GBT 19873.5-2026《机器状态监测与诊断 振动状态监测 第5部分：风机和鼓风机的诊断技术》标准立项发展报告

GB/T19873.5-2026《机器状态监测与诊断振动状态监测第5部分：风机和鼓风机的诊断技术》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ConditionMonitoringandDiagnosticsofMachines—VibrationConditionMonitoring—Part5:DiagnosticTechniquesforFansandBlowers摘要随着智能制造与predictivemaintenance（预测性维护）技术的快速发展，旋转机械的状态监测与故障诊断已成为保障工业设备安全可靠运行的关键技术手段。风机和鼓风机作为广泛应用于电力、冶金、石化、建材及轨道交通等领域的核心旋转设备，其运行状态直接关系到生产连续性与能源利用效率。然而，由于风机类设备结构形式多样、工况复杂，其振动故障特征与普通旋转机械存在显著差异，亟需针对性的诊断技术规范。本标准（GB/T19873.5-2026）为GB/T19873《机器状态监测与诊断振动状态监测》系列标准的第5部分，等同采用ISO13373-5:2021，首次系统性地规定了风机和鼓风机振动状态监测与故障诊断的技术方法和实施流程。标准内容涵盖风机和鼓风机的结构特征分析、常见故障机理、测点布置要求、振动数据采集与处理、诊断判据及报告要求等方面。本报告的编制旨在全面阐述该标准的立项背景、技术内容、编制原则与应用价值，为标准的宣贯实施和技术推广提供参考。该标准的发布实施将有效统一风机类设备诊断技术准则，提升状态监测系统的诊断准确率和运维效率，对促进工业企业数字化转型和高质量发展具有重要意义。关键词：机器状态监测；振动诊断；风机；鼓风机；故障诊断；预测性维护；ISO13373Keywords:Machineconditionmonitoring;Vibrationdiagnosis;Fans;Blowers;Faultdiagnosis;Predictivemaintenance;ISO13373一、标准立项背景与意义1.1行业需求与技术发展现状风机和鼓风机是工业领域中应用最为广泛的旋转机械之一。据中国通用机械工业协会统计，我国风机类产品年产值已超过千亿元人民币，广泛应用于火力发电厂的引送风机、钢铁冶金行业的高炉鼓风机、石油化工装置中的工艺气体压缩机、矿井通风机以及城市轨道交通隧道通风系统等关键工艺流程中。这类设备的运行状态直接影响生产装置的安全性和经济性。以火力发电厂为例，一台600MW机组配置的送风机、引风机若发生意外停机，每天的发电损失可达数百万元，若引发设备损毁事故，维修成本更为高昂。振动状态监测技术作为设备状态维修（Condition-BasedMaintenance,CBM）的核心技术手段，已在工业领域得到广泛应用。然而，相比于汽轮发电机组、离心压缩机等高速旋转机械，风机和鼓风机在结构和运行特性方面具有明显特殊性：叶轮直径大、转速相对较低、叶片数多且呈现明显的离散频率特征、气动载荷波动大、常运行于变工况条件等。这使得风机类设备的振动故障特征与常规旋转机械存在显著差异，简单套用通用诊断标准往往导致误判或漏判。1.2国内外标准现状在国际标准化领域，ISO/TC108（机械振动、冲击与状态监测技术委员会）下设的SC2（机械振动和冲击的测量与评价分技术委员会）于2021年正式发布了ISO13373-5:2021《Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachinesystems—Vibrationconditionmonitoring—Part5:Diagnostictechniquesforfansandblowers》。该标准是ISO13373系列标准的重要组成部分，填补了风机类设备专项振动诊断技术国际标准的空白。在国内，全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53）对应ISO/TC108开展工作。此前，我国已先后采用了ISO13373系列标准中的部分内容，如GB/T19873.1（振动状态监测一般方法）和GB/T19873.2（振动数据处理、分析与描述），但在风机和鼓风机专项诊断技术方面尚属空白。随着我国装备制造业的转型升级和工业服务市场的快速发展，有必要及时将ISO13373-5:2021转化为我国国家标准，以满足国内工业企业对风机设备诊断技术标准化、规范化的迫切需求。1.3标准立项必要性第一，填补标准空白。国内现有振动诊断标准多针对通用旋转机械，在风机叶片通过频率特征、气动激励响应、失速和喘振等特殊故障模式的诊断判据方面缺乏明确规定，本标准填补了这一技术空白。第二，服务产业升级。2021年工信部等八部门联合印发的《"十四五"智能制造发展规划》明确提出要加快推进设备预测性维护和远程运维等新模式新业态。本标准为风机类设备的状态监测系统建设提供了统一的技术指引，是支撑智能制造和工业互联网平台建设的重要基础标准。第三，对接国际贸易。本标准等同采用国际标准，有助于消除技术贸易壁垒，促进我国风机产品与国际市场的对接，使国产风机设备的状态监测与诊断要求与国际先进水平保持同步。二、标准编制原则与技术内容2.1编制原则本标准在编制过程中遵循以下三项基本原则：一是等同采用原则。本文件等同采用ISO13373-5:2021，技术内容和结构编排与国际标准保持一致，以保证我国标准与国际标准的协调一致性和技术等效性。在转化过程中，对文字表述进行了必要的本土化调整，以符合我国标准编写规范和使用习惯。二是协调一致性原则。作为GB/T19873系列标准的组成部分，本标准在术语定义、符号标识、方法框架等方面与该系列已发布标准保持协调统一，避免标准间的技术冲突和概念混淆。三是适用性原则。在等同转化过程中，充分考虑国内风机行业的设备特点和工程实践，通过增加资料性附录等方式为标准使用提供更细致的指导。2.2标准主要技术内容本标准正文部分包括以下主要技术章节：范围。本文件规定了风机和鼓风机振动状态监测与诊断的技术指南，适用于离心式、轴流式和混流式风机和鼓风机的振动监测、信号分析和故障诊断。标准所述方法适用于工作转速范围内振动监测与诊断，覆盖了从低速大型风机到高速透平压缩机的宽广谱系。规范性引用文件。引用了ISO13373-1（振动状态监测一般方法）、ISO13373-2（振动数据处理、分析与描述）、ISO20816-1（机械振动——转子轴承系统振动评价）等系列标准，构建了完整的技术标准体系。术语和定义。对风机和鼓风机领域的专业术语进行了规范化定义，包括叶片通过频率（BladePassFrequency,BPF）、失速（Surge）、喘振（RotatingStall）、气动激振等专业概念，确保各方在技术交流中的一致性。风机和鼓风机的振动特性分析。详细分析了风机类设备的结构特征（叶轮型式、叶片数量、支承方式等）对振动响应的影响规律，系统阐述了气动载荷、流场不均匀性等激励源的振动特征。该章节特别强调了叶片通过频率及其谐波分量在风机振动诊断中的关键作用，区分了气动引起的振动与机械原因引起的振动在频谱特征上的差异。振动监测的系统设计。规定了传感器选型（加速度传感器、速度传感器、位移传感器）、测点位置选择原则、传感器安装方式（螺纹安装、磁座安装、粘接安装等）以及数据采集系统的设置要求。针对风机设备结构特点，对轴承座、机壳、基础等关键测点位置给出了具体布点建议。振动数据的采集与处理。明确了稳态工况和瞬态工况下振动数据的采集策略，规定了时域波形、频谱分析、包络分析、倒频谱分析、时频分析等信号处理方法的应用场景和分析参数设置要求，确保诊断分析的数据质量和分析效果。风机故障特征与诊断方法。这是本标准的精华部分，系统总结了转子不平衡、转子不对中、轴弯曲、机械松动、轴承损伤（含滑动轴承和滚动轴承）、叶片损伤/结垢/磨损、气动失速与喘振、共振、齿轮箱故障（如适用）等风机典型故障的振动特征和诊断逻辑。对于每类故障，标准给出了频谱特征、时域特征、趋势特征等诊判据，以及与其他故障模式的区分方法。诊断决策与报告。规定了诊断结论的表达方式、置信度评估方法、维修建议的给出原则以及诊断报告的编制要求。诊断报告应包含设备基本信息、监测系统配置、数据采集与分析过程、诊断依据与结论、建议措施等内容，确保诊断结果的可追溯性和可操作性。2.3附录设置标准设置多个资料性附录，为使用者提供参考：-附录A：典型风机结构示意图及推荐测点布置示例-附录B：风机常见故障振动特征汇总表-附录C：诊断案例分析三、标准关键技术创新点3.1建立了风机专用振动诊断方法体系本标准突破了过去仅依赖通用振动标准进行诊断的局限性，首次系统构建了覆盖风机和鼓风机全生命周期的振动诊断方法体系。从设备投运前的基线数据采集、运行中的在线监测与巡检诊断，到大修前后的振动评估，形成了完整的技术闭环。这一方法体系体现了"一机一策"的精准诊断理念，针对不同类型和用途的风机提供了差异化的诊断策略。3.2提出了气动激励与机械振动耦合分析框架风机设备的振动信号中，气动激励分量和机械激励分量往往相互叠加。本标准明确了如何通过频谱结构分析、工况相关性分析和时频分析等手段，有效分离气动振动分量和机械振动分量，从而准确识别故障根源。特别是对于叶片通过频率分量及其边带的解读，给出了系统的分析方法和判定逻辑，显著提升了诊断的准确性和可靠性。3.3强化了变工况条件下的诊断能力风机在实际运行中经常面临负荷变化、转速调整等变工况条件。本标准充分考虑了这一工程实际，规定了不同工况下振动数据的可比性处理方法和基准值修正方法，为变工况条件下的准确诊断提供了技术指导。四、标准实施应用前景4.1推动状态监测系统标准化建设本标准的发布将为风机和鼓风机状态监测系统的设计、安装、调试和运维提供统一的技术依据。监测系统集成商、设备制造商和最终用户可以在同一技术框架下进行沟通协作，减少因技术理解差异导致的系统性能偏差。4.2提升故障诊断智能化水平随着人工智能技术在设备诊断领域的深度融合，标准所提供的规范化数据采集流程和标准化故障特征描述为机器学习模型的训练提供了高质量的数据基础。以标准为依托构建的诊断知识库可有效降低智能诊断系统开发和验证的成本，加速风机诊断从"人工经验驱动"向"数据智能驱动"的转型。4.3支撑设备全生命周期管理标准中规定的基线数据管理、趋势分析方法和诊断报告制度，为风机设备从安装调试、运行维护到退役评估的全生命周期管理提供了技术抓手。企业可据此建立设备振动健康档案，为维修改进、备件管理和寿命评估提供决策依据。五、主要起草单位介绍——郑州机械研究所有限公司郑州机械研究所有限公司（以下简称"郑机所"）是标准的主要起草单位之一。郑机所成立于1956年，是原机械工业部直属的综合性机械基础技术研究机构，现隶属于中国机械科学研究总院集团有限公司。作为全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53）的秘书处承担单位，郑机所在机械振动与状态监测领域拥有深厚的技术积淀和行业影响力。郑机所设有国家认可的振动与强度检测实验室，长期从事旋转机械振动分析与故障诊断技术研究，先后承担了国家科技支撑计划、国家重点研发计划等多项国家级科研项目。该所在大型汽轮发电机组轴系振动监测、风电齿轮箱故障诊断、压缩机状态评估等方向取得了一系列具有自主知识产权的科研成果，获得省部级科技进步奖励十余项。依托其在标准化工作中的丰富经验，郑机所主导或参与制修订了GB/T19873系列、GB/T11348系列等数十项振动与状态监测领域的国家和行业标准。在本标准的编制过程中，郑机所团队充分发挥其在旋转机械振动理论分析和现场诊断实践方面的技术专长，负责了标准核心技术条款的试验验证工作。团队在该所风机试验台上开展了不平衡、不对中、叶片损伤等多种典型故障的模拟实验，为标准中故障特征描述的准确性提供了试验支撑。同时，郑机所还联合电力、石化等行业的风机用户企业，开展了多轮现场验证测试，确保标准所述方法的工程适用性。六、结论与展望GB/T19873.5-2026《机器状态监测与诊断振动状态监测第5部分：风机和鼓风机的诊断技术》是我国振动状态监测标准化体系的重要组成部分。该标准的发布填补了风机类设备专