基于流形学习的汽轮机转子振动故障诊断

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。

汽轮机振动故障诊断技术研究

汽轮机振动故障诊断技术研究摘要：对汽轮机典型的振动类型和振动故障的诊断技术进行了研究。

根据故障诊断方法在信号处理与理论模型的不同，将诊断技术分为，基于信号处理的诊断方法、基于知识的诊断方法、基于解析模型的诊断方法、基于离散事件的诊断方法。

研究表明，基于各种故障诊断方法在检测信号、知识获取、识别故障位置及适用条件等均有不同的优势和侧重。

关键词：汽轮机故障诊断小波神经网络1、引言二十世纪以来，随着工业生产和科学技术的发展，机械故障的可靠性、可用性、可维护性与安全性问题日益突出，从而促进了人们对机械设备故障机理及诊断技术的研究汽轮机是电力生产的重要设备，由于其结构的复杂性和运行环的特殊性，汽轮机的故障率较高，而却故障危害也很大。

汽轮发电机组常见的机械振动故障有：转子不平衡、转子弯曲、转子不对中、油膜振荡、碰摩、转子横向裂纹和转子支承系统松动等。

汽轮机振动故障的汽轮机最常见的故障，因此，汽轮机的振动故障诊断一直是故障诊断技术应用中非常重要的部分。

2、基于信号处理的振动故障诊断方法信息的采集和处理是实现机组振动检测与故障诊断中的一个基本环节、也是振动检测软件的核心技术。

现代信息分析主要包括两种形式：一种是以计算机为核心的专用数字式信号处理仪器，另一种是采用通用计算软件来进行信号分析的方式。

2.1小波变换方法这是一种新的信号处理方法，是一种时间—尺度分析方法，具有多分辨率分析的特点。

利用小波变换可以检测信号的奇异性。

因噪声的小波变换的模的极大值随着尺度的增大而迅速衰减，而小波变换在突变点的模的极大值随着尺度的增大而增大(或由于噪声的影响而缓慢衰减)，即噪声的lipschitz指数处处小于零，而在信号突变点的lipschitz指数大于零(或由于噪声的影响而等于模很小的负数)，所以可以用连续小波变换区分信号突变和噪声。

同样，离散小波变换可以检测随机信号频率的突变。

孙燕平等应用了小波分析理论，采用多分辨分析和小波分解等基本思想对汽轮机转子振动信号进行了分析，针对振动信号的弱信号特征，提出了基于离散小波细化频率区间，小波分解后进行能量谱分析和小波变换结合傅立业变换分析法，并将其应用于模拟转子试验台上。

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。

汽轮机振动故障检测与诊断研究

汽轮机振动故障检测与诊断研究摘要：随着科学技术的发展,我国机械制造水平得到了快速提高,使得汽轮机内部结构越来越复杂,给检测与诊断工作带来了很大的难度。

正确掌握先进的故障检测技术,能有效提高诊断质量,保障汽轮机安全、稳定的运行,避免对企业的发展造成影响。

对此,笔者对汽轮机振动故障检测与诊断进行了研究。

关键词：汽轮机；故障检测；诊断技术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。

一、我国的发展情况我国在故障诊断技术方面的研究起步较晚, 但是发展很快。

一般说来, 经历了两个阶段:第一阶段是从70 年代末到80 年代初, 在这个阶段内主要是吸收国外先进技术, 并对一些故障机理和诊断方法展开研究;第二阶段是从80 年代初期到现在, 在这一阶段, 全方位开展了机械设备的故障诊断研究, 引入人工智能等先进技术, 大大推动了诊断系统的研制和实施, 取得了丰硕的研究成果。

1983 年春, 中国机械工程学会设备维修分会在南京召开了首次“设备故障诊断和状态监测研讨会”, 标志着我国诊断技术的研究进入了一个新的发展阶段, 随后又成立了一些行业协会和学术团体, 其中和汽轮机故障诊断有关的主要有, 中国设备管理协会设备诊断技术委员会、中国机械工程学会设备维修分会、中国振动工程学会故障诊断学会及其旋转机械专业学组等。

这期间, 国际国内学术交流频繁, 对于基础理论和故障机理的研究十分活跃, 并研制出了我国自己的在线监测与故障诊断装置, “八五”期间又进行了大容量火电机组监测诊断系统的研究, 各种先进技术得到应用, 研究步伐加快, 缩小了与世界先进水平的差距, 同时也形成了具有我国特点的故障诊断理论,并出版了一系列这方面的专著, 主要有屈梁生、何正嘉主编的《机械故障学》、杨叔子等主编的《机械故障诊断丛书》、虞和济等主编的《机械故障诊断丛书》、徐敏等主编的《设备故障诊断手册》等。

汽轮机振动分析与故障诊断

汽轮机振动分析与故障诊断发布时间：2023-04-20T02:54:42.141Z 来源：《中国电业与能源》2023年第1期作者：赵磊[导读] 汽轮机是工业生产中的一个关键设备，它的使用和管理都有着严格的标准。

赵磊中国水利电力物资华南有限公司广东省广州510000摘要：汽轮机是工业生产中的一个关键设备，它的使用和管理都有着严格的标准。

汽轮机振动分析与故障诊断是一项高难度的技术活，重点是对汽轮机中心、轴承间隙、油质量和静、动摩擦引起的振动进行检测。

本文对汽轮机振动的故障诊断技术作了初步的探索。

以期对汽轮机的发展做以借鉴。

关键词：汽轮机；振动分析；故障诊断一、工作原理汽轮机是一种高速转动的机器，其原理是将高温、高压的蒸汽通过喷嘴和调整叶片，再与转子的动叶（扭转叶片）碰撞，带动汽轮转子以高速度转动（也称作功率段），接着由耦合器驱动从动机构工作。

动力级动叶片一般按单位大小分为一至数十级，但在随后的阶段，如蒸气压力、温度等参数会降低，动叶片也会增大。

汽轮机主体主要包括前轴承座，后轴承座，气缸，转子，调节阀，快闭阀，动叶片，静叶片等。

二、汽轮机异常振动与危害（一）转子自身的异常振动转子自身的异常振动可引起起动、静摩擦，从而引起摩擦抖动、摩擦涡动、热弯折等。

摩擦抖动只在低转速下出现，不会对设备产生任何影响。

在转速较高的情况下，产生了摩擦涡动，但是由于转子转速较快，在移动和静止部分产生摩擦时，会使其产生瞬间的磨损。

若转速不迅速提高，则空隙会逐渐变得更大，因而对单位的影响也就微乎其微。

对其影响最大的是由摩擦产生的热弯折作用。

由于转子的摩擦力较大，且其周边部位的摩擦力也较大，因此，转子体表温度沿周向分布不均匀，且各部位的膨胀也不均匀，造成转子发生热弯，而热弯则进一步加剧了摩擦，形成了一个恶性循环。

由于热弯折所造成的不均衡力所致的振动，又称热不均衡振动。

（二）油膜振荡和涡动异常振动当油膜振荡或油膜涡动造成透平异常振动时，不仅会影响转子的使用寿命，而且会对油膜造成很大的破坏，造成轴承的磨损，甚至是燃烧。

汽轮发电机振动异常诊断及处理

汽轮发电机振动异常诊断及处理发布时间：2021-05-31T07:07:41.271Z 来源：《福光技术》2021年3期作者：毛玉卓[导读] 会产生连接松动的现象，其主要表现是地脚螺丝出现断裂和松动。

大唐山东电力检修运营有限公司山东青岛 266500摘要：汽轮发电机在正常运行的时候，无法避免的会出现一定的振动，这类振动是有规律性的，是一个正常的现象。

但是，一旦发生异常振动，必然会对机组稳定运行带来较大的安全隐患，振动会造成电机自身不同部位的连接发生松动，甚至出现断裂问题，带来比较大的安全隐患。

因此，本文着重分析了汽轮发电机异常振动的诊断和处理措施。

关键词：汽轮发电机；振动异常；处理1汽轮发电机异常振动所带来的危害分析汽轮发电机异常振动所带来的危害主要体现在以下几个方面：(1)机组连接位置的部件因为存在较大的异常振动，会产生连接松动的现象，其主要表现是地脚螺丝出现断裂和松动。

(2)振动异常带来基座二次的浇灌体出现松动，进而让基础位置发生裂缝。

(3)通流部分封轴装置因为存在异常振动，进而出现了一定的摩擦。

当磨损比较严重的情况下，会让设备的主轴出现弯曲现象。

(4)滑销在出现严重的异常振动磨损时候，将会对发电机组的正常热膨胀水平带来影响，进而给机组的安全带来比较大的隐患，甚至造成严重事故。

(5)异常振动会让汽轮发电机组叶片产生一些应力。

当应力过大的时候，叶片将会有折断的风险。

(6)发电机转子护环出现异常振动的时候，护环如果松弛，将会出现一些磨损。

磨损较为严重的时候还会损坏芯环以及磨损线路绝缘，进而让设备发生接地或者断路。

从上面这些发电机异常振动的危害中，可以看到，异常振动是一种较为严重机械故障，它会直接威胁到机组的安全稳定运行，甚至会危及到运行操作人员的生命安全。

为了能够确保发电机组的安全稳定运行，发电厂的运行和检修人员必须及时发现发电机组的异常振动，精确的对机组异常振动原因进行分析和检查和验证，并采取有针对性的措施来消除振动缺陷，不能让机组在异常振动的状况当中进行工作。

基于流形学习的汽轮机转子振动故障特征提取

（ｏｔｈｎｌｔｃＰｗｒＵｉｅｓｙＢｉｎ０２６ＣｉａＮｒＣｉａＥｅｒｏｅｎｖｒｉ，ｅｉｇ１２０，ｈｎ）ｈｃｉｔｊ
ＡｂｔａｔＭａｉｌｅｒｉｇａｇｒｈｉａｍｅｈｄｏｏｌｅｒｄｔｉｎｉｎｌｙｒｄｃｉｎａｄｃｎｇｔａａｌｂｅｌｗ— ｓｒｃ：ｎｆｄｌａｎｎｌｏｉｍｓｔｏｆｎｎｉａａａｄｍｅｓａｉｅｕｔｎａｅｖｉｌｏｏｔｎｏｔｏａ
ｔｏ —ｌｎｅｒｉｆｒｔｎａｄｉｈｅｎｎｉａｎｏｍａｉｎｍｐｒｖｓｆｕｔｄａｎｓｓｃａｓｆｃｔｏｎｅｏｎｔｎｃｐａｌｔｅ．Ｅｘｅｉｅｔｈｗｈｔｏｏｅａｌｉｇｏｉｌｓｉｉａｉｎａｄｒｃｇｉｉａｂｉｉｉｓｏｐｒｍｎｓｓｏｔａ，
第５４卷第４期
２１８月０２年
汽
轮
机
技
术
Ｖｏ．４Ｎｏ４１５．源自ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ａｕ．０１ｇ２２
基于流形学习的汽轮机转子振动故障特征提取
戈志华，刘永凯，黎瑜春
（华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京１２０）０２６
ｔｅｆａｕｅｅｔａｔｎｆｒｔｒｉｅｒｔｒｖｂａｉｎｆｕｔｂｓｄｏｎｆｌｅｒｉｇｈｓｔｅａｃｒｃｆａｌｄａｎｓｓｈｅｔｒｘｒｃｉｂｎｏｏｉｒｔａｌａｅｎｍａｉｄｌａｎｎａｈｃｕａｙｏｕｔｉｇｏｉ．ｏｏｕｏｏｆＫｅｒｓｔｒｉｅｒｔｒｖｂａｉｎ；ｆｕｔｄａｎｓ；ｆａｕｅｅｔａｔｎ；ｍａｉｏｄｌａｎｎｙｗｏｄ：ｕｂｎｏｏｉｒｔｏａｌｉｇｏｉｅｔｒｘｒｃｉｓｏｎｆｌｅｒｉｇ

汽轮机转子振动故障分析及诊断

汽轮机转子振动故障分析及诊断摘要：随着电力产业的发展，为提高热能效率，汽轮机的装机容量也日益增大，当前电力行业百万级以上汽轮机组已屡见不鲜。

装机容量的增加，对汽轮机转子的可靠性与安全性带来了严峻的考验。

汽轮机运行中转子的振动故障主要受中心不正、转子质量不均匀、汽流发生激烈振动、动静摩擦等影响。

本文对转子的振动故障进行归纳分析，并提供了对应的诊断方法。

关键词：汽轮机；转子运行；故障；诊断引言在目前电力生产中，汽轮机主要是把高温高压蒸汽的热能转化为转子的动能，带动发电机转子旋转做功，从而把动能转化为电能。

转子作为重要的转动设备，是电力生产中必不可少的机械设备。

汽轮机转子一旦出现异常和故障，轻则发生机组非停事件，严重时将造成重大设备的损坏，引起巨大的经济损失，甚至会造成人身伤亡事故。

所以转子的安全性、可靠性、适用性以及可维修性受到人们的关注，促使关于汽轮机转子振动故障机理分析与诊断技术飞速发展。

在汽轮机转子运行过程中，轴和轴瓦的振动、轴承的温度、润滑油的温度以及相关的热膨胀和轴向位移都将作为判断汽轮机转子工作状态的重要信号，更是影响转子设备运行安全与操作人员人身安全的因素，因此对汽轮机转子振动故障分析及诊断的研究工作迫在眉睫。

1 汽轮机转子振动故障类型1.1 中心不正中心不正极易引起轴承的强烈振动，机组启动前后的蒸汽参数波动可能会引起机组热膨胀不够或者热应力过大，造成机组振动；另外机组负荷的急剧波动，或者机组非计划停运过程中，也易引起转子出现歪斜，从而出现不科学的移位的现象，进而导致偏离现象严重，产生动静摩擦，造成机组振动。

汽轮机运行期间对主蒸汽参数有严格的规定，如果存在违反规程的现象，会造成转子膨胀不均匀，进而轴系不均，振动问题自然产生。

一般的轴承振动是因为热应力不均，汽缸膨胀不充分，油膜振荡，转子中心在安装过程中偏差等原因造成的。

1.2 转子质量不均匀转子质量不均匀直接对转子转动产生影响。

在实践经验总结中得知，转子出现热弯曲变形最为常见，蒸汽温度、压力严重超参数，导致自身热量过高，不能及时散热，从而产生应力变形。