汽轮发电机组振动监测
TN8000汽轮发电机在线监测系统-华科同安
系统模块
局放通讯模块 串口通讯模块 模拟量输入模块 模拟量输出模块
存储模块
通讯模块 键相模块 振动模块 匝间短路模块
继电器输出模块
···
TN8000数据采集系统
以太网
工况参数 SYS/DCS
串口通讯、 模拟量输入
RS485通讯
• 只要经过简短培训，任何技术员都可以对局放监测结果进行客观的解释。
• 局放监测系统非常可靠和耐用。用于监测局放信号的耦合器和定子槽传感 器经过了非常严格的测试。 • 其技术得到了加拿大电力协会、美国电力研究院、安大略省电力局、纽约 电力管理局和IEEE认可。 • IRIS公司的用户已经发表了许多技术论文，含盖了上百个成功应用这项技 术的案例。
全面负责为国内用户提供局放监测装置的设计、安装、 调试、培训、故障分析和长期技术支持等各项专业服务 华北电科院高压所的大力支持 整合和汉化局放监测分析软件 集成与局放相关的工况参数 提供发电机在线监测全套解决方案
TN8000发电机在线监测系统监测参数
局部放Hale Waihona Puke ：通过通讯从局放监测仪获取
匝间短路：TN8000-MFM监测系统
端部振动：TN8000-VIB监测系统 发电机轴系振动：TN8000-TDM监测系统 机组转速 绝缘过热、氢气湿度/纯度、定子温度、相关工况参数： 从SYS/DCS系统、现地仪表通讯获取
TN8000发电机在线监测系统网络结构
TN8000数据采集箱
监测新技术的最前缘。IRIS公司及其员工在局放监测领
域所做的贡献已经得到了美国电力研究院、电气和电子工 程师协会以及诸多商业杂志的褒奖和全世界广大用户的认 可。
汽轮机轴系监测系统
汽轮机轴系监测系统概述汽轮机轴系监测系统作为热工保护内容的一部分，是实现汽轮机组运行自动化的机组运行自动化的基础，是保证汽轮机组安全经济运行的必备装置。
汽轮机轴系监视保护项目主要包括：汽轮机振动的监测、转子轴向位移监测、转速监测、缸胀及胀差监测、偏心监测等。
由于各个汽轮机机组的形式、结构以及组成不尽相同，因而不同形式的汽轮机所配置的监视和保护装置，其项目和要求也不尽相同。
汽轮机轴系监测（TSI）系统基本参数（一）、动态运行（振动）参数1.振幅振幅是表示机组振动严重程度的一个重要指标，它可以用位移、速度或加速度表示。
根据振幅的监测，可以判断“机器是否平稳运转”。
以前对机组振动的检测，只能测得机壳振幅，虽然机壳振幅能表明某些机械故障，但由于机械结构、安装、运行条件以及机壳的位置等，转轴与机壳之间存在着阻抗，所以机壳的振动并不能直接反映转轴的振动情况，因为机壳振动不足以作为机械保护的合适参数，但是机壳振动通常作为定期监测的参数，能及早发现叶片共振等高频振动的故障现象。
由于接近式传感器能够直接测量转轴的振动状态，所以能够提供机组振动保护的重要参数，把接近式电涡流传感器永久的安装在轴承架上，便能随时观测到转轴相对于轴承座的振幅。
振动幅值一般以峰—峰密耳位移值或峰—峰微米位移值表示。
一台运行正常的机组的振幅值都是稳定在一个允许的限定值。
一般来说，振幅值的任何变化都表明机械状态有了改变。
机组的振幅无论增加或减少，操作和维修人员均应对机组作进一步调查分析。
2.频率汽轮发电机组等旋转机械的振动频率(每分钟周期数)，一般用机械转速的倍数来表示，因为机械振动频率多以机械转速的整数倍和分数倍形式出现的。
这是表示振动频率的一种简单的方法，只把振动频率表示为转速的一倍、二倍或1/2倍等，而不用把振动频率分别表示为每分钟周期数或赫兹。
在汽缸测量中，振幅和频率是可供测量和分析的惟一主要参数，所以频率分析在汽缸振幅测量中是很重要的。
660MW汽轮发电机组扭振监测系统应用研究
或频 率 ） 。 全 面 的实 时 数 据 显 示 功 能 ：扭 振 监 测 Ｃ Ｌ Ｎ６ ６ ０ － ２ ４ ． ２ － ５ ６ ６ ／ ５ ６ ６ 。 汽 轮 机 级数 共 振 交 变角 速度 （ 计４ ４ 级， 高压 缸 为１ 个 调节 级和 ９ 个 压 力级 ； ２ 系统 通 过 主监 视 窗 １ ： １ 监 视 系统 实 时 运 行 状 ． ２ 汽 轮 发电 机组 扭 振 监 测 系统 构 成 汽 轮 机 扭 振 监 测 系 统 按 物 理 层 次可分 态 ， 还 可用 各 种 直 观 的 图 形 表 达 方 式 描 述 中压缸 为６ 个 压 力级 ， 低压 缸 为 ２ ×７ ＋２ Ｘ ７ 个
型
Ｑ ： ！
研 究 报 告
Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃ ｈｎｏ ｌ ｏｇｙ Ｉ ｎｎ ｏｖ ａｔ ｉ ｏ ｎ Ｈｅ ｒ ａ ｌ ｄ
６ ６ ０ ＭＷ汽轮 发 电机 组 扭 振 监测 系统 应 用研 究
张玉 胜
（ 河北国华 沧东发 电有限责任公司 河北沧州
０ ６ １ １ １ ３ ）
监测
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ３ １
文献标 识码 ： Ａ
文章编号： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ｏ １ ３ ） ０ ７ （ ｃ ） 一 ０ ０ ０ ９ — ０ １
１ 开发背 景 和 意 义
随 着 输 电网络 的 大 容量 化 、 长 距 离化 、
常稳 定运行时， 轴 系是 按 某 一 角速 度 ∞０ 回
压转 子 均为 整 锻 无 中心 孔转 子。
１ ． ２ 国华 沧 电４ 号 机 组 运行 现 状
２ ０１ ０ 年９ 月２ ７日， 定 洲电 厂 ＃３ 机 组 汽 机
发电公司旋转设备振动技术管理实施细则
发电公司旋转设备振动技术管理实施细则第一章总则第一条为加强发电公司（以下简称公司）旋转设备振动技术管理工作，以保证设备安全、稳定、经济运行，提高旋转设备综合管理水平，实行专业化管理，根据《发电厂技术监控规程》，结合我公司实际情况，制定本实施细则。
第二条旋转设备振动管理工作的目的：确保旋转设备工作在良好的振动状况下，减少设备的损耗，避免发生设备损坏事故，提高公司的经济效益。
第三条旋转设备振动管理工作内容：执行振动国家标准及反事故措施的相关规定，监测旋转设备的运行状况，对异常振动开展诊断分析，及时发现和消除设备缺陷，不断提高旋转设备运行的安全可靠性。
第四条本细则适用于我公司汽轮发电机组、主要附属转动机械如:给水泵、凝结水泵、间冷循环水泵和引风机、一次风机、二次风机、流化风机、浆液循环泵、氧化风机、空压机、碎煤机、管带机等的振动监测和异常分析，其它转动机械可参照执行。
第二章旋转设备振动技术管理标准第五条参照标准（一）《机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动》（二）《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》（三）《隐极同步发电机技术要求》第六条轴承（转轴）振动执行如下标准(一)转轴振动标准表(二)轴承振动标准（峰峰值pp)（三）轴承振动标准（有效值rms)（四）不同转速旋转设备振动参考值注：1.具体机组的振动限值应根据机组设计、长期运行特点确定后，由厂总工程师批准后执行。
2.按两个互成90°的传感器的大值考核。
3.新投产机组的轴振水平应在(A)以内；B—机器可以长期运行；C—机器尚可短期运行，但必须采取补救措施；D—停机，不允许运行。
4.其他重要旋转设备转轴振动标准应将设备制造厂家标准或合同值列入运行规程作为考核依据。
第三章振动管理机构与职责第七条我公司旋转设备振动管理成立总工程师，振动技术监控专责、相关部门专业或班组的专业技术人员组成的三级技术监控网，做好日常的旋转设备振动技术管理工作。
其中：第一级为总工程师，第二级为振动技术监控专责、第三级为相关部门的专业技术人员。
常用振动状态监测标准
常用振动状态监测标准（机动设备处设备监测诊断中心提供参考）我公司所使用的转动设备的制造厂，主要分布在中国、美国、英国、德国、日本、瑞士、意大利等国家，因此针对制造厂国别不同采用的振动监测标准类别较多，因此在技术谈判时有关人员尽量合理选择主流标准，因此目前大型旋转机械转子的相对轴振动程度判别，主要应用美国石油学会的API标准。
多数机泵轴承座部位的绝对振动测量，参考标准比较多，但各国和我国及各部所制定的转动机械绝对振动测量标准，基本都是参照ISO国际标准制定的，因此我们重点介绍美国石油学会的API振动标准和ISO国际振动标准。
另外对于低转速设备、压力管线也介绍些实用的标准供参考。
由于知识产权和资料来源等问题，我们这里有些标准仅提供目录，最常用的标准这里只提供标准中的关于振动幅值判定的数值、表格或计算公式。
1、机泵轴承座部位的绝对振动标准1.1 用于在机泵轴承座部位，采用压电式加速度传感器，电动式速度传感器等，测量绝对振动速度值的判别标准：ISO2372-(GB6075) （国际标准）相当于我国的国家标准：GB6075-85，标准中10HZ~1000HZ指的是所应用的仪器基本频响范围和机器振动的频率范围，对于转速低于10转/秒的设备如果采用本标准，需要考虑低频范围的补偿问题，进行低频补偿需要测振仪器和传感器系统的频响特性曲线。
对于测量转速低于600转/分的机器，最好使用低频特性好的仪器，并配合低频传感器。
使用该标准时，也要注意合理地选择监测点，见本篇的第二章的节2.1.2振动诊断技术的实施过程测点选择相关内容。
表1-1 ISO2372标准振动评价分类表说明：第一类：指在正常工作条件下与整机连成一体的发动机和机器（15千瓦以下电动机产品是这类机器典型的例子）。
第二类：没有专用基础的中等尺寸规格的机器（输出功率为15~75千瓦的电动机产品是这类机器典型的例子），或是刚性固定在专用基础上的发动机和其它机器（功率300千瓦以下的）。
汽轮发电机组冲转升速时振动超限导致跳机问题分析与解决
汽轮发电机组冲转升速时振动超限导致跳机问题分析与解决摘要：汽轮发电机组整套启动过程中可能发生振动值超量程的情况，本文对汽轮机冲转过程出现的状况进行了原因分析，结合造成振动高的各种潜在可能因素，提出切实有效的检查及处理方案，对以后类似问题的分析、解决具有相应参考意义。
关键字：汽轮发电机组，振动，原因分析，解决引言：机组整套启动时（尤其是首次启动），其振动值可能超出机组的保护跳闸值，经由揭瓦检查、发电机加平衡块等等方式方能使振动值合格。
汽轮发电机组振动数据是判断汽轮发电机运行情况的重要指标，会严重影响设备及人员的安全，而汽轮机异常振动又是常见故障中比较难确定故障原因的一种，本文根据所遇实际情况结合影响机组振动的各项因素进行分析阐释。
一、以杭丽热电项目机组振动值高处理过程为例彼时杭丽项目3号汽轮机组所涉及各分系统的调试工作已经结束，正处于机组整套调试阶段。
按照首次启动的要求进行详细准备工作后，机组开始启动并升速。
按照调试方案先升速至800r/min后，就地打闸，确认机组无摩擦等异常声音，然后重新开启速关阀，开启调门升速至800r/min，依照冷态暖机曲线暖机，且在低速暖机保持时间内，对机组运转情况进行仔细检查，仔细测听各轴瓦，汽封声音，发现并无明显异常。
但是注意到发电机一侧，也就是4瓦振动值偏高，大概在80μm左右，不过距报警值还有一段距离。
（汽轮机振动的报警值为80μm，跳机值为110μm。
发电机振动的报警值为120μm，跳机值为150μm。
）当暖机结束后准备按照升速曲线将机组由800r/min升速到2000r/min，但到1043r/min过程中发现机组振动值整体迅速升高，其中发电机4瓦瞬间到194.8μm，而汽轮机3瓦处振动也已经超出110μm跳机值。
其他两个瓦处振动也有明显的增大趋势。
而且第一次时1043r/min时已跳机，距杭州汽轮机股份有限公司所供非停顿区1300-1750r/min转速上还有一段距离。
300MW汽轮发电机组的振动分析与处理
300MW汽轮发电机组的振动分析与处理杨新华1，张丽娟1,2，陈冬冬2，王宝玉3（1.兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州730050；2.山西昆明烟草有限责任公司，太原030012；3.甘肃电力科学研究院，兰州730050）[摘要]本文详细介绍了某300MW机组在起动及带负荷运行过程中产生振动异常的处理情况。
通过对整个机组进行开机全过程的振动监测，以及对振动数据的研究分析，确定了产生振动异常的主要原因是发电机转子质量不平衡。
经过数次现场高速动平衡处理，并对其他产生振动的原因采取相应的处理，有效消除了机组的异常振动，确保了机组的安全运行。
[关键词]汽轮发电机组；振动；动平衡；消振[中图分类号]TM311[文献标识码]B[文章编号]1000-3983(2010)02-0018-03Vibr ation Analysis and Disposition for300MW Turbine-Genera tor UnitYANG Xin-hua1,ZHANG Li-juan1,2,CHEN Dong-dong2,WANG Bao-yu3(1.College of Electrical and Information Engineering,Lanzhou University of T echnology,Lanzhou730050,China;2.Shanxi Kunming Tobacco Co.,L TD.,Taiyuan030012,China;3.Gansu Electric Power Research Institute,Lanzhou730050,China)Abstract:The paper gives a particular analysis on a300MW turbogenerator that the abatement process of the abnormal vibration on the turbine during the first start-up and running with load.According to the vibration monitoring during the turbines start-up on site,the analysis and study to the data of vibration monitoring was carried out.The reason of bearing's vibration is due to weight unbalance of generator rotor.After several high-speed dynamic balance on site and othe corresponding malfunction disposal,the vibration of the generator set was reduced effectively.Key wor ds:turbogenerator;vibration;dynamic balance;dismiss vibration前言甘肃某电厂3号机组工程设备采用哈尔滨汽轮机厂生产的N300-16.7/538/538型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、凝汽式汽轮机及其辅助设备，配以哈尔滨电机厂生产的QFSN-300-2型发电机，采用静止励磁系统。
汽轮发电机组振动在线监测系统失真原因分析及处理
Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒｕ ｉ ｏ ｌ ｅ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｖｂ ａｉｎ ｓｇ ａ ； ｉｔｒｉｎ ａ ａｙ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｂ — ｅ ｅ ａｏ ｎ ｔ ｎ ｉ ｎｔ ｉ ； ｉ ｒ ｔ ｉ ｎ ｌ ｄ ｓ ｔ ； ｎ ｌ ｓ ； ｎ ｏｎ ｏ ｏ ｏ ｓ
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轴振探头安装在相应轴承的内侧，使用电涡流传感器实 现非接触式振动测量，每个轴承安装两个轴振探头，安装在 垂直和水平方向。
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二.GME系统 2. 轴承振动
测点 GME003/004MV GME008/009MV GME103/104MV 名称 1号轴承水平/垂直瓦振 2号轴承水平/垂直瓦振 3号轴承水平/垂直瓦振 振动限值 报警值 停机值
三.汽机振动监测要点 趋势图
轴振（um）/负荷（MW）
200 150 100 50 0 18:05 18:30 18:45 时间 19:20 19:40 负荷 #10 #11
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三.汽机振动监测要点 极坐标图
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三.汽机振动监测要点 频谱图
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三.汽机振动监测要点 瀑布图
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三.汽机振动监测要点 轴心轨迹图
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一.汽轮机组的结构与特点
为什么我们要使用半速机？
提示：往机组功率方面考虑
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一.汽轮机组的结构与特点 全速机和半速机的运用
全速机：大亚湾、岭澳一期
半速机：岭澳二期、红沿河、宁德、台山
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二.GME系统 3.TDM系统简介 TDM系统是岭澳二期使用的一套汽机在线振动监测与故障诊 断软件。 TDM系统的功能包括：在线监测显示功能；历史数据分析功 能；报表输出功能；专家系统功能。 TDM系统中可以输出趋势图、波德图、极坐标图、频谱图、 瀑布图、轴心轨迹图等，有较为全面的振动信息，并在专家系 统中提供了振动故障诊断及动平衡计算的功能。
设计临界 对应转子 实测临界
890 GEN一阶 967
964 HIP一阶 975/985
1055 LP1一阶 1065/1100
1097 LP2一阶 1145/1175
1804 GEN二阶
岭澳二期汽机临界转速实测
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三.汽机振动监测要点 3.定速后的测量 此时机组维持空转，不并网，发电机不投励磁，重点考察： 轴系平衡情况 如果基频振动大，且振幅和相位基本稳定，很有可能存在 不平衡。 其他故障 其他故障在定速后也可以反映，如油膜振荡、动静摩擦， 转子的热弯曲和缸体的膨胀问题，这些故障的共同特点是使振 动不稳定。对于定速后振动不稳定的现象，一般还需要在带负 荷后进一步观察。
LHNPC
汽轮发电机组振动监测
2016/2/18
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目录 1 2 3
汽轮机组的结构与特点 GME系统 汽机振动监测要点 现场测量及故障分析 Q&A
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一.汽轮机组的结构与特点
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一.汽轮机组的结构与特点 岭澳二期：三油楔可倾瓦
特点：具有可调心功能、结构复杂，稳定性高，成本高， 工艺要求高，适用于支承重型转子。
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一.汽轮机组的结构与特点
为什么要采用弹簧隔振器？
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三.汽机振动监测要点 4.升负荷过程 机组并网后负荷提升的过程。 此过程中出现的振动问题往往与机组的热状态有关，如转 子热弯曲、汽缸的热膨胀等；还有一类与负荷的大小有关，如 联轴器传递扭矩不均匀、气流激振等。 此阶段的振动测量要特别注意与振动与相关参数的关系， 如转子温度、励磁电流等。
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二.GME系统 1. 轴振
测点 GME001/002MV GME006/007MV GME101/102MV 名称 1号轴承垂直/水平轴振 2号轴承垂直/水平轴振 3号轴承垂直/水平轴振 振动限值 报警值 停机值
GME106/107MV
GME201/202MV GME206/207MV GME301/302MV GME306/307MV
4号轴承垂直/水平轴振
5号轴承垂直/水平轴振 6号轴承垂直/水平轴振 7号轴承垂直/水平轴振 8号轴承垂直/水平轴振 90μm 130μm
GME401/402MV
GME406/407MV
9号轴承垂直/水平轴振
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三.汽机振动监测要点
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三.汽机振动监测要点
振动故障的诊断和现场平衡都是以测量数据为依据的， 因此振动测量是处理振动问题的基础。
汽轮发电机组振动测量的要求： 汽轮发电机组的振动90%属于强迫振动，它的频率为基频 （1X），所以基频振动在测量中占有主要地位； 专业测量的振动表必须有频谱分析功能； 必须有测量相位的功能； 测量工作量大，还受到现场复杂环境和时间的制约，因 此必须有周密的计划。一般测量与重点测量相结合！
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三.汽机振动监测要点 1. 测量参数 振动相关参数： 相关参数： 转速
振幅
频率 相位
时间
有功负荷 发电机转子电流 其他
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三.汽机振动监测要点 2.冲转过程的测量 冲转指的是汽轮机转速由0rpm提升至工作转速的过程，在 此过程中我们主要关注的是低速时轴的振动值、过临界时的振 动情况，以及防止不当的操作引起的过高振动。 低转速（小于400/500rpm） 偏移：因机械的、电磁的、材料的因素引起的非振动偏差。 晃度：转子存在弯曲，振动显示以1X为主。
二.GME系统
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二.GME系统 汽机监测系统，即GME系统反映的数据时判断汽轮机状况 的主要依据。 通过GME系统，可以得到： 高压缸缸壁温度 高、低压转子偏心 高压缸绝对膨胀 高压转子差胀 低压转子差胀 轴承振动及轴振动 推力轴承磨损
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一.汽轮机组的结构与特点 大亚湾及岭澳一期：
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一.汽轮机组的结构与特点 岭澳二期
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一.汽轮机组的结构与特点 3. “弹性基础” 红沿河发电机组汽机厂房16.20m基础平台底部全部由弹簧组支 撑，承担基础平台传递的全部负荷。 弹簧隔振器的作用： 隔离来自于上部的汽机运行产生的振动，使得下部基础免 遭振动带来的损坏； 使得地面地震加速度传给汽机轴承的响应加速度的放大倍 数大大减少，保护汽机轴系； 降低汽机基础的固有频率（常规汽机基础的固有频率约 18.6Hz，弹性基础约3.0Hz），以达到远离半速机25Hz运行 频率的目的。
岭澳二期
岭澳一期
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二.GME系统
大亚湾轴振传感器布置在左右两侧45°的原因， 以及岭澳二期变更的原因。
提示：与轴承的结构及工作原理有关
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二.GME系统
一.汽轮机组的结构与特点 半速机的特点： 实现长叶片设计：圆周速度小，应力小，叶片可靠性高； 叶型效率高：顶部间隙相对叶片长度较小；排汽面积增加， 余速损失降低； 体积大、重量大、转动惯量大，对激振力不敏感； 制造工艺要求高，转子多采用拼接方式； 热惯性大，运行灵活性差。 核电汽轮机的特点： 受限于反应堆热工参数，新蒸汽参数（温度、压力）低， 焓降小，流量大； 工作在湿蒸汽区。
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一.汽轮机组的结构与特点
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一.汽轮机组的结构与特点 4. 支撑轴承 轴承工作原理：
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一.汽轮机组的结构与特点 岭澳一期：圆筒瓦轴承
思考：岭澳一期汽轮机转子的转向是顺时针，使用的是“圆 筒瓦”轴承，机组运行时，转子的中心相对静止状态向左上 方向偏移。岭澳二期汽轮机转子的转向是逆时针，使用“三 油楔可倾瓦”轴承，机组运行时，转子的中心相对静止状态 也是向左上方偏移。Why？
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5.停机过程的测量 停机过程的测量重点与冲转过程类似，将大修前后汽机停 机、启动过程中汽机的振动状态进行比较，还有助于分析维修 活动对机组振动水平的影响。
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三.汽机振动监测要点 6. 振动图 波德图
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三.汽机振动监测要点 临界转速 临界转速是转子-支撑系统产生共振的转速。 特点： a) 1X振幅最大，相位变化最快 b) 每一根转子都有其临界转速 c) 一些发电机转子存在“副临界转速”，与平衡无关
临界转速 一阶 二阶 三阶 四阶 五阶
四.现场振动测量及故障分 析
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四.现场振动测量及故障分析 在实际工作中，汽机振动监测的内容主要是日常振动监测 及启停机期间振动监测。 1.日常监测 日常振动监测的工作包括每周振动巡检、每两月GME系统汽 机振动测量以及汽机振动状况出现变化时的分析评价。 每周振动巡检时，性能试验人员在主控室KIT（或KIC、TDM） 系统上查看汽轮发电机组振动信息，并打印收集。 每两个月，性能试验人员取得PI票，携带Datapac2500数采 器，在电气厂房L607（1号机）及L647（2号机）房间GME001AR 主汽轮机监测柜上，取振动信号。 日常监测完成测量后，参考振动标准，分析试验结果；必 要时，结合运行工况，通过对负荷、励磁电流及频谱等进行综 合分析，寻找振动原因。