汽轮机运行及振动故障诊断详解
汽轮机振动故障的原因分析与处理
汽轮机振动故障的原因分析与处理摘要：汽轮机是电力系统中的重要组成部分，保障其安全性，可确保电力系统稳定运行，实现其应有的效益。
但在实际运行时，汽轮机经常会出现一些故障，影响了机器的正常使用。
而将信息化技术应用在汽轮机振动故障检测与诊断上，能有效提高故障分析效率，便于进行维护，保障机组振动程度处于合理范围内。
关键词：汽轮机；振动故障；原因；处理1汽轮机振动故障检测与分析的实施流程1.1数据收集在对汽轮机进行故障检测时，应对汽轮机的振动信息进行数据收集，可为后续的故障检测与分析工作提供便利。
主要是因为汽轮机在运行时，会生成一系列的振动数据，通过比较不同状态的信息情况，有利于客观分析汽轮机的实际运行状态，从而分析故障问题。
1.2故障检测与诊断通常情况下，汽轮机属于大功率机组，在进行数据收集时，会受到运行噪音的影响，使得数据收集的精准性受到了影响。
因此，需要采取一些降噪措施，以降低影响因素。
同时，在对故障检测与诊断时，应判断振动数据是否处于合理范围内，并与数据库信息进行对比，能有效诊断故障发生的位置，从而正确制定维修方案。
2汽轮机振动故障原因2.1转子质量不平衡汽轮机振动故障存在多种原因，其中最为常见的为转子质量不平衡。
转子质量不平衡在汽轮机振动故障中占得比例高达80%，剩下的20%也不能认为完全与转子质量不平衡没有关系。
分析转子质量不平衡的原因可以总结为以下几个方面:①材料的不均匀;②制造、设计和安装过程出现偏差;③使用过程中没有对转子进行定期养护导致材料受损。
转子质量不平衡会使转子的惯性主轴与旋转轴线出现一定程度偏离，在这种情况下转动转子，离心力显然难以维持平衡，必然会出产振动的现象，从而使汽轮机发生故障。
2.2转子热弯曲故障转子热弯曲故障也是汽轮机振动故障中比较常见的故障原因，汽轮机运行中转子高速运转会产生热量，转子因此处在一个受热的环境下，受热情况可能会导致转子发生一定程度的热弯曲，进而对转子的平衡产生进一步影响。
汽轮机振动故障诊断与分析资料解读
汽轮机振动故障诊断与分析一、振动基础知识构成一个确定性振动有三个基本要素：即振幅 A ，频率f （ω）和相位φ，即使在非确定性振动中，有时也包含有确定性振动。
简谐振动：单自由度系统的自由振动，能用正弦函数或余弦函数表示的振动 。
0=+kx x m02=+x x nωm k n =ω)cos()(φω-=t A t xn旋转轴的振动：假设转子中部有一不平衡重量Q ，所处半径为r ，可以将Q 、r 看作分布在一段2h 长度上的分布载荷。
如果用转轴的偏心距U （s ）来表示这种不平衡，则：⎪⎩⎪⎨⎧=O hmg Qr s U 2.)( h S S h S +≤≤-11式中：m 为转轴单位长度的质量，S 表示沿轴方向的位置，将Q 、r 引起的偏心U （s ）按振型进行展开，则可得：123123()sinsin sin sinn k ss sU s A A A LL Ln s A Lππππ∞==+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∑式中：A1、A2、A3……An 为各阶振型系数，可以用求取傅里叶系数的方法求得：S 在其他各点h Ln Sin S L n hn mg Qr h S L n h S L n hn mg Qr hs hs s L n n L hL mg Qr sds L n h mg Qr L A h S h S πππππππππ11111n sin 24)](cos )([cos 22cos 22sin 2211=--+-=-+-==⎰+-我们经常用到的一个振动测量参数Vrms为速度有效值，Vrms≈０.７０７v也称速度均方根，因为它最反映振动的强烈程度，所以又称振动烈度。
Vrms≈０.７０７v。
ωt+φ-----为相位。
相位(phase)是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置，相位描述信号波形变化的度量，通常以度（角度）作为单位，也称作相角。
当信号波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360°实际工作中我们测量的相位是一个以键相脉冲为参考点的一个角度，目前大多仪器是如此定义的：振动高点相对与键相脉冲的角度差。
汽轮机振动故障的原因分析与处理
汽轮机振动故障的原因分析与处理汽轮机振动故障是指汽轮机在运行过程中出现的振动现象，会导致设备损坏、工作不正常甚至发生事故。
下面对汽轮机振动故障的原因分析和处理进行详细介绍。
一、原因分析1. 设备设计缺陷：汽轮机的设计缺陷可能导致振动故障。
叶片的几何形状不合理、叶栅的位置安装不准确等都会影响汽轮机的平衡性和稳定性，从而引发振动故障。
2. 设备安装问题：汽轮机安装不当也是引起振动故障的原因之一。
底座没有正确调整、冷却水管道接口位置不准确等都会导致汽轮机出现振动现象。
3. 运行环境问题：运行环境的变化也会引发汽轮机振动故障。
温度变化大、湿度过高、颤振现象等都会对汽轮机的运行稳定性产生不利影响。
4. 润滑和冷却系统故障：润滑和冷却系统的故障会导致汽轮机部件过热、磨损增加，从而引发汽轮机振动故障。
5. 设备老化和磨损：长时间运行或使用过久的设备容易出现磨损和老化，从而引起汽轮机振动故障。
二、处理方法1. 设备检修和维护：定期对汽轮机进行检修和维护，及时处理存在的问题，及时更换老化和磨损的部件，从源头上减少振动故障的发生。
2. 设备平衡和校正：对叶片和叶栅等关键部位进行平衡和校正，提高汽轮机的稳定性和平衡性，减少振动现象的出现。
5. 加强润滑和冷却系统的管理：定期检查润滑和冷却系统的工作情况，确保系统正常运行，从而减少振动故障的发生。
汽轮机振动故障的原因分析与处理需要综合考虑设备设计、设备安装、运行环境、润滑和冷却系统等多方面因素。
通过定期检修和维护，加强设备平衡和校正，合理管理运行环境和润滑冷却系统，可以减少振动故障的发生，提高汽轮机的工作效率和安全性。
汽轮机振动特性分析及故障判断
汽轮机振动特性分析及故障判断随着经济的快速发展，汽轮机被广泛的应用在各行各业，加强汽轮机振动特性分析及故障判断，对我国汽轮机行业的的发展起着至关重要的作用。
本文将从汽轮机振动故障分析、西屋引进型600MW汽轮机振动特性分析及汽轮机振动特性分析发展趋向等几个方面进行分析。
标签：汽轮机;振动特性;故障一、前言目前由于汽轮机行业的不断壮大，汽轮机振动特性分析及故障判断的问题得到了人们的广泛关注。
虽然我国在此方面上有所完善和进步，但是仍然存在一些问题和不足需要改进。
在建设社会主义和谐社会的新时期，进一步加强汽轮机的振动特性分析技术，保证汽轮机的运行质量，是促进汽轮机发展的一个重要环节。
二、汽轮机振动故障分析1、转子故障引起的振动（1）转子质量不平衡。
在现场发生的机组振动过大，按其原因分，属于转子质量不平衡的占了绝大部分，转子质量不平衡可分为转子残余不平衡和转子部分缺损两种情况。
（2）转子中心不正。
机组各转子中心不正对轴承振动的影响很大，它是产生转子扰动力的原因之一，而影响转子中心不正的原因很多，其中有由于转子中心测量调整不精确造成的，有由于联轴器缺陷造成的。
（3）转子热弯曲。
转子热弯曲包括发电机转子热弯曲和汽轮机转子热弯曲两部分。
发电机在热态时振动较大，其原因是由于转子在径向受到不均匀的加热或冷却，使转子热弯曲。
汽轮机转子产生热弯曲的原因有些与发电机转子相同，有些则不同。
（4）转子产生裂纹。
转子轴系是大功率动力机械的重要部件，其工作环境极其恶劣，在高温、高压下的蒸汽环境中，并高速运行，不但要受到机械载荷的作用，还要承受交变热负荷。
2、转轴碰摩引起振动转轴径向碰摩是机组启动和正常运行中振动突然增大的主要故障之一，据国内汽轮机转轴事故统计表明，其中的86%是由转轴碰摩引起的，转轴碰摩严重时还会引起轴系破坏事故，因此正确地诊断机组启停和运行中转轴碰摩具有非常重大的意义。
转轴碰摩具体又可分为机组启停中碰摩和工作转速下的碰摩，下面将分别给予分析。
汽轮机异常振动分析与排除
汽轮机异常振动分析与排除汽轮机是一种重要的动力设备，其操作过程中如出现异常振动，会对机器设备和工作人员安全造成严重威胁。
因此，进行汽轮机异常振动分析和排除至关重要。
首先，我们需要对汽轮机的振动特征进行了解。
汽轮机正常运行时，其振动主要来自于旋转部件（如转子、轮盘），振动频率主要以旋转频率和其倍频为主，而且振动振幅相对较小。
而异常振动则表现为低频振动，振幅较大，其形式一般为轴向或径向振动，而且同震频率通常都比较低。
其次，应该根据振动特征分析异常振动的原因。
常见的汽轮机异常振动原因有以下几种：1.虚转或不平衡。
由于零件加工不精确或存运输形变，导致机械不平衡。
2.轴承故障。
轴承内部损伤、过度磨损等，会导致车架振动或减小。
3.机械松动或损坏。
机械结构松动或断裂，引起振动或机械失效。
4.轴间谐振。
由于弹性特征不一致，轴间会形成谐振，引起振动。
一旦确定了振动的原因，就可以采取相应的排除措施。
汽轮机异常振动排除的具体方法如下：1.查找机械结构松动、断裂、轴承损坏等。
在非运行状态下对机械结构进行检查，特别要注意轴承是否有寿命或损坏。
2.排除轴承故障。
如果已经确定轴承故障，应及时更换损坏的轴承。
3.动平衡和静平衡。
通过动静平衡方式排除在运行时的虚转或不平衡。
4.加强防护措施。
合理维护机械设备，改善运行环境，减小机械结构松动、断裂等。
在汽轮机运行过程中，如发现异常振动现象，必须立即停机检查，并进行相应的排除措施。
一旦发现异常振动原因，应采取措施，及时修复，防止安全事故的发生。
汽轮机异常振动分析与排除
汽轮机异常振动分析与排除
汽轮机异常振动是汽轮机运行中经常会遇到的问题，其会影响汽轮机的可靠性、安全
性和运行效率。
因此，对汽轮机异常振动进行分析与排除具有重要意义。
汽轮机异常振动主要包括以下几个方面：
1.机体振动：机体振动是指汽轮机整机的振动，其主要是由于机座、轴承、齿轮等部
件故障或不平衡所引起。
机体振动的解决方法通常是对有问题的部件进行检修或更换。
3.剪切振动：剪切振动是指汽轮机叶轮片在流体作用下振动，其主要是由于叶轮片自
身的结构强度、制造工艺等问题所引起。
剪切振动的解决方法通常是通过对叶轮片的结构
和制造进行改进。
在分析汽轮机异常振动时，需要采用多种技术手段，例如振动传感器、高速摄像机、
频域分析等。
通过采集和分析振动信号，可以确定汽轮机产生异常振动的原因，并制定相
应的修复方案。
在排除汽轮机异常振动时，需要根据具体的情况选取相应的方法。
例如对于机体振动，可以采取检修或更换有问题的部件；对于旋转部件振动，可以采取转子动平衡或更换叶片等；对于剪切振动，可以采取改进叶轮片的结构和制造等措施。
需要指出的是，汽轮机异常振动所涉及的问题十分复杂，可能存在多种因素导致的复
合问题。
因此，在进行汽轮机异常振动的分析与排除时，需要采用系统化的方法，结合实
际情况，综合考虑多种因素，并充分发挥经验和专业知识的作用。
汽轮机振动故障的原因分析与处理
汽轮机振动故障的原因分析与处理汽轮机是一种工作在高速和高温环境下的设备，在其运行过程中，振动是一种常见的问题。
由于振动对设备的结构和部件造成的磨损和损坏，以及对设备的性能和可靠性产生的影响，因此振动故障的原因分析和处理非常重要。
本文将从以下几个方面对汽轮机振动故障的原因进行分析与处理。
一、原因分析1. 设备松动或磨损汽轮机运行时，部件之间的松动或磨损会引起机组振动。
如机架、轴承、齿轮和叶片等部件在运转时出现松动，或者是由于长期摩擦而导致了磨损，都会造成机组振动。
2. 不平衡汽轮机协调运转需要保证各部件的平衡性，在某些情况下，如叶轮的制造误差或者叶片领域加工不均等，会导致汽轮机的不平衡，使其产生振动。
3. 轴承故障汽轮机轴承故障也是一种常见的振动故障。
轴承故障会导致轴承工作不稳定，引起机组的振动，严重的还会导致机组运行停顿。
4. 不良的安装环境汽轮机的操作环境也是影响机组振动的原因之一。
在安装汽轮机时，其安装环境应满足一定的要求，否则将对机组的振动稳定性产生影响。
二、处理方法1. 检查和修理损坏或松动的部件首先，要对造成汽轮机振动故障的松动或损坏的部件进行检查和维修。
对于损坏的部件，可以进行采购更换，对于松动的部件，则可以进行紧固或者更换件，保证设备的稳定性和运行性能。
对于汽轮机不平衡引起的振动故障，可以通过进行平衡调整来消除振动。
具体方法是，使用专业的平衡仪器进行平衡测试，然后根据测试结果制定相应的调整计划进行平衡调整。
当汽轮机的振动故障是由于轴承故障所导致时，应尽快更换转子上的轴承，以保证汽轮机的稳定运行。
加强安装环境，包括选择适当的土建施工方式、精确的安装的严格执行，以及采用符合要求的管理和操作程序等。
在安装中严格按照操作规程和操作标准操作，以保证设备工作在良好的安装环境下。
综上所述，汽轮机振动故障是一种常见的问题，通常是由于部件松动、磨损或不平衡、轴承故障、安装环境等原因导致。
针对不同原因，对应的处理方法也有所不同。
汽轮机异常振动原因分析及解决对策
汽轮机异常振动原因分析及解决对策分析异常振动的原因是解决问题的关键。
异常振动的原因可以分为机械因素和系统因素两类。
机械因素主要包括以下几个方面：1. 涡轮叶片的磨损和失衡：由于长期使用和磨损，涡轮叶片可能会出现失衡问题，导致振动加剧。
此时，需要对叶片进行修复或更换，同时进行动平衡调整。
2. 轴承的损坏和疲劳：轴承是汽轮机运转中重要的支撑和支承部件，如果轴承损坏或疲劳，会导致振动异常。
解决方法包括更换损坏的轴承，并加强对轴承的维护和润滑。
3. 牵引机构的松动：牵引机构是提供动力输出的关键部分，如果机构松动或连接螺栓松动，会引起振动变得更加明显。
此时，需要加强对牵引机构的检查和维护，及时调整和紧固螺栓。
系统因素主要包括以下几个方面：1. 系统的不平衡：汽轮机运行中，如果系统不平衡，比如过热、过冷或压力不稳定，都可能引起振动异常。
此时，需要对系统进行调整和检修，保持系统的平衡和稳定。
2. 风阻力和涡流：汽轮机运行过程中，风阻力和涡流也会产生一定的振动。
解决方法包括优化设计，减小阻力和涡流的影响，并加强对振动的监测和控制。
3. 噪音和共振：汽轮机运行时产生的噪音和共振也会引起振动。
解决方法包括增加隔音措施，减少共振频率，避免共振现象的发生。
针对以上分析，可以采取以下几个对策来解决异常振动问题：1. 加强设备的维护和检修工作，定期检查涡轮叶片、轴承和牵引机构的情况，及时进行修复和更换损坏部件。
2. 优化系统的设计和运行参数，保持系统的平衡和稳定，在运行过程中及时调整和修正系统的工况和参数，减小不平衡和阻力的影响。
3. 加强对振动的监测和控制，安装振动传感器和监测系统，及时发现振动问题，并采取相应的控制措施。
4. 加强运行人员的培训和技能提升，提高他们对汽轮机异常振动问题的认识和解决能力，及时处理异常振动事件，保证设备的安全和可靠运行。
针对汽轮机异常振动问题，要进行详细的原因分析，找出问题的根源，然后采取相应的解决对策。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
23
4、汽轮机材料选用
1
汽缸材料的选用 转子及叶片材料
2
202017/10/22
24
（2）转子及叶片材料
表1-1汽缸、隔板、阀壳材料
材料牌号 工作温度 HT30-54 ≤250℃ ZG25 ≤360℃ ZG20CrMo ≤500℃ ZG20CrMoV ≤540℃ ZG15Cr1Mo1V ≤570℃
工作条件
一般级
拉应力较高区
过热区级
高温区级
高温、拉应力大、低压 级
注：以上部分非必选内容
202017/10/22 25
二、汽轮机的运行
汽轮机的运行为大家所熟知，故在此只 对汽轮机的变工况运行进行讨论：
P01 G1 P0 G0
202017/10/22
26
1、新蒸汽流量变化
• 当新蒸汽流量变化而温度和压力不变时 （即T01=T0；X01=X0），汽轮机各级间 压力分配和焓降分配会有一些变化。对 不同结构的机组，变化也不同。
汽轮机运行及振动 故障诊断
天津石化 王召利
一、概述
1 2
3 4
汽轮机的分类及应用 汽轮机的作用原理 汽轮机的结构分析 汽轮机的材料选用
202017/10/22
2
二、汽轮机的运行
汽轮机的运行
1 启动和停机
2 汽轮机的变工况 运行.
202017/10/22
3
三、汽轮机振动故障诊断
1.强迫振动及自激振动的概念 2.工业汽轮机振动的验收标准 3.质量不平衡引起的振动 4.半速涡动及油膜振荡
202017/10/22 29
附注：所谓临界速度与超临界速度是指 气流速度等于一个马赫数或大于一个马 赫数的状态。当地音速 a kRT ,而 气流速度V与当地音速之比称为马赫数 以M表示， V
M a
202017/10/22
30
2、新蒸汽压力变化
汽轮机运行规程都有新蒸汽压力的上限， 通常为额定值的103%~105%。 ⑴ 当新蒸汽压力升高而温度不变时 ⑵ 新蒸汽压力降低而温度不变时
202017/10/22
16
焊接转子如图1-8所示
202017/10/22
17
（3）动叶片
叶 叶 型 动叶片 根
连接件
202017/10/22
18
⑵ 叶根
• 常见的叶根见图1-9
202017/10/22
19
⑶ 连接件
• 包括围带和拉筋及铆接件等。用连接件 把几只或整圈叶片连接成叶片组，可以 调整叶片的自振频率和减少叶片所受的 动应力，不连接成组的叶片称为自由叶 片。
202017/10/22
27
1、新蒸汽流量变化
• 对于蒸汽流速达到或超过临界流速的级，在 T01=T0；X1=X0的前提下，蒸汽参数与流量之 间的关系为： P01 G1 P0 G0
式中：P0、G0、T0、X0——原来级前的压力、 流量、绝对温度、干度； P01、G1、T01、X01——变化后级前的压力、 流量、绝对温度、干度； 即是说：级前压力与流量成正比。
5.摩擦及碰撞引起的振动 6.叶片强度及叶片振动
202017/10/22
4
一、概 述
1、汽轮机的分类及应用汽轮机的分类方法主要有以下几种：
01
按工作原理可 分为: 冲动式汽轮机; 反动式汽轮机
02
按热力性能可 分为： 背压式汽轮机 凝汽式汽轮机 抽汽式汽轮机
03
按气流方向主 要可分为： 轴流式汽轮机 径向式汽轮机
2、汽轮机的作用原理
由速度 C2 、 W2 和 U 2 组成的三角形 叫动叶出口速度三角形。如果将进口和 出口速度三角形绘制在一起，如图1-2所 示。
图1-2 级速度三角形
202017/10/22 8
图1-3 焓熵图（i—s图）
以上为气体在透 平级内的流动 过程，而气体 在级内的热力 膨胀过程（即 膨胀做功过程） 通常用焓熵图 （i—s图）表示， 如图1-3所示
表1-2转子和叶轮材料
材料牌号 34CrMo 35CrMoV 34CrNi3Mo 17CrMo1V 2
＜480℃
叶轮、转 子
＜500℃
叶轮
＜400℃
高强度叶轮
＜520℃
焊接转子
＜535℃
转子
＜550℃
转子
表1-3叶片材料
材料牌号 工作温度 1Cr13 ＜450℃ 2Cr13 ＜450℃ 27Cr11MoV ＜530℃ Cr11MoV ＜530℃ Cr12WMoV ＜570℃
202017/10/22
31
3、新蒸汽温度变化
202017/10/22 28
1、新蒸汽流量变化
对于背压式汽轮机以及低于临界速度的级或机组， 蒸汽参数与流量的关系式为：
G1 G0
2 T0 P12 P21 P02 P22 T01
式中 P2 ——原来的排气压力 P21——变化后的排气压力 从上式可知，在T0=T01的条件下，蒸汽流量的 变化与级前压力与级后压力的平方差成正比。
04
按用途可分为： 电站汽轮机 工业汽轮机
202017/10/22
5
各类汽轮机的特点及应用
（1） 冲动式与反动式
（2） 背压式与凝汽式
各类汽轮机的特点及应用
202017/10/22
6
2、汽轮机的作用原理
•1-静叶片 •2-动叶片 •3-隔板 •4-叶轮 •5-轴 图1-1透平示意图
7
202017/10/22
202017/10/22
9
3、汽轮机的结构分析
最关键的部件是汽缸、转子与动叶片
汽缸 静叶栅 滑销系统
汽轮机基本结构 轴承座
转子
动叶栅 调节阀 主汽门
202017/10/22
10
3、汽轮机的结构分析
图1-4和1-5分别为汽轮机通流部分的 主要布置型式和 低压缸同凝汽器 的连接方式：
202017/10/22
202017/10/22
20
⑶ 连接件
• 围带可以减少叶顶漏气，它的结构如图1-10所示
202017/10/22 21
⑶ 连接件
• 接筋有实心、空心圆形和两半圆形等几种，拉筋与叶 片的连接型式如图1-11所示
202017/10/22
22
⑶ 连接件
• 铆钉头的结构型式如图1-12所示
202017/10/22
11
图1-4通流部分布置型式
202017/10/22
12
图1-5低压缸同凝汽器的连接方式
202017/10/22
13
（2）转子
套 装
汽轮机的转子， 根据蒸汽参数的 不同，可选择
整 锻
三种不同型式。
焊 接
202017/10/22
14
套装转子如图1-6所示。
202017/10/22
15
整锻转子如图1-7：