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Application clé du capteur de vibrations dans la production d'énergie thermique
La production d'énergie thermique, l'un des principaux moyens de production d'électricité dans le monde, exige un fonctionnement sûr et efficace de ses équipements. Les capteurs de vibrations, dispositifs de surveillance essentiels, jouent un rôle irremplaçable dans les centrales thermiques. En surveillant les vibrations des équipements en temps réel, ils constituent une base essentielle pour l'évaluation de leur état de santé, le diagnostic des pannes et la maintenance préventive. Ils garantissent ainsi le fonctionnement stable des centrales thermiques, améliorent l'efficacité de la production et réduisent les coûts de maintenance. Capteur de puissance thermique
Le principe des capteurs de vibrations
Les capteurs de vibrations sont des dispositifs qui convertissent les vibrations mécaniques en signaux électriques selon des principes physiques. Selon leur principe de fonctionnement, les capteurs de vibrations courants sont classés en capteurs piézoélectriques, magnétoélectriques et à courants de Foucault.
1. Capteur de vibrations piézoélectriques
Le capteur de vibrations piézoélectriques exploite l'effet piézoélectrique des matériaux. Lorsque le capteur est soumis à des vibrations, l'élément piézoélectrique génère des charges, qui sont converties en signaux de tension par un amplificateur de charge. Ses avantages incluent une sensibilité élevée et une large réponse en fréquence, ce qui le rend idéal pour la mesure de signaux de vibrations haute fréquence, comme la surveillance des vibrations des aubes de turbine.
2. Capteur de vibrations magnétoélectriques
Le capteur de vibrations magnétoélectrique fonctionne selon le principe de l'induction électromagnétique. Sous l'effet des vibrations, un conducteur traverse les lignes de champ magnétique, générant une force électromotrice induite. Ce type de capteur, de structure simple et très fiable, convient à la mesure des vibrations à moyenne et basse fréquence. Il est souvent utilisé pour la surveillance des vibrations des rotors de générateurs, des moteurs et d'autres équipements.
3. Capteur de vibrations à courants de Foucault
Le capteur de vibrations à courants de Foucault utilise l'effet des courants de Foucault. Il mesure les vibrations en détectant les variations de distance entre le capteur et l'objet mesuré. Il offre une mesure sans contact et une excellente capacité anti-interférence. Il est largement utilisé pour la surveillance des vibrations des systèmes d'arbres de turbine. Il permet de mesurer avec précision des paramètres tels que le déplacement et l'excentricité de l'arbre.
L'application des capteurs de vibrations dans la production d'énergie thermique
1. Surveillance des turbines à vapeur
La turbine à vapeur est l'un des équipements clés des centrales thermiques et son fonctionnement affecte directement l'efficacité et la sécurité de la production d'électricité. Des capteurs de vibrations sont installés sur des pièces clés de la turbine, comme le carter de palier et le rotor, permettant une surveillance en temps réel des vibrations de la turbine. L'analyse des signaux vibratoires permet de détecter rapidement des problèmes tels que l'endommagement des aubes, le déséquilibre du rotor et l'usure des paliers.
2. Surveillance du générateur
La surveillance des vibrations des générateurs est tout aussi importante. Des capteurs de vibrations peuvent être installés sur le stator, le rotor et les roulements du générateur afin de surveiller leurs vibrations pendant leur fonctionnement. L'analyse des données vibratoires permet d'identifier des problèmes tels que l'excentricité du rotor, le desserrage des enroulements et les défauts de roulement. Une détection et une gestion rapides de ces défauts potentiels peuvent prolonger efficacement la durée de vie du générateur et améliorer la fiabilité de la production d'électricité.
3. Surveillance des équipements auxiliaires
Les équipements auxiliaires des centrales thermiques, tels que les pompes d'alimentation, les ventilateurs et les concasseurs de charbon, sont nombreux et largement répandus. La surveillance des vibrations de ces dispositifs auxiliaires est également essentielle pour garantir le fonctionnement stable de l'ensemble du système de production d'électricité. Des capteurs de vibrations peuvent être installés sur des pièces clés de ces dispositifs auxiliaires afin de surveiller leurs vibrations en temps réel. Par exemple, la surveillance des vibrations des pompes d'alimentation permet de détecter rapidement des problèmes tels que des arbres de pompe pliés et des roues usées ; la surveillance des vibrations des ventilateurs permet d'avertir de la détérioration des roulements et du déséquilibre des pales ; la surveillance des vibrations des concasseurs de charbon permet d'identifier rapidement des anomalies telles que des composants internes desserrés et des défaillances de roulements, évitant ainsi les accidents d'arrêt causés par des pannes d'équipements auxiliaires.
4. Surveillance de la chaudière
Les chaudières, composants essentiels des centrales thermiques, nécessitent également une surveillance des vibrations. Des capteurs de vibrations peuvent être installés sur la paroi du four, le ballon de vapeur et la paroi refroidie par eau afin de surveiller les vibrations pendant le fonctionnement. Grâce à cette surveillance, des problèmes tels qu'un chauffage irrégulier, des fissures dans la paroi du four et des vibrations excessives des tubes refroidis par eau peuvent être détectés à temps, permettant ainsi de prendre les mesures appropriées pour garantir le fonctionnement sûr de la chaudière.
Avantages des capteurs de vibrations dans la production d'énergie thermique
1. Surveillance en temps réel et alerte précoce
Les capteurs de vibrations peuvent collecter les données vibratoires des équipements en temps réel et les transmettre au système de surveillance. Grâce à l'analyse en temps réel des données vibratoires, les anomalies vibratoires des équipements peuvent être détectées rapidement et des signaux d'alerte précoces peuvent être émis pour rappeler au personnel de maintenance les mesures appropriées, évitant ainsi toute détérioration supplémentaire des équipements et garantissant la sécurité de fonctionnement des installations de production d'électricité.
2. Améliorer la précision du diagnostic des pannes
Les signaux vibratoires collectés par les capteurs de vibrations fournissent des informations précieuses sur l'état de fonctionnement des équipements. Grâce à des méthodes telles que l'analyse spectrale et l'analyse temporelle des signaux vibratoires, le type, la localisation et la gravité des défauts des équipements peuvent être déterminés avec précision, fournissant ainsi une base solide pour le diagnostic des pannes. Comparé aux méthodes traditionnelles de maintenance régulière, l'utilisation de capteurs de vibrations permet de localiser les défauts avec plus de précision, de réduire les démontages et réparations inutiles des équipements, et d'améliorer l'efficacité et la précision du diagnostic.
3. Réduire les coûts de maintenance
La surveillance en temps réel et l'alerte précoce des équipements grâce à des capteurs de vibrations permettent une maintenance préventive. Le personnel de maintenance peut optimiser le temps et le contenu des interventions en fonction de l'état de fonctionnement réel et des tendances des données vibratoires, évitant ainsi les pertes excessives liées à la maintenance et aux temps d'arrêt dus aux pannes soudaines. Cette approche de maintenance conditionnelle permet de réduire efficacement les coûts de maintenance des équipements et d'améliorer leur efficacité opérationnelle et leurs avantages économiques.
4. Prolonger la durée de vie de l'équipement
La détection et la gestion rapides des vibrations anormales des équipements permettent d'éviter leur fonctionnement prolongé dans des conditions défavorables, réduisant ainsi leur usure et leurs dommages. L'utilisation de capteurs de vibrations permet au personnel de maintenance de mieux comprendre l'état de santé des équipements et de prendre des mesures de maintenance efficaces, prolongeant ainsi leur durée de vie et réduisant les coûts de remplacement.
Les capteurs de vibrations dans la production d'énergie thermique peuvent fournir un soutien solide pour l'évaluation de l'état des équipements, le diagnostic des pannes et la maintenance préventive grâce à la surveillance en temps réel des vibrations des équipements, garantissant ainsi le fonctionnement sûr et stable des centrales thermiques.
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