器采集,省去了开放多个接口的麻烦。OCMS-I安装在齿轮箱出油口与油泵入口的管路之间,通过简单的油路改造即可实现监测。安装图示如下:

配置选择:

配置

名称

备注

说明

机舱

齿轮箱磨损监测功能

每台风机一套

 

润滑油粘度监测功能

润滑油水分监测功能

润滑油介电常数监测功能

油路改造装置

OCMS-L采集器主机

也可自行选择采集器

主控室

服务器与显示器

每个风场一套

也可以自行开发软件

服务器系统软件与数据库

分析与图形化监控软件