汽轮机轴系振动故障研究汇总
汽轮机轴系振动故障研究
汽轮机轴系振动故障研究汽轮发电机组是电厂中的重要设备，而汽轮发电机组的振动严重威胁着汽轮发电机组的安全运行。机组运行中，轴系振动最常见的后果是导致机组无法升速到工作转速，个别情况下，轴系振动大会造成汽轮发电机组设备损害事故，如动静摩擦等引起大轴弯曲，支持轴承的乌金破碎或严重磨损，甚至转子断裂。例如2001年广东省就有3台大型机组发生高压转子永久弯曲事故。1988年，某电厂600MV引进机组发生高压缸叶片断裂重大事故，直接损失2400万元，此外近几年运行中叶片断裂事故也逐渐增多，如果不即时发现并确切诊断，则很可能造成大面积叶片断裂，而引发大轴弯曲或飞车事故，此类事故不胜枚举，不仅间接直接经济损失巨大，而且更严重的是影响机组的寿命，威胁生命安全。本人根据自己现场工作经验，列出常见的振动原因，及其如何在运行和检修中防范。
第一章机组振动故障诊断
第一节质量不平衡
转子质量不平衡是汽轮发电机组最常见的振动故障，它约占故障总数的80%随
着制造厂加工，装配精度以及电厂检修质量的提高，这类故障的发生率正在逐渐减少，过去国内大型汽轮机厂中只有个别厂家可以对大型汽轮机转子进行高速动平衡，现在几乎全部厂家都可以做。至于发电机转子的高速平衡，各电机厂早已能够进行。现场检修过程中的转子平衡方法也在不断改进。低速动平衡有些电厂已经抛弃了老式的动平衡机，取而代之是使用先进的移动式动平衡机。即便如此质量不平衡目前仍是现场振动的主要故障。
一.转子质量不平衡的一般特征
（1）量值上，工频振幅的绝对值通常在30um以上,相对于通频振幅的比例大于80%
（2）工频振幅为主的状况应该是稳定的这包括
1）各次启机
2）升降速过程
3）不同的工况,如负荷,真空,油温,氢压,励磁电流
（3）工频振动同时也是稳定的
.转子质量不平衡的分类特征
汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的原因有三个：原始不平衡；转动过程中的部件飞脱?松动以及转子的热弯曲。原始不平衡是主要原因。
（一）原始质量不平衡指的是转子开始转动之前在转子上已经有的不平
衡。它通常是在加工制造过程中产生的，或是在检修时更换转动部件造成的。这
种不平衡的特点除了上面介绍的振幅和相位的常规特征外，它的最显著特征是
“稳定”，这个稳定是指在一定的转速下振动特征稳定，振幅和相位受机组参数影响不大，与升速或带负荷的时间延续没有直接的关联，也不受启动方式的影响。具体所测数据中，在同一转速下，工况相差不大时，振幅波动约20%相位在10°?20°范围内变化的工频振动均可视为是稳定的。
转动部件飞脱和松动
汽轮发电机组振动发生转动部件飞脱可能有叶片?围带?拉金以及平衡质量块；发生松动的部件可能有转子线圈?槽楔.联轴器等。
飞脱时产生的工频振动是突发性的，在数秒内以某一瓦振或轴振为主，振幅迅速增大到一个固定值，相位也同时出现一个固定的变化。相邻轴承振动也会增大，但变化的量值不及前者大。这种故障一般发生在机组带有某一负荷的情况。
（三）转子热弯曲
转子热弯曲引起的质量不平衡的主要特征是工频振动随时间的变
化，随机组参数的提高和高参数下运行时间的延续，工频振幅逐渐增大，相位也
随之缓慢变化，一定时间内这种变化趋缓，基本保持不变。
存在热弯曲的转子降速过程的振幅，尤其是过临界转速时的振幅，要比转子温度低启机升速是的振幅大。两种情况下的波特图可以用来判断是否存在热弯曲。
新机转子的热弯曲一般来自材质热应力。这种热弯曲是固有的，可
重复的，因而可用平衡的方法处理。有时运行原因也会导致热弯曲，如汽缸进水? 进冷空气.动静摩擦等。只要没有使转子发生永久朔性变行，这类热弯曲都是可以恢复的，弓I起热弯曲的根源消除后，工频振动大的现象也会随之自行消失。
第二节动静摩擦
汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见故障。随着现代机向着高性能?高效率发展?动静间隙变小，碰摩的可能性随之增加。
碰摩使转子产生非常复杂的振动，是转子系统发生失稳的一个重要原因轻者使得机
组出现强烈振动，严重的可以造成转轴永久弯曲，甚至整个轴系毁坏。因此对汽轮发电机组碰摩的诊断和预报无疑会有效地提高运行的安全性，防止重大事故发生。
.机组碰摩原因机组动静碰摩通常有下列起因
（1）转轴振动过大。造成振动过大可以是质量不平衡.转子弯曲.轴系失稳等，不管何种起因，大振动下的转轴振幅一旦大到动静间隙植，都可能与静止部位发生碰摩。因此，和动静碰摩有关的机组故障中，碰摩常常是中间过程，而非根本原因。
（2）由于不对中等原因使轴颈处于极端的位置，使转子偏斜。非转动部件的不对中或翘曲也会导致碰摩。
（3）动静间隙不足。有时设计上的缺陷所造成的，设计人员将间隙定为过小的量值，向安装部门提供的间隙要求同样太小。它也是安装.检修的原因，动静间隙调整不符合规定所
致。
（4）缸体跑偏，弯曲或变形。国产200MV B组高压转子前汽封比较长，启机中
参数不当容易造成这个部位发生摩擦，进而造成大轴朔性弯曲。全国大约有30多台机组发生过这样的故障。开机过程中，上下缸温差过大，造成缸体弯曲变形，
是碰摩弯轴的主要运行原因之一。
二.碰摩的诊断方法
机组动静碰摩的现场诊断是一项难度比较的的技术。因为如果认为发生了碰摩，常常需要开缸处理，工作量较大，这就要求诊断的高准确性。
现有的诊断方法主要还是根据振幅.频谱和轴心轨
迹。
碰摩的确定，还需要了解机组安装或大修中的情况，查阅有关的间隙记录。现场运行人员在启机过程常采用“听诊”的方法，对碰摩的确定有时也是有用的。这些在诊断过程可以有机的结合起来，提高诊断的准确性。但要注意，由于高中压缸都是双层缸，有的机组低压缸也是双层缸，通流部分的碰摩很难传初来，只有轴端汽封的碰摩声比较容易听到。因而，不能片面地将某一种方法的结论作为是
否发生碰摩的决定性判据
第三节汽流激振（间隙激振）
由于动静部分间隙引起的低频振动，称之为“间隙激发振动”。他与机组所带负荷有关，在一定负荷是突然发生振动，但所带负荷略低于限制值时，振动会衰减下去，这种振动的频率与转子的临界转速相对应。在临界转速是，机组高压转子产生
的这种振动振幅最大。
一.汽流激振的振动特征
汽流激振通常发生在高参数机组的高压转子上，特别是超临界机组，例营口电厂，南京电厂，绥中电厂都是俄供的超临界机组，都出现过高压转子轴振过大。
（1）涡动-----震荡自激振动的进动方向是向前的，轨迹是圆或近似圆形。
（2）振荡是，随振幅逐渐接近的偏心率，自激振动的频率接近转子横向
的固有频率。
.汽流激振的治理
1.增大轴颈在轴承中的偏心率
2.增大油膜的径向刚度
3.改变润滑油温
4.增加转子的刚度
第四节联轴器不对中
不对中是汽轮发电机组振动常见故障。
关于机组轴线的几何形状有两个定义，一个是轴承的对中，它是指轴承内孔几何中心在横截面的垂直和水平方向上与转子轴颈中心预定位置的重合程度。另一个是联轴器的对中，也就是轴系转子个轴线的对中。联轴器不对中是指相邻两根转轴轴线不在同一直线上；或不是一根光滑的曲线，在联轴器部位存在拐点或阶跃点。
设计阶段，根据选用的轴承，转子的质量，轴承标高的热变化量等确定各轴承的
负荷分配，再计算确定各个轴颈中心在轴承中的偏心角和偏心率，即轴颈静态位置。然后根据转子的重力挠度曲线确定各轴承的扬度，供安装时使用，同时各轴承的静态负荷也随之确定。机组安装时依照这些值对各轴承座和缸体进行找正找平，使各个轴承的静态负荷达到预定值，同时也自然保证了轴颈中心在轴承中的位置与原定的一致。如果轴承的标高高于规定值这个轴承的负荷要比原定值高，如果轴承的标高低于规定值这个轴承的负荷要比原定值低，这两种不对中都是不希望出现的。
联轴器有三种不对中：平行不对中?角度不对中.和综合不对中。它们会给机组带来下列后果：
（1）转子连接处将产生两倍频作用的弯矩和剪切力；
（2）相邻轴承将承受工频径向作用力。
两种力的作用都将使转轴的轴承受到情况恶化，对结构和安全产生不利影响。
第五节转子中心孔进油
一中心孔进油造成振动的机理
汽轮机转子中心孔进油在现场时有发生。造成进油的原因有两种可能，一是中心孔探伤后油没有及时清理干净，残存在孔内；二是大轴端部堵头不严，运转起来后由于孔内外压差使的润滑油被逐渐吸入孔内。
中心孔有油后会使转轴出现震动问题，它造成的震动在机理上有数种不同的说法。
一种说法认为，转动时孔内液体转速比转轴低，这样液体会产生一个比转动频率低，但是频率接近转速的次同步激振力，这个激振力和工作转速合成后可以产生拍振或和差振动。
另有说法认为，孔内液体的黏性剪切力使得液体的离心力相对于高点有一个超前角，这样，离心力可以分解出一个与涡动方向一致的切向力。因为涡动一般是次同步的，转子轴承系统容易产生以它本身的固有频率一致的涡动，当转子转速高于临界转速时，由液体离心力分解出来的涡动力造成次同步失稳。
还有说法认为，当转子加热到一定温度时，黏附在中心孔壁上的润滑油发生热交换，使转子产生不对称温差，转子内壁局部被加热或冷却进而发生热弯曲，所产生的不平衡质量引起振动增大。
上述各种说法对转轴中心孔液体造成振动的机理特征的说明是不一致的。但从现场机组发生中心孔进油的实例看，在振动特征有一点是共同的。即都出现工频振
动增大的现象，具体有如下一些特征
(1)工频振幅随时间缓慢增大，时间度量大约是数分钟或1~2小时。出现的工况一般在定速后空负荷或负荷过程。
(2)这种故障的发现通常在新机组调试阶段或机组大修后。往往初始的
一.二次启动没有这种现象，后几次越来越明显。因此，判断的一个很重要的依据是将几次开机的振动值进行比较。
二.一台国产200MW机组中心孔进油的实例
戚墅堰电厂11号机组是东方汽轮机厂生产的三缸三排200MV机组。调试期间3 号轴承振动最大为36.3.um。调试后的试运期3号轴承振动增大，一个多月的时间共启机15次，并网带负荷10次，其中8次因3号轴承振动超标停机。
3号轴承振动有下列特点
(1)从冲转升速，过临界转速，到3000rpm,机组振动，3号轴承振动均正常。
(2)负荷50MW以上时(中缸温度400C左右)，3号轴承振动和轴振同时上升，波形为标准的正弦波，主要成分是工频；而且振动相位发生变化(见表
5-1 )
(3)3号轴承振动随负荷.缸胀真空等影响明显。
(4)振动一旦大起来，改变负荷和其它参数都不能使振动降下来，只有停机。
(5)停机降速过程，过临界转速时振动比启动时明显增大。3号轴承升速过中压转子临界转速1600rpm时振动为53um，振动超标停机降速过1600rpm 为
115um振动值增大一倍。
(6)停机后大轴挠度达到100~110um在转子完全停止后的2小时内恢复到原始+20um
表5 —1 3号轴承振动幅值相位变化情况
时间负荷振动丄（um）振动—（um）
17:501044 / 1749 / 61
18:152047 / 16310 / 59
19:105045 / 1569 Z 47
20:455062 / 15114 / 43
21:025065 / 14015 / 46
21:155067 / 14816 / 45
从振动随负荷变化的情况看，象热弯曲和中心孔进油，将3号轴承振动调试期间和投产期间进行比较，得知初始振动是好的，如果存在热弯曲，振动表现应该始终相同。因此决定揭高?中压缸检查转子碰摩情况和打开中心孔堵头检查是否有油。解体发现中低压接长轴孔内有 1.5~2.0公斤透平油，中压转子孔内有0.5 公斤透平油
分析认为，接长轴内的油是从联轴器的键槽吸入的。通常应该在接长轴上打出两个？5的中心孔，但这台未打，制造厂在接长轴中联轴器的调整垫片上铣出了
4m M 4mm的十字泄油槽。中心转子孔内的油是从两端堵头由制造厂加工的？5的通孔吸入的。
第二章轴系振动事故及其防范
第一节大轴弯曲的成因
、造成大轴弯曲的成因有如下几种:
1、汽缸变形改变了通流部分间隙，启动过程中发生的动静摩擦，使转子
发生弯曲。汽缸变形主要是运行操作不当，汽缸上下温差或左右温差超过规定值，使汽缸发生热变形。变形可以在开机升速过程中发生，也可以在转子处于静止状态是发生，冷水或低温蒸汽进入汽缸，使缸体温度不均匀。
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是
旋转机械振动的基本特性
旋转机械振动的基本特性 概述 绝大多数机械都有旋转件，所谓旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。 旋转机械种类繁多，有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等组成，转速从每分钟几十到几万、几十万 转。 故障是指机器的功能失效，即其动态性能劣化，不符合技术要求。例如，机器运行失稳，产生异常振动和噪声，工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。机器发生故障的原因不同，所反映出的信息也不一样，根据这些特有的信息，可以对故障进行诊断。但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，一般都是多种因素共同作用的结果，所以对设备进行故障诊断时，必须进行全面的综合分析研究。 由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误，使得机器在运行过程中会引起振动，其振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。 从仿生学的角度来看，诊断设备的故障类似于确定人的病因：医生需要向患者询问病情、病史、切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。同样，对旋转机械的故障诊断，也应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理提取机器特有的故障症兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，做出符合实际的诊断结论，提出治理措施。 ^WWWWWVWWWIWWVWWWVWWWWWWWWWIHWMVWWWVWWWMWWWWWWIWWhVWWWWWWWWBWWVWWMWWWHIWW^'.a'tn'.- 根据故障原因和造成故障原因的不同阶段，可以将旋转机械的故障原因分为几个方面，见表1。
汽轮机轴系振动故障研究汇总
汽轮机轴系振动故障研究 汽轮机轴系振动故障研究汽轮发电机组是电厂中的重要设备，而汽轮发电机组的振动严重威胁着汽轮发电机组的安全运行。机组运行中，轴系振动最常见的后果是导致机组无法升速到工作转速，个别情况下，轴系振动大会造成汽轮发电机组设备损害事故，如动静摩擦等引起大轴弯曲，支持轴承的乌金破碎或严重磨损，甚至转子断裂。例如2001年广东省就有3台大型机组发生高压转子永久弯曲事故。1988年，某电厂600MW引进机组发生高压缸叶片断裂重大事故，直接损失2400万元，此外近几年运行中叶片断裂事故也逐渐增多，如果不即时发现并确切诊断，则很可能造成大面积叶片断裂，而引发大轴弯曲或飞车事故，此类事故不胜枚举，不仅间接直接经济损失巨大，而且更严重的是影响机组的寿命，威胁生命安全。本人根据自己现场工作经验，列出常见的振动原因，及其如何在运行和检修中防范。 第一章机组振动故障诊断 第一节质量不平衡 转子质量不平衡是汽轮发电机组最常见的振动故障，它约占故障总数的80%。随着制造厂加工，装配精度以及电厂检修质量的提高，这类故障的发生率正在逐渐减少，过去国内大型汽轮机厂中只有个别厂家可以对大型汽轮机转子进行高速动平衡，现在几乎全部厂家都可以做。至于发电机转子的高速平衡，各电机厂早已能够进行。现场检修过程中的转子平衡方法也在不断改进。低速动平衡有些电厂已经抛弃了老式的动平衡机，取而代之是使用先进的移动式动平衡机。即便如此质量不平衡目前仍是现场振动的主要故障。 一.转子质量不平衡的一般特征 （1）量值上，工频振幅的绝对值通常在30um以上,相对于通频振幅的比例大于80% （2）工频振幅为主的状况应该是稳定的这包括 1) 各次启机 2) 升降速过程 3) 不同的工况,如负荷,真空,油温,氢压,励磁电流
汽轮机及其振动
汽轮机及其振动 介绍 汽轮机是热机，是将热能转化为机械能的机械。汽轮机可以是功率小、设计/结构简单的小型汽轮机，也可以是功率大、设计复杂、多级、多轴的大型汽轮机。汽轮机及其产品系列品类繁多，不同的制造商分类不同，不一而足。但汽轮机的基础是相同的，功能相同、主要部件及其支撑系统类似，而其失效机理也是大同小异的。本文仅按最主要的应用和常见的故障进行分类和讨论。无疑地，汽轮机可靠运行是很关键的，对其进行有效的状态监测是必须的、也是行业的共识，包括监测其运行状态、水/蒸汽品质、蒸汽透平的健康等等。 ?凝汽式透平–排汽在高度真空状态下进入冷凝器凝结成水，主要用于发电厂。单缸汽轮机的蒸汽从进汽到排汽都在一个缸内，而对于多缸汽轮机组，高压蒸汽要经过高压缸到一个或者多个逐级降低压力的汽缸，充分膨胀后排汽。 ?背压式透平–排汽为正压，高于大气压。主要用于油气类工艺装置中。 其排出的蒸汽压力取决于工艺设计和生产要求，需送往下一流程再使用，此时透平类似于一个减压阀。 ?再热凝汽式透平–排汽为真空凝汽式，但中间级部分蒸汽会抽出来，返回锅炉再加热到初始压力，送回下一级或中压透平。 ?抽汽式透平–排汽可以是真空凝汽式或者正压式。主要用于油气类工艺装置中。中间多处抽出部分蒸汽可用于工艺蒸汽，或者为了中间多处补汽，以得到更高的功率。
本文仅按蒸汽的供汽压力分为高压、中压和低压透平。所有的蒸汽透平都有如下主要部件： ?缸体 ?转子 ?轴承 ?密封 ?联轴器 ?盘车装置（小机器可能不需要） 高压透平 高压透平的结构、部件：
凝汽式或背压式高压缸实图： 高压透平可能和中压透平合缸（HP/IP）：
汽轮机轴系振动的分析与预防处理
汽轮机轴系振动的分析与预防处理 发表时间：2019-06-10T09:25:16.470Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：韩莉王智华 [导读] 【摘要】：介绍高背压机组轴封漏气量大、轴承箱微正压运行，油和粉尘在高温情况下碳化，引起机组轴系振动。 (中节能(西安)环保能源有限公司 710301) 【摘要】：介绍高背压机组轴封漏气量大、轴承箱微正压运行，油和粉尘在高温情况下碳化，引起机组轴系振动。分析积碳的形成并提出处理措施。 【关键词】：汽轮机；积碳；振动；轴瓦 0 引言 某电厂CB30-8.83/3.8/0.645型汽轮机为单缸抽汽背压式汽轮机机组，于2018年1月完成首次大修，2018年2月投入运行，机组1#轴承处轴振和2#轴承处轴振一直平稳，在同工况下基本分别保持在20μm和50μm左右运行。2019年2月到4月2#轴承处轴振由50μm升到230μm，最大时246μm，同时1#轴承处轴振由50μm到100μm之间跳变。针对轴系振动情况，此个案着重从运行现场环境、机组运行工况、历史数据、振动的现象和特征出发分析，最终提出振动形成初步原因并确定检修方案。 1 1#、2#轴承处轴振异常现象及原因分析 2#轴承处轴振振动增大后调出DCS曲线发现： 1月21日2#轴承处振动跳动一次并且大于1# 轴承处（图1），2#轴振在时由19μm跳到45μm然后又回到20μm左右。1#轴振曲线发现1#轴承处由9μm跳到14μm又回到10μm左右。 1月22日曲线显示1#轴承处轴振动跳动大于2# 轴承处，间断性跳动大出现5次（图2）：1#轴承处轴振由14μm跳到46.8μm然后又回到16μm左右，最大跳动值94μm。2#轴承处轴振由19μm跳到31μm，最大跳动值131μm。 1月24日2#轴承处振动跳动一直大于1# 轴承处轴振并上升。出现反复跳动现象（图3）。 2月6日临时停机，2#轴承处轴振恢复到40μm左右。1#轴承处轴振恢复到16μm左右；2月6日启动汽轮机后，2# 轴承处轴振瞬间达到324μm后降至150μm左右。 2月11日1#轴承处轴振与2#轴承处轴振出现交替现象，1#轴承处轴振大于2#轴承处轴振（图4）。2月12日1#轴承处轴振降至58μm左右，2#轴承处轴振升至200μm以上。 2月11日到4月5日，1#轴承处轴振在40μm-100μm-58μm左右跳变；2#轴承处轴振从150μm-230μm逐步上升。 对#1机组汽温、汽压、油压、排气温度、轴位移、推力瓦块温度、膨胀与机组大修后同等工况比对，未发现其他异常，对机组1#、2#、3#、4#轴承分析，判断振源在1#、2#轴承处。（红色为2#轴振曲线，绿色为1#轴振曲线） 通过数据分析，1#、2#轴振现象与李俊峰[1]对某电厂汽轮机轴系异常振动现象的原因非常相似。根据现场机组运行环境分析，判断油挡积碳可能性非常大。油在高温情况下夹杂保温抹面料形成碳化，碳化物与轴系碰磨，造成轴系振动不规律反复现象。 根据2月6日到4月5日2#轴承处轴振数据显示轴振动逐步上升，期间存在跳变现象判断：2#轴承处油挡存在碳化碰磨现象同时2#轴承可能出现异常，异常现象与施维新//石静泼汽轮发电机组振动及事故中轴瓦乌金碎裂机理及原因条件相似[2]。同时根据1#轴承处2月6日到4月5日轴振数据可排除转子异常；根据2#轴承处2月5日轴振数据可排除2#轴承紧力失效。 2 标题二、油挡积碳分析 本机组轴承箱为微正压运行，机组运行负荷一直处在60--70％之间，后汽缸排气温度在运行时由额定工况下243℃升到290℃，轴承箱与汽轮机轴封处空间温度一直在190℃左右，运行时高调门油动机和盘车装置接头有渗油现象及油挡处经常出现油汽混合物，主油箱含水量较大，为了降低轴承箱与轴封处温度，在前后轴承箱处临时安装轴流风机冷却；同时为了散热，将汽轮机前后轴封处保温拆除部分（图5），前后轴封处存在粉末和块状抹面保温材料。风机的使用加大扬尘。油、尘在高温下碳化。 2019年4月9日机检修，在揭开轴承箱上盖后，对油挡进行检查发现，油档齿之间充满坚硬黑色碳化物（图6），油挡回油孔堵塞。后对碳化物清理。 3 标题三、轴承乌金碎裂分析 机组1#、2#轴承为椭圆轴承。在运行时，2#轴承处轴振动相对位移较大[2]：2月5日从10μm-139μm--10μm左右跳动，2月6基本在 150μm-170μm左右跳变，3月底基本上升到200μm-220μm左右（图7），并且跳变峰-峰值逐步升高，峰-峰值跳变周期延长，长达74天振动运行。经查证：2月6日临时停机1.5小时，处理EH油系统蓄能器渗油及充油电磁阀卡涩问题，由于顶轴油系统故障，盘车未能投入，在这种情况下强行启动，造成2#轴承处轴振瞬间高达324μm，由于瞬间强冲击，首先冲击轴承乌金，可能已造成2# 轴承乌金异常，从324μm降到150μm不在下降反而逐步上升到4月5 日停机时的至220μm以上。在这一过程中轴的激振力通过油膜传递给乌金，油膜的交变应力作用在乌金上，致使乌金出现细小裂纹，在出现裂纹后，高压交变膜进入裂纹，小裂纹不断扩大贯通，造成乌金碎块。乌金碎块在油楔交变应力下脱落，碎块在相互撞击下形成碎粒[2]。在碳化碰磨、乌金碰磨、乌金碾压和交变应力的情况下造成2#轴承处轴相对振动在逐步上升现象。检修时发现，2#轴径处有乌金碾压白色痕迹，对2#轴承乌金进行检查发现：轴瓦表面有较浅的沟槽，乌金面有1.5x1.5㎝2和1.0x1.0㎝2
(完整word版)汽轮机异常振动分析及处理
汽轮机异常振动分析及处理 一、汽轮机设备概述 国华宝电汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机，型号为NZK600-24.2/566/566。具有较高的效率和变负荷适应性，采用数字式电液调节（DEH）系统，可以采用定压和定—滑—定任何一种运行方式。定—滑—定运行时，滑压运行范围40～90%BMCR。本机设有7段非调整式抽汽向三台高压加热器、除氧器、三台低压加热器组成的回热系统及辅助蒸汽系统供汽。 高中压转子、低压转子为无中心孔合金钢整锻转子，高中压转子和低压转子之间装有刚性法兰联轴器，低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。整个轴系轴向位置是靠高压转子前端的推力盘来定位的，由此构成了机组动静之间的相对死点。整个轴系由 7个支持轴承支撑，高中压缸、低压缸和碳刷共五个支持轴承为四瓦块可倾瓦，发电机两个轴承为可倾瓦端盖式轴承，推力轴承安装在前轴承箱内。推力轴承采用LEG轴承，工作瓦块和定位瓦块各八块。盘车装置安装在发电机与低压缸之间，为链条、蜗轮蜗杆、齿轮复合减速摆动啮合低速盘车装置，盘车转速为2.38r/min。 运行中为提高机组真空严密性，将机组轴封密封蒸汽压力由设计28kp提高至 40kp—60kp（以轴封漏汽量而定）。虽然提高了运行经济性但也增大了轴封漏汽量，可能会使润滑油带水并影响到机组胀差和振动，现为试验中，无法得出准确结论。#1机组大修后启机发生过因转子质量不平衡引起多瓦振动，经调整平衡块后得以改善。正常停机时出现过因胀差控制不当造成多瓦振动，也可能和滑销系统卡涩有一定关系。#2机组正常运行中（无负荷变化）偶尔会出现单各瓦振动上升现象，不做运行调整，振动达到高点之后迅速回落，一段时间后又会恢复正常，至今未查明原因。机组采用顺序阀运行时，在高低负荷变换时会发生#1瓦振动短时增大现象，暂定为高压调阀开关时汽流激振引起的振动。机组异常振动是经常发生又十分复杂的故障，要迅速做出判断处理，才能将危害降到最低。 二、机组异常振动原因 1、机组运行中心不正引起振动 （1）汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷过快，将引起汽缸受热膨胀不均匀，或滑销系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会造成汽缸对转子发生相对偏斜，机组出现不正常的位移，产生振动。 （2）机组运行中，若真空下降，将使低压缸排汽温度升高，后轴承座受热上抬，因而破坏机组的中心，引起振动。
汽轮机振动故障检测与诊断研究
汽轮机振动故障检测与诊断研究 发表时间：2018-10-14T10:24:07.813Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：夏海龙包云鹏 [导读] 摘要：汽轮机机组的振动对整体设备的运行是非常不利的，会对整体系统产生重要的破坏作用。 (内蒙古白音华满都拉铝电有限公司内蒙 026200;霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司内蒙霍林郭勒市 029200) 摘要：汽轮机机组的振动对整体设备的运行是非常不利的，会对整体系统产生重要的破坏作用。所以有关工作人员应该将更多的注意力放在汽轮机组的运行上，通过相关信号的接收控制，实现对应信号的检测，这对于目前的汽轮机机组振动数据监控是非常重要的。此外工作人员还应该结合异常振动的状况，采取科学合理的方式进行充分的数据分析，及时把握机组的运行情况。 关键词：汽轮机；振动故障；诊断 引言 在汽轮机组日常运行的过程中，出现震动现象是不可避免的，然而，由于运行人员的不规范操作以及设备老化等原因的影响，原本规律的震动呈现出异常现象，进而造成异常振动，影响汽轮机的正常运行。运行人员应注意汽轮机的日常维护保养工作，及时发现汽轮机的故障原因及所属类型，并及时进行故障排除，保证汽轮机组工作的稳定性。 1汽轮机的概述 所谓汽轮机，又称之为蒸汽机，是一种将蒸汽的能量转化为机械功的动力装置也是蒸汽动力装置中最为重要的组成部分，在实际应用中，主要将其当做发电所用的原动机，也运用于发电机组上，尤其是在各种泵的驱动以及风机、压缩机，以及透白螺旋浆等，以蒸汽参数可以将汽轮机分为六个等级，低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机以及超临界压力汽轮机。诸如此类原动机有着极为广泛的应用，在大机组长周期运行设备中尤为明显。 1.1结构部件及配套设备 凝气设备主要由，凝汽器、循环水泵、凝结水泵以及抽气器组成，汽轮机排气进入凝汽器，然后在循环水的作用下，凝结为水，然后由凝结水泵抽出，经过热器加热后，将水送回锅炉。在进行汽轮机的使用时，往往应该注意到其主要的配套设备。汽轮机主要由轮转部位和主要的联动区域构成，其他部分是静止的，涵盖隔板、进汽部分等。因为汽轮机在使用时需要在较高的温度下，因此该设备属于高精密度要求的机械设备，同时需要与不同的加热器设备相结合，共同构成相对稳定的结构部件。 1.2汽轮机的特点 同以往的蒸汽机相比，汽轮机在机械生产中具有更多的优势。结合机械汽轮机的运用来提升整体设备的功耗，对单位面积热能的转化有着很大的帮助。因此汽轮机能够在功率的提升方面甩开蒸汽机很大一部分。就汽轮机的运用进行分析，从整体上带动汽轮机运作环境温度的提升，能够在很大程度上提高热转化的效率。从汽轮机出现以来，越来越多的工作人员开始将汽轮机的运作放在机械生产的首要位置。伴随着科学技术手段的提高，汽轮机已经广泛应用到社会生产中。 2汽轮机振动故障检测与诊断分析的目的 在当前快节奏的生产中，企业已经不能够承担因机组停工而造成的损失，因此，必须具有一套快速诊断方案，从而保证机组的运转。而汽轮机组振动故障相对于其他故障来讲，可以更快地通过先进技术手段来进行判断和定位，也更容易被管理者和使用者所获悉。所以，在检修技术发展的同时，加快对汽轮机组振动故障快速诊断与分析技术的探索，具有极为重要的战略意义。汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一，汽轮机组振动过大将使汽轮机转动部件如叶片、叶轮等应力超过允许值而损坏，振动严重时，可能导致自动保护器误动作而发生停机事故以及轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等。因此，必须使机组的振动程度保持在规定的允许范围内。 3汽轮机发生振动的原因 3.1低压缸动静碰磨引起的振动 低压缸的问题也是导致轴承异常振动的主要因素，在低压缸的检测中发现，低压缸的动静碰磨问题是导致低压缸的蒸汽参数过低的直接原因，具体原因如下：①低压缸的汽封径向之间存在的间隙过小。②汽轮机的低压轴封出现了进水现象。③随着排气温度过低，导致汽轮机低压缸内部的真空情况过高，使得非落地的轴承标高出现变化，造成轴承受力不均匀，发生严重摩擦。 3.2转子质量不平衡 在汽轮机运行中，其转子具有较高的旋转速度，如果旋转中心没有和转子质心重合，那么转子的不平衡就会让离心力产生，就会让轴承激烈振动，进而导致汽轮机振动。产生这种现象的主要原因为热不平衡、转子弯曲、转子结垢或是部件脱落松动。以热弯曲为例，其主要特征是随着使用时间的延长，基频振动会产生变化，工频振幅值会加大，相位会产生变化，而在变化趋势减缓之后，其状态会趋于稳定，热弯曲产生的主要原因是生产制造时使用材料的热应力，同时，气缸进水、动静部位摩擦等运行也会让其产生热弯曲。 3.3转子裂纹 在汽轮机中，转子裂纹不仅仅会让汽轮机产生振动，还有可能发生恶性事故，造成转子裂纹的原因主要为热应力影响、应力集中和转子腐蚀。其裂纹表现形式为螺旋裂纹、纵向裂纹、横向对称裂纹和周向裂纹，其中周向裂纹的产生较为常见。 3.4转子中心孔进油 如果转子大轴端部堵头没有被拧紧，那么在汽轮机运转之后，润滑液可能会因为中心孔压差而渗入孔中，同样，如果在工作完成后没有将中心孔的油进行仔细清理，也可能会让转子中心孔进油，进而产生振动。在中心孔内，液体具有豁性剪切力，会让作用在液体上的离心力产生超前角，离心力会分解出切向力，方向和涡动方向相同，在转子地临界转速低于转速时，涡动力可能会让次同步失稳现象产生，进而使得振动产生并加大。 4振动故障解决措施 4.1机组运行中产生的振动 在汽轮机机组的运作中，如果振动过于频繁，就应该人为对汽轮机进行调节，结合蒸汽参数、气缸温度等数据进行有效控制，找到适合汽轮机机组设备运行的情况后，采取适当的方式进行处理。在汽轮机的正常运行时，结合启动速度进行控制，可以明显发现通气流的部分产生摩擦，工作人员应该及时进行停机检测，如果仅仅是振动声音偏大，就可以采取转速调节的方式实现设备的调节，给汽轮机的正常运作提供必要的帮助。如果振动不能够正常消除，那么就应该在该转速下维持部分时间，再将其运行转速提高，就会在很大程度上提升汽
汽轮机振动大的原因分析及其解决办法
汽轮机振动大的原因分析及其解决办法 发表时间：2017-09-06T10:38:48.377Z 来源：《电力设备》2017年第14期作者：唐昊 [导读] 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。 （阜新金山煤矸石热电有限公司辽宁省阜新市 123000） 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 前言 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 1.机组异常振动原因 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长。关键部位长期磨损 等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 2.汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振转子热变形、摩擦振动等。 2.1汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个凹谷，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动[1]。 2.3摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在削顶+现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。 3.如何查找汽轮机的异常震动 生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化，引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因，在查找振动主要来源时要注意下面几个要素：振动的频率是 1X，2X等。振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系。振动的稳定性如何（指随转速、负荷、温度、励磁电流、时间、等的变化是否变化）。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大。特别过临界时振动比以往大得多。振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同或反相，振动的稳定性好（在振动没有引起磨擦的情况下），且重复性好，根据振动特征与日常检测维修记录多方面分析，找出故障原因最终排除。另外对于一些原本设计上有通病的机组，要做好心理准备并牢记其故障点，一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。 4.在振动监测方面应做好的工作 目前200M W 及以上的机组大都装设了轴系监控装置，对振动实施在线监控，给振动监测工作创造了良好的条件。其他中小型机组有的虽装有振动监测表，但准确度较差，要靠携带型振动表定期测试核对，有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监
电厂汽轮机振动过大原因及处理办法示范文本
电厂汽轮机振动过大原因及处理办法示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
电厂汽轮机振动过大原因及处理办法示 范文本 使用指引：此管理制度资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 该文针对电厂汽轮机振动过大的一些原因进行分析讨 论，给出了汽轮机振动大的原因以及格尔木300MW燃气 电站汽轮机组常遇到的振动大的原因，并给出了减小汽轮 机振动的措施。 一、前言 格尔木300MW燃气电站汽轮机系上海汽轮机厂生 产，汽轮机型号：LZN55-5.6/0.65。下表是格尔木 300MW燃气电站转子振动值与轴承振动值的相关参数。 二、汽轮机发生振动的原因 (一) 机组在运行中中心不正引起的振动
(1) 汽轮机启机过程中，若暖机时间不够，升速或者加负荷过快，将引起气缸受热膨胀不均匀，或者滑销系统有卡涩，使气缸不能自由膨胀，将导致气缸相对于转子发生歪斜，机组产生不正常的位移，发生过大振动。 (2) 机组在运行当中如真空下降，将引起排气温度过高，后轴承上抬，破坏机组的中心，引起振动。 (3) 机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行。将使胀差和汽缸变形增加，这样会造成机组中心移动超过允许的限度，引起振动。 (5) 间隙振荡。当转子因某种原因与汽缸不同心时，可能产生间隙振荡，造成机组振动值升高。 (二) 转子质量不平衡引起的振动 (1) 弹性弯曲而引起的振动。这种振动表现为轴向振动，尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著。
汽轮机轴系振动异常原因分析及处理
汽轮机轴系振动异常原因分析及处理 发表时间：2020-03-10T11:54:40.027Z 来源：《中国电业》2019年21期作者：杨明远 [导读] 介绍了某发电厂1号机组汽轮机轴系异常振动现象 摘要：介绍了某发电厂1号机组汽轮机轴系异常振动现象，认为其振动异常主要是由动静部分碰磨引起。通过介绍汽轮机解体检查及处理情况，并深入分析轴系振动异常原因，披露了事件背后暴露的问题并提出了预防措施。有效解决了机组轴系的振动异常问题，同时也为出现类似问题的机组提供了分析和解决问题的思路。 关键词：汽轮机；振动；动静部分；碰磨； Abstract：The paper describes the abnormal vibration of the turbine shaft of No.1 unit in a power plant. The article believes that its vibration anomaly is mainly caused by the rubbing of the dynamic and static parts. Through the introduction of steam turbine disintegration checking and processing situation,and in-depth analysis of the reasons for the abnormal shafting vibration, the problems exposed behind the event are disclosed and preventive measures are proposed. It can effectively solve the problem of unit shaft system abnormal vibration, and also provide the thinking of analyzing and solving the problem for the unit with similar problems. Key words：Turbine; Vibration; Dynamic and static parts;Rubbing 一、概述 某电厂2×453MW燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机由GE公司生产，型号为PG9371FB，蒸汽轮机由哈尔滨汽轮机厂制造，型号为 LN150/C120-11.00/3.30/0.43/1.40，型式为三压、再热、两缸、冲动、抽凝式汽轮机。余热锅炉采用东方日立锅炉有限公司的三压、再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉。 汽轮发电机为三转子六支点支承结构，其中#1、#2轴承支撑高中压转子，#3、#4轴承支撑低压转子，#5、#6轴承支撑发电机转子，在机组转速小于600rpm时为#3、#4、#5、#6轴承提供高压顶轴油，将转子顶起。轴系结构如图1所示。 图1汽轮发电机轴系结构简图 该电厂1号机组已于2018年9月通过168h试运。近期1号机组冷态启动，机组投入AGC稳定运行约1小时后，因燃料辅助截止阀的电磁阀故障导致机组跳闸，机组惰走过程中轴振异常增大，破坏真空紧急停机。后续几次机组启动均因汽轮机振动大导致启动失败。通过改变冲转参数并对机组振动、相位、差胀等参数进行分析，初步判断汽轮机动静部分存在碰磨。通过对蒸汽轮机解体检查精确测量，最终确定该汽轮机振动异常主要由于高中压转子存在弯曲变形，轴系中心、汽缸中分面间隙、通流间隙均存在明显偏差，同时气缸本体也存在一定程度变形，以上因素共同导致动静碰摩，轴振异常增大。 本文通过对该机组相关数据的分析和研究，介绍了汽轮机解体检查及问题处理情况并对汽轮机振动异常原因进行了深入分析，披露了事件背后暴露的问题并提出了预防措施。解决了汽轮机异常振动难题，同时对同类型机组解决类似振动问题提供参考。 二、振动异常问题描述 2.1 机组跳闸惰走振动异常 14日1号机组冷态启动。启动过程中各参数均无异常，汽轮机最大轴振发生在2909rpm，#5轴振121μm。上午11：55机组投入AGC，稳定运行约1小时后，因燃料辅助截止阀的电磁阀故障导致机组跳闸，跳闸前机组总负荷275MW。汽轮机惰走至转速1604rpm，#1轴振开始有增大趋势。转速至877rpm，#1轴振X、Y方向振动值迅速上涨，立即破坏真空紧急停机。随后#1轴振继续上升，最大值1X升至455μm、1Y 升至417μm。汽轮机惰走时间18min（正常约60min），盘车投入后转子偏心显示坏点，1X振动95μm、2X振动66μm、3X振动53μm，并呈缓慢下降趋势。 2.2 机组后续启停振动异常 蒸汽轮机连续盘车，各轴承振动逐渐恢复正常，转子偏心恢复正常。16日1号机组温态启动。对于冲转参数进行一定调整，提高主蒸汽进汽温度与缸体温度的温差至80℃-100℃并适当降低凝汽器真空度。机组启动成功，最大轴振2X约127μm。机组正常调峰运行一天，夜间机组停机过程中蒸汽轮机转子惰走至1505rpm，#1轴振猛增至402μm，再次出现振动异常现象。 后续几天1号机组多次进行热态启动尝试，机组在600rpm执行摩检试验正常并在1050rpm暖机1.5小时，继续升速至1450rpm时，轴振猛增至跳机值附近，手动打闸停机。多次启动尝试都以转子轴振大而失败告终。具体机组启停情况及转子振动数据如表1所示。 表1 14-20日1号汽机启停振动峰值记录表 通过对1号机组振动、相位、胀差等参数进行分析，蒸汽轮机转子动不平衡现象引起轴振大有三种可能： 一、2号、3号轴瓦间的中低对轮连接螺栓存在松动现象； 二、1号、2号轴瓦（可倾瓦）瓦块严重磨损卡涩； 三、蒸汽轮机高、中压转子弯曲变形，导致动静部分碰磨。 其中转子弯曲变形可能性较大，经决定1号机组立即转入A级检修，对振动原因进行彻底检查。 三、解体检查及处理 3.1 高中压转子弯曲情况及处理 蒸汽轮机高压内缸和中压隔板上半拆开后，立即对高中压转子进行弯曲度测量。测量结果显示，弯曲最大位置为高中压过桥汽封至高压3级处，弯曲值为0.11mm，对转子进行无损探伤未发现缺陷。 将高中压转子返回汽轮机厂处理。由于弯曲度不大，选择对转子直接进行车削并进行高速动平衡试验。最终高中压转子经平衡校正后，在一阶临界转速和工作转速下的轴承振动速度有效值分别为：中压端（0.452mm/s 、1.1mm/s）、高压端（0.503mm/s、 0.272mm/s）。
振动检测与旋转机械故障诊断
振动检测与旋转机械故障诊断Ξ 张 骁 (包头钢铁(集团)公司炼铁厂) 1 概述 机械故障诊断学是一门近二十年内发展起来的 新学科,是现代化设备维修技术的重要组成部分,并 且正在日益成为设备维修管理工作现代化的一个重 要标志。此项技术的应用主要是对确保机械设备的 安全,提高产品质量,节约维修费用以及防止环境污 染起着很重要的作用。在机械故障设备的状态监测 和故障诊断技术中有多种方法可使用。例如振动监 测技术、油液分析技术、红外测温技术、声发射技术、 无损检测技术等。其中振动监测技术是普遍采用的 基本方法,因为振动的理论和测量方法都比较成熟, 且简单易行。另外,据统计,机械故障90%可以从振 动测量中检测出来。振动测量和信号分析一直是作 为预知维修的主要手段,各行业设备部门要开展这 项工作一般都是从这二方面着手的。 振动监测技术就是“对设备的振动信号进行检 测、分析处理,故障识别和预报的一种技术”。 2 旋转机械运转产生的振动 旋转机械运转时产生的振动中包含着从低频到 高频各种频率成分的振动,轴系异常(包括转子部 件)所产生的振动频率特征如下: 发生频率主要异常现象振动特征 低频 不平衡 转子轴心线周围质量分布不均匀 振动频率与旋转频率一致 不对中 联轴器连接的两轴中心线偏移 振动频率与旋转频率一致或与旋转频率成倍松动 基础螺丝松动或轴承磨损引起的振动 振动频率含有旋转频率的高次成分 油膜振荡 常发生在定制给油的滑动轴承上 是因轴承的力学特征引起的振动 振动频率是轴的固有频率 中频压力脉动 在泵、风机等产生压力的结构中,每次涡轮通过 涡壳部位,流体、压力变动。当压力机构有异常时 就产生压力脉动。 叶轮叶片 通过振动 轴流式或离心式压缩机中,透平运行时,由于动 静叶片间干涉;叶轮和导叶间干涉,喷头和叶轮 间干涉引起的振动。 高频气浊流体机械中,由于局部压力降低,产生气泡,气泡压力增高,破灭时即产生高频振动并有音响。 流体音振动流体机械中,因压力机构异常或密封机构异常等产生的一种涡流,一般是随机高频振动和音响。 3 旋转机械故障的诊断方法 设备的状态监测技术是指对设备(部件、零件)的某些特征参数进行测试,并根据所得测定值与规定的正常值来作比较以判断设备的工作状态是否正常或异常(存在故障),也称为简易诊断。 设备故障诊断技术则不仅要对机器设备的状态是否正常作出判断,更重要的是对机器故障的原因、部位及严重程度作出估计。故称为精密诊断。 目前比较普及的还是简易诊断(状态监测),而精密诊断真正用于生产还是少数,而且主要用于高精尖设备上。这一状况欧美和日本都一样,具有普遍性。这表明简易诊断比较成熟,简便易行,而精密诊断还属于一种开发性技术,尚不够成熟。另外精密诊断的费用也比较高,需要精密的仪器,要由经过专门训练的工程师来进行,所以只在重要的设备上进行。这一点对我国开发推广诊断技术时值得注意。当前应该把重点放在普及简易诊断或状态监测上。同时积极开发精密诊断技术,使它尽快达到使用水平。据有关资料统计,利用简易诊断仪器可以解决设备运行中50%的故障。由此可见,简易诊断在设备管理与维修中的重要作用。 以日本新日铁公司为例,看设备诊断技术在设备管理与维修中的应用:(图1 ) 图1 新日铁认为:在大型钢铁联合企业中,为确保全系统设备的正常运行,有两项技术必须实行。一是有效地监视机器状况,即“设备监测技术”。二是精确的 25内蒙古石油化工 2009年第18期 Ξ
汽机缺陷分析与处理
6MW余热电站汽轮机缺陷原因分析及处理 1．故障现象 我公司综合利用焦炉剩余煤气余热发电站，采用洛阳发电设备厂生产的汽轮机，型号：N6-3.34。从2007年6月并网发电至今的7年运行时间当中，汽轮机出现的主要故障现象为以下三个方面：（1）汽轮机的振动偏高；(2)真空度相对较低；（3）调速系统不稳定; 2.故障分析 2.1汽轮机的振动偏高 振动是一种周期性的反复运动。处在高速旋转下的汽轮发电机组，在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。对于振动，我们希望它愈小愈好。不同转速机组的振动允许值不同，凡是在允许范围内的振动，对设备的危害不大，因而是允许的。超出允许范围，就会对设备造成伤害。而本机组在运行中最高振动超过85um,最低振动时也在50um以上，超出了汽轮机振动的允许范围50um以下。 汽轮机振动过高直接威胁着机组的安全运行，因此，在机组出现过高振动时，就应及时找出引起振动的原因，并予以消除，绝不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。 汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原
因很多，为找出汽轮机振动大的原因，我们曾通过做试验方法来查找汽振动大的原因： 1）励磁电流试验 目的在于判断振动是否是由于电气方面的原因引起的，以及是由电气方面的哪些原因引起的。 2）转速试验 目的在于判断振动和转子质量不平衡的关系，同时可找出转子的临界转速和工作转速接近的程度。 3）负荷试验 目的在于判断振动和机组中心，热膨胀，转子质量不平衡的关系，判断传递力矩的部件是否有缺陷。 4）轴承润滑油膜试验 目的在于判断振动是否是由于油膜不稳，油膜被破坏和轴瓦紧力不当所引起的。 5）真空试验 目的是判断振动是否是由于真空变化后机组中心在垂直方向发生变化引起的。 6）机组外部特性试验，实际上就是在振动值比较大的情况下测量机组振动的分布情况，根据振动分布情况分析判断不正常的部位。 2.1.1汽轮机振动是一个多方面的综合因素，通过以上实验对振动过高的原因分析如下：