汽轮机常见振动故障和诊断方法探析
分析热电厂汽轮机异常振动故障
分析热电厂汽轮机异常振动故障在热电厂中，汽轮机是非常重要的设备之一，它的正常运转直接关系到整个热电厂的供电质量及稳定性。
但是，在实际生产中，汽轮机的异常故障经常发生，特别是振动故障，直接影响汽轮机的安全性、可靠性及性能，需要及时排除。
本文将从分析热电厂汽轮机异常振动故障的原因、危害、诊断及预防措施等方面进行详细介绍。
一、振动故障的原因1. 设备设计过程中的疏漏：汽轮机的设计制造环节存在的问题如不合理的重心位置、波纹管结构不合理等，在汽轮机运行过程中容易导致异常振动。
2. 设备运行过程中的问题：在汽轮机运行过程中出现的，如零部件松动或损坏、不平衡情况、故障杂物（沙子、石头等）侵入等，导致异常振动。
3. 坏境因素：汽轮机的周围环境如雷击、自然灾害及建筑振动等因素，会对汽轮机的安全性造成不良影响。
以上三种因素均会导致汽轮机的异常振动，进而对汽轮机产生威胁。
因此，在汽轮机的设计制造及运行过程中，需全方位考虑各种防范措施，以确保汽轮机稳定运转。
二、振动故障的危害1. 升高噪声：异常振动对车间人员及周围环境会造成噪声污染，而噪声部分会对人的视觉和听觉产生影响，带来身体不适，甚至可能引发职业疾病等问题。
2. 研究自由度：如果汽轮机上出现的振动故障扰动给后续电网产生支配，则存在稳定性问题，即使不引起事故，也会对电网产生不利影响。
3. 资产损失：异常振动对汽轮机的损伤日益严重，将影响汽轮机的正常运行，增加热电厂经营成本，甚至导致设备报废，造成资产损失。
因此，分析热电厂汽轮机异常振动故障具有非常重要的意义，可以有效控制风险并减少损失。
三、汽轮机振动故障的诊断方法1. 监测系统：通过汽轮机振动监测系统，可以实时监测汽轮机的振动状态，及时发现问题，并预测异常振动的潜在危害及影响。
2. 振动分析：对汽轮机进行振动分析，可以通过十字谱、幅频谱、相位谱等方法找出振动特征点，确定振动来源及程度。
3. 声学诊断：通过振动产生的声波，实现汽轮机振动的诊断，可以快速的找出振动的具体来源。
热电厂汽轮机振动异常原因分析及故障排除
热电厂汽轮机振动异常原因分析及故障排除摘要：热电厂汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一，是评价安装质量的重要指标。
它产生的原因也是多方面的，它与制造、安装、检修和运行水平有直接关系。
本文主要从热电厂汽轮机安装、调试中发现的振动问题进行分析探讨，从而达到振动预防和控制的目的。
关键词：热电厂；汽轮机；振动异常；故障排除一、热电厂汽轮机振动异常的原因1.1中心不正而引起振动汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷太快。
将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者调节系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸对转子发生相对歪斜，机组产生不正常的位移，造成振动。
机组在运行中若真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬。
因而破坏机组的中心，引起振动。
机组大修后靠背轮安装不正确。
中心没有找准确，因而运行时产生振动，且此振动是随负荷的增加而增加。
1.2转子受热弯曲变形在实践经验总结中得知，转子出现热弯曲变形的原因也有很多种，但是常见的就是自身热量过高，不能及时散热，从而产生应力变形，转子运行过程中气缸会进入冷空气，进入水汽，那么这些气体会和气缸产生静摩擦和动摩擦，最终导致发电机转子冷却存在着差异[1]，这样转子就不可避免的发生热变形。
当转子发生弯曲变形之后，转轮机组就会出现异常振动，出现这一问题，可能会临时产生危害，也可能是永久性产生危害，虽然直接后果不同，但是原因都是转子质量偏心造成的。
如果不能及时控制，引发和质量偏心类似的旋转矢量激振力。
1.3汽流激振现象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。
1.4摩擦振动的原因摩擦振动故障排除当汽轮机的轮子发生摩擦振动时，就会导致汽轮机轮体的温度过高，当摩擦振幅较大时，就会引起汽轮机汽轮的相对位置发生位移，容易破坏汽轮机在当前工作运行的稳定状态。
火电厂汽轮机常见的振动故障分析及故障诊断技术
火电厂汽轮机常见的振动故障分析及故障诊断技术摘要：汽轮机是火电厂的主要装置之一，加强机组设备管理对保障火电厂的生产效益有积极帮助。
树立预防为主的理念，在监控机组设备运行工况的基础上，及时发现异常振动，并进一步调查振动发生的位置、引发振动的原因，在完成故障诊断后立即展开维修，才能将异常振动对机组运行造成的不良影响降至最低。
转子是汽轮机上的核心零件，转子与静子发生碰撞摩擦，或者转子出现不对中、质量不平衡等问题，都会引起汽轮机的异常振动。
因此，在开展汽轮机日常检修时如果发现有异常振动，应重点对转子部分展开分析，在诊断故障原因后采取有效措施予以解决。
关键词：火电厂；汽轮机；振动故障1 汽轮机常见振动故障分析1.1 动静碰摩故障为了追求更高的性能与效率，汽轮机的结构组成呈现出精密化、集成化的发展趋势，部件之间的间隙变小，在运行时发生碰撞摩擦的几率升高。
转子与静子之间的碰撞摩擦是引起汽轮机异常振动一种常见故障形式。
正常情况下，转子与静子的中心相互重合，转子在高速转动时不会与静子直接接触。
但是由于各种因素（如零件老化、磨损等）的影响，转子中心发生偏离，当偏移量达到一定值后，转子与静子接触、摩擦。
碰撞摩擦的切向力（FN）和法向力（FT）可表示为：上式中，e为转子位移，δ为转子与静子间距，Kc为静子的刚度，f为转子和静子之间的动摩擦系数。
其中，e可根据转子中心在x轴和y轴上的偏移量求得，公式为：在X-Y二维坐标系中，切向力与法向力的关系可以表示为：由于存在sinα=y/e,cosα=x/e，则式（4）可以转化为：由式（5）可知，在转子正常运行时，系统为现行运动状态；而出现动静碰摩故障后，系统中增加了一个刚度量，使得刚度变化范围明显增加。
在转子与静子碰撞的瞬间，转子刚度突然增加，由此产生明显的横向位移。
导致转子与静子之前发生动静碰摩的原因有多种，例如设计上存在缺陷，或者是安装不规范，导致两者之间间隙偏小，转子在正常振动范围振动时也会与静子碰撞。
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1、轴承失效汽轮机的轴承是承载转子重量和作用在转子与固定部件之间的转矩和摩擦力的重要部件。
轴承失效会导致转子不稳定，而出现异常振动。
轴承失效的原因有很多，包括磨损、疲劳、润滑不良等。
2、不平衡不平衡是另一个导致汽轮机异常振动的常见原因。
由于制造和安装过程中的误差或设备本身的结构问题，使得转子的重心与转轴并不重合，从而导致不平衡振动。
不平衡振动的程度与轴向力大小成正比。
3、过度松动设备使用推力轴承时，转子的轴向位置需要受到控制，而过度松动会导致推力轴承失效，使得转子位置不稳定，产生振动。
4、共振共振是指当机械系统受到外部作用时，系统产生振动频率与外部激励频率相同时，系统振幅会大幅增加的现象。
当共振现象出现在汽轮机内部时，转子就会出现异常振动。
5、管路泄漏或堵塞汽轮机内部的管路存在泄漏或堵塞问题会导致流体介质流动方向改变或压力偏差，产生不稳定的振动。
采用更高耐磨损的轴承或者增大轴承的尺寸以提高轴承的承载能力，以延长轴承使用寿命。
此外，定期检查和维护轴承也是非常重要的。
进行动平衡或者静平衡等校正，调整转子的重心位置，使之达到平衡状态。
通过紧固螺钉或套环等方式设置限位装置，防止设备出现过度松动情况。
采用降低振幅的措施，如增大阻尼，加装减振器等来防止共振现象的出现。
定期检查和维修管路，确保其中没有泄漏或者堵塞现象的出现。
采用对管路周围进行加固等方案来消除振动。
三、总结汽轮机异常振动必须得到及时的发现和解决，以确保设备的正常运行和使用效果。
在汽轮机的运行过程中，要加强设备的监测和维护，定期检查和管理设备的轴承、管路等，保证设备处于良好的运行状态。
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汽轮机是重要的能源转化设备，其运转稳定对于整个工作系统的效率和安全性有着重要的影响。
然而，在运转过程中，异常振动问题经常出现。
振动不仅会影响故障的发生率和设备寿命，还可能对人员安全造成威胁。
因此，找到异常振动问题的原因并采取相应对策，以保证汽轮机的安全稳定运转和延长使用寿命显得尤为重要。
一、汽轮机振动原因1. 不平衡问题不平衡是常见的发生振动的原因之一，该问题可能由于轮毂加工或组装不当，或部件磨损引起。
如果汽轮机中一个或多个部件因为加工不当或磨损失衡，那么就会对转子产生失衡力，从而使其在始终以相同频率振荡。
2. 频率共振汽轮机部件内或两大部件之间存在安装缺陷可能会导致汽轮机振动共振。
频率一致的振动能够增加能量导致部件发生损坏，从而在更高的频率处振动。
3. 磨损或磨削等因素磨损或磨削等因素也是汽轮机振动的一种主要原因。
机械部件长时间运转，无论如何磨损都不可避免。
如果不及时检查和更换磨损部件，则会导致汽轮机出现异常振动。
4. 轴承故障轴承故障也是汽轮机振动的另一个常见原因。
轴承问题可能由于油脂老化、遗漏或不足引起，也可能由于负载异常或轴承本身磨损。
轴承故障可能会导致汽轮机失去平衡，从而增加振动。
5. 非正常操作错误操作往往会导致汽轮机出现振动问题。
例如，过度负载汽轮机，或不适当的调速调节汽轮机，可能会导致振动问题。
此外，不及时维护汽轮机也可能导致设备出现异常振动。
二、解决措施1. 检查并调整轮毂平衡度如果汽轮机出现不平衡问题，则需要定期检查轮毂平衡度。
对于失衡的轮毂，需要检查其对称性并进行调整以提高平衡度。
如果轮毂无法进行调整，则可能需要更换其失衡的部分。
共振是比较容易处理的汽轮机振动原因，其解决方法是通过控制汽轮机的运转速度来排除振荡的频率。
如果发现汽轮机出现频率共振问题，则需要尽快采取措施定位和解决振动问题。
3. 定期检查和更换磨损部件定期检查并更换磨损部件对于汽轮机的正常运转至关重要。
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。
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汽轮机常见振动故障和诊断方法探析
故障诊断是汽轮机维护管理工作的重要内容之一，在生产实际当中，汽轮机是关键设备，但由于系统复杂，而且运行的环境特殊，因此汽轮机的故障效率非常高，并产生一定的危害性。
汽轮机的振动故障就是其中一种常见故障模式之一，本文将以汽轮机常见振动故障为研究主线，在分析故障问题的基础上，对如何采取诊断的方法，展开深入探讨。
标签：汽轮机；振动故障；诊断
1 汽轮机常见振动故障问题分析
汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。
这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素，具体故障问题如下：
（1）滑销系统不畅导致振动。
某厂使用了容量25MW的高参数调整抽气背式汽轮机，在使用的时候，存在轴承振动偏高的问题，而且调节系统和盘车运行不稳定，后来更换了转子，启动后虽然振动情况稍缓，但过一段时间后振动故障又突然出现，现场维修人员发现是因为滑销系统不畅而导致振动故障。
（2）汽轮机叶片脱落。
汽轮机的末级叶片、次末级叶片脱落事故较为常见，其产生的迹象是汽轮机运行时振动骤然增大，机组基础振动异常，现场打闸停机，但由于汽轮机叶片脱落现场距离控制室距离较远，因此仅有振动探头显示振动增大。
（3）汽轮机前箱振动。
某厂使用了型号为C50-90/13-1的汽轮发电机，原装为单缸冲动一级，后来调整为抽气凝气式机组，但在运行的过程中，发现前箱振动厉害，利用水平振动频谱进行分析，发现七倍频所占比例最大。
（4）轴向振动。
某汽轮机厂使用了50MW的汽轮发电机，瓦轴振动过大，利用现场平衡法，将配重块安装在联袂节处，将原来20mm/s的振动频率，减至14mm/s，但不能够彻底消除轴向振动。
2 汽轮机常见振动故障诊断方法
鉴于上文提到的汽轮机几种常见振动故障问题，笔者结合现场的检修工作情况，对这几种振动故障问题进行诊断，并总结出以下几种方法：
2.1 滑销系统不畅导致振动诊断
现场拆开汽轮机，发现前轴承箱的支承和底部滑轮系统都存在异常现象，机组运行工程中，热量产生膨胀作用，引起前轴承水平扬度的变化，此时汽轮机的
高速转动，所产生的非线性挠动力，会将油膜产生的交变应力传递到乌金，而且随着交变应力的增大，乌金表面会逐渐产生疲劳裂纹，并逐渐扩大贯通，使得前轴承箱缸体膨胀卡涩，最终引起转子变形，因此上文提到的更换转子，只能够暂时缓解这种振动故障现象。
问题的真正根源在于机组设计方面，需要联合解决机体变形、机座松动、机构薄弱、基础共振等问题。
2.2 汽轮机叶片脱落故障诊断
利用频谱对比分析汽轮机叶片脱落前和脱落后振动情况，发现在叶片脱落之前，次末级的振动频率呈上升状态，经检查，发现叶片上方已经产生裂纹，由此可以判断次末级叶片已开始损坏，而叶片脱落之后，倍频快速上升，尤其是高位频，经分析，认为末几级叶片振动频率异常，立即将50MW的运行负荷，减少到30MW，此时频率振值下跌，而且发现末级加强筋发生断裂。
笔者认为在机组设计和制造的过程中，应该加强末四级叶片的质量，通过机组图谱分析，找出脱落的高倍频率，以便提前发现机组故障问题，从根源上予以解排除。
2.3 汽轮机前箱振动故障诊断
由于七倍频所占比例绝对，笔者深入检查了某个转动部件的特征频率，并结合汽轮机的相关资料，发现主轴泵有7片叶片，初步估计主油泵位置存在故障。
检修小组将主油泵拆开检查，发现主油泵的出口位置没有扣紧倒流蜗壳，而且与后油封座结合的位置，已经开始生锈，使得导流蜗壳松动。
笔者用密封胶将导流蜗壳、前油封座、后油封座固定，发现机组前箱的振动情况明显减少，尤其是七倍频，说明故障问题已经排除。
2.4 轴向振动故障诊断
汽轮机的瓦轴向振动频率50Hz，属于普通型的强迫振动，诊断的结果发现轴承座动刚度偏低，而且激振力太大。
为了确认检修方向，笔者重点检查了瓦轴承座，发现球面垫铁接触不好、轴承紧力不足、地脚螺栓松动、轴承座垫片不合理，成为该故障问题的症结点，认为在出现轴向振动故障的时候，不能够单纯依靠现场动平衡的方法解决，需要更换球面垫铁，确保垫铁接触良好，并紧固轴承和地脚螺栓，以及更换轴承座垫片等。
3 結束语
综上所述，汽轮机运行环境特殊，经常出现振动故障问题。
汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。
这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素。
为此，笔者结合现场的检修工作情况，对这几种振动故障问题进行诊断，找出故障的原因，并提出故障排除的方法。
参考文献
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