汽轮发电机组振动信号的特征图谱
汽轮发电机组振动信号的特征图谱
汽轮发电机组振动信号的特征图谱汽轮发电机组振动信号的特征图谱是一种用于分析发电机组振动信号的图形表达方式。
它能够反映出发电机组不同频率的振动幅值，从而帮助工程师们对发电机组的运行状态进行判断，并及时进行维护。
汽轮发电机组的振动信号可以分为机械振动、电磁振动和气动振动三种类型。
其中，机械振动主要是由于机械系统的振动引起的，电磁振动则是由于电磁作用引起的，而气动振动则是由于气流的干扰引起的。
这些振动信号都可以通过传感器等设备进行采集和监测，并通过特征图谱的形式进行分析。
特征图谱的横轴一般是频率，纵轴则是振动幅值。
在特征图谱中，常常会出现几个明显的峰值，这些峰值对应了特定频率下的振动幅值。
例如，一个特征图谱可能会出现50Hz、100Hz、150Hz等几个明显的峰值。
对于这些峰值，工程师们需要进行分析和判断。
通常情况下，如果某个特定频率下的振动幅值超过了设定的阈值，就意味着该频率的振动已经达到了危险级别，需要及时采取措施进行处理。
这种处理方式可能包括更换设备、改变运行参数、甚至暂时关闭设备等等。
在进行特征图谱分析时，还需要注意到一些常见的异常情况。
例如，特征图谱中可能会出现幅值很低但频率很高的峰值，这些峰值通常是由于机械系统的小颤振引起的，不需要过分担心。
此外，特征图谱中也可能出现非常强烈的噪声信号，尤其是在高频范围内。
这种噪声对分析结果的影响较大，需要特殊处理。
总之，特征图谱是一种非常有效的汽轮发电机组振动信号分析工具。
通过对特征图谱中的振动峰值进行分析和判断，工程师们可以及时发现和处理发电机组的运行问题，确保设备的正常运行和安全性。
发电船用汽轮发电机组振动分析与处理
发电船用汽轮发电机组振动分析与处理作者：黄勇来源：《中国高新技术企业》2015年第04期摘要：振动是汽轮机组故障中较为棘手的难题，这套汽轮发电机组应用于某国外发电船上，在试车过程中，齿轮箱中的大齿轮振动一直超标，已经影响到机组交付运行。
采用状态监测技术对某船用汽轮发电机组进行频谱分析和故障辨别，判断出齿轮箱中大齿轮振动的主要原因。
之后采取加固公共底盘，更换饶性联轴器等措施后，解决了机组振动异常的问题。
关键词：发电机组；发电船用汽轮；大齿轮；动刚度；饶性联轴器；公共底盘文献标识码：A中图分类号：TM311 文章编号：1009-2374（2015）04-0139-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.03501 设备概况该设备为汽轮发电机组，中间用齿轮箱驱动发电机。
汽轮机与齿轮箱采用挠性联轴器，齿轮箱和发电机采用刚性联轴器连接。
齿轮箱中的大齿轮为扭力轴。
汽轮机工作转速在5818rpm，工作转速以下有一个临界转速。
发电机工作转速在1500rpm，远低于一阶临界转速，因此属于刚性转子。
汽轮机和齿轮箱也是安装一个小的公共底盘，然后和发电机直接固定在大的公共底盘。
大的公共地盘底部是弹簧支撑，架设在发电船上。
所有公共地盘材料都是钢。
其结构图如图1所示：图1 汽轮机-齿轮箱-发电机结构图图2 汽轮发电机测点示意图该机组在每个轴承上安装了2个电涡流传感器，用于测量转子相对于轴承的轴振动。
2个电涡流传感器在其轴承测量面内的安装角度相互垂直。
总体分布如图2所示。
2 振动的特征2.1 振动总体概述其各振动测点幅值历史趋势如图3所示：图3 汽轮发电机组各振动测点幅值历史趋势图图中纵坐标是振幅（um），横坐标是时间（s），747A/B和745A/B对应于大齿轮上的轴振传感器，对应于示意图中6和5位置，5号位置是靠近汽轮机端，6号位置是靠近发电机端。
从上图可以看出：当汽轮机转速在2000rpm之前，机组各个位置轴的振动值合理并保持稳定，当低速暖机结束并且上升途中，齿轮箱大齿轮的振动突然急速上升。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱
汽轮发电机组振动信号的特征图谱汽轮发电机组是一种常见的发电设备，用于将汽轮机的机械能转换为电能。
在汽轮机运行过程中，振动信号对发电机组的状态和性能有着重要的影响。
对汽轮发电机组振动信号的特征进行分析和研究，对于及时发现问题、保障设备安全运行具有重要意义。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱是通过对振动信号进行频谱分析得到的图谱，包含了振动信号在频域上的分布情况。
通过分析振动信号的特征图谱，可以了解发电机组在运行过程中的振动状态，帮助工程师及时发现问题并进行相应的维护和保养。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱包含两个重要的分析部分：时域和频域。
时域分析主要是对振动信号的时间波形进行分析，了解振动信号的振动幅值、周期和波形特征；频域分析则是对振动信号进行频谱分析，得到振动信号在频域上的特征分布情况。
下面将分别对这两个部分进行详细介绍。
时域分析是对振动信号在时间域上的波形进行分析。
通过时域分析，可以了解振动信号的振动幅值、频率、周期和波形形态等信息。
时域图谱通常以波形图或时域轨迹图的形式展现，可以直观地反映出振动信号的时域特征。
一般来说，良好的振动信号应该是稳定的、周期性的，振动幅值不应过大，波形应该是规整的。
如果出现了振动幅值过大、波形不规整或者存在明显的周期性波形，都可能是发电机组存在问题的表现。
如果振动幅值过大，可能是轴承损坏或者不平衡等问题导致的；如果出现了非周期性的波形，可能是由于齿轮磨损或者齿轮啮合不良引起的；如果出现了明显的周期性波形，则可能是由于叶片脱落或者故障引起的。
在汽轮发电机组振动信号的频域图谱中，通常可以观察到几个比较重要的频率成分，包括旋转频率、齿轮啮合频率、轴承频率、风扇频率等。
这些频率成分对应着发电机组不同部件的振动情况，可以通过分析这些频率成分，了解发电机组在运行过程中的振动状态。
如果发现了频谱中存在异常的频率成分，都可能是发电机组发生问题的表现。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱
汽轮发电机组振动信号的特征图谱汽轮发电机组是一种利用汽轮机驱动发电机产生电能的设备。
在汽轮发电机组运行过程中，由于各种因素的影响，会产生各种振动信号。
振动信号的特征图谱能够反映发电机组的运行状态和故障情况，对发电机组的运行维护和故障诊断具有重要意义。
振动信号的特征图谱通常由时间域分析和频域分析两部分组成。
时间域分析是指对振动信号进行时域参数提取，如均值、方差、峰峰值等，用来描述振动信号在时间上的变化规律。
频域分析是指将振动信号转化为频域信号，通过对频域信号的分析可以得到频谱图和功率谱图等，用来描述振动信号在频率上的分布特征。
振动信号的特征图谱可以提供以下几方面的信息：1. 故障诊断：振动信号的特征图谱能够检测出发电机组的各种故障，如轴承故障、不平衡、松动等。
这些故障会导致振动信号的频率分量发生变化，通过对特征图谱的分析，可以确定故障的类型和位置。
2. 运行状态监测：振动信号的特征图谱可以监测发电机组的运行状态，如转速、负载大小等。
通过对特征图谱的分析，可以判断发电机组的运行状态是否正常，是否存在异常情况。
3. 工艺优化：振动信号的特征图谱可以评估发电机组的工艺参数，如振动幅值、频谱分布等。
通过对特征图谱的分析，可以确定工艺参数的合理范围，并对发电机组的工艺进行优化，提高发电机组的性能和效率。
振动信号的特征图谱是评估发电机组运行状态和故障情况的重要工具，通过对特征图谱的分析，可以及时发现和排除故障，保证发电机组的正常运行。
特征图谱也可以为发电机组的工艺优化和结构设计提供重要参考。
对振动信号特征图谱的研究和应用具有重要的意义。
《汽轮机振动》课件
振动谱分析： 分析振动信 号的频谱特
征
振动信号处 理：对振动 信号进行滤 波、降噪等
处理
振动诊断技术
振动检测方法： 如加速度计、速 度计、位移计等
振动信号分析： 如频谱分析、时 域分析、相位分 析等
振动诊断技术： 如振动频谱分析、 振动相位分析、 振动模态分析等
振动诊断应用： 如汽轮机振动诊 断、风机振动诊 断、泵振动诊断 等
安装阶段振动控制措施
确保汽轮机基础稳固，避免振动传递 采用减振器或隔振器，减少振动传递 调整汽轮机安装位置，避免共振 定期检查和维护，确保设备运行正常
运行阶段振动控制措施
调整汽轮机转速，保持稳定运行 调整汽轮机负荷，避免过载运行 调整汽轮机叶片角度，减少振动
定期检查汽轮机轴承，确保润滑良好
定期检查汽轮机叶片，确保无磨损或 变形
04
汽轮机振动消除措施
设计阶段振动控制措施
优化设计：选择合适的振动频率和振幅 结构优化：采用合理的结构设计和材料选择 减振措施：采用减振器、阻尼器等减振措施 控制策略：采用先进的控制策略，如自适应控制、模糊控制等
制造阶段振动控制措施
设计阶段：优化设计，减少振动源 制造阶段：严格控制加工精度，减少误差 安装阶段：精确安装，保证各部件的相对位置和角度 运行阶段：定期检查，及时发现并处理振动问题
振动监测和诊断技术是解决汽 轮机振动问题的关键
定期维护和保养是防止汽轮机 振动的重要措施
加强操作人员的培训和技能提 升，提高应对突发情况的能力
06
汽轮机振动预防与维护
汽轮机振动的预防措施
定期检查汽轮机各部件的紧固情况，确保螺栓、螺母等紧固件的紧固 程度 定期检查汽轮机的润滑情况，确保润滑油充足、清洁
汽轮机振动及事故处理
a = (A1-A0)/Pt = (140 mm∠269°- 97 mm∠277°)/ 781g∠135° = 0.0589(mm/g) ∠116.9°
– 计算最终加重量： P = 1646.9g∠340°
– 加重后的结果： A = 17 mm∠121°
编辑ppt
15
转子的弯曲
编辑ppt 16
转子热弯曲
汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)
序号
故障名称
频谱特征
其它特征
14 转子中心孔进油
1X、0.8X～0.9X 与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大
15 转轴截面刚度不对称
2X
1/2临界转速有2X振动峰
16 轴承座刚度不对称
2X
垂直、水平振动差别大
17 轴承磨损
1X、次同步 1X、1/2X、1.5X高
发电机转子也常会因为通风道堵塞引起转子一测温度高于 对面一侧，转子发生类似于一阶振型的弯曲，它自然对一 阶振动影响最大，表现最明显应该在过一阶临界转速时的 工频振动增大。
编辑ppt
18
转子永久性弯曲
当转子最大内应力超过材料的屈服极限， 使转子局部产生塑性变形，当外力和热应 力消除后，变形不能消失，称为：塑性弯 曲，也称永久性弯曲
– 具体所测的数据中，在同一转速，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以视为是稳定的。
对于新机组，原始不平衡在第一次升速就会显现出来，在对转子进行 任何处理之前的升降速振动数据中，特征重复性很好。
编辑ppt
12
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；
第三章 汽轮机几种典型运行事故
汽轮机机组振动2
机组振动的原因
• 4. 振动系统的刚度不足与共振 强迫振动的振幅与系统的静刚度成正比， 系统的静刚度不足又会引起共振频率降 低。如果工作转速接近共振频率，就可 能发生共振。 系统刚度不足除了设计上的原因外，还 有轴承座与台板，轴承座与汽缸，台板 与基础之间连接不够牢固等原因。
机组振动的原因
• 5. 轴承油膜振荡 轴颈在轴承中旋转时，油膜的作用使轴 颈在轴承中产生涡动，出现涡动时的转 速称为失稳转速。这就是所谓“油膜振 荡”。
机组振动的原因
• 6. 轴的扭转振动 轴系两端若分别受到方向相反的扭转力 作用，轴系就会发生扭转变形，当一端 扭转力撤消后，轴截面就会在顺时针和 逆时针来回扭转，这就是扭转振动。
发生扭转振动的原因
• • • • • • • 汽轮机调节系统带负荷摆动； 发电机相间短路； 线路单相接地短路； 自动重合闸失败； 发电机失同步； 发电机不同期并网； 线路谐波引起。
机组振动的原因
机组振动的原因
• 1.转子质量不平衡 由于转子的质心不在旋转中心线上，转 子旋转时就产生了不平衡的离心力。 汽轮机运行时出现动叶片和拉金断裂， 动叶不均匀磨损，蒸汽中携带的盐分在 叶片上不均匀沉积等使转子产生静不平 衡。 汽轮机检修时拆装叶轮，连轴节，动叶 等转子上的零部件也会造成不平衡。
油膜振荡的特点
• 1. 发生油膜振荡时，振动的波形突然发生变 化，并且振动波形中除了50HZ的正弦波外， 还出现低频谐振，如下图所示：
油膜振荡的特点
• 2. 随着轴承振幅的突然增大，机组的声 音也发生异常，好像抖动一样。 • 3. 油膜振荡一旦发生以后，涡动速度将 始终保持等于第一临界转速，而不再随 转速的升高而升高。所以，油膜振荡是 不能用提高转速的办法来消除。
汽轮机振动分析
汽轮机振动分析汽轮机组振动分诊断与处理曲卫军，梁青，陈其俊，王永利（大庆石油管理局电力总公司油田热电厂，黑龙江大庆163000）摘要：本文通过对大庆油田热电厂3#机组大修后启动时振动数据的测量，论述了造成机组发电机无法通过一阶临界转速和额定转速，导致低压转子振动剧烈的原因；分别对发电机和低压转子的振动进行了消振处理，保证了机组的正常运行。
关键词：汽轮发电机；动不平衡；振幅；相位；故障诊断；频谱分析；静挠曲中国分类号：TK268.1 文献标识码：B大庆油田热电厂总装机容量600MW，单机容量200MW。
3#汽轮机组于1993年投产发电，2004年进行第四次大修。
该机组型号为CC140／N200－130／535／535，系单轴、三缸、两排汽、超高压、一次中间、再热双抽冷凝式机组。
性能参数如下：额定功率P＝200MW；额定转速n=3000r／min；汽轮机高压转子临界转速n高=194lr／min，中压转子临界转速n中=1781r/min，低压转子临界转速n底=1616r/min；发电机临界转速n临＝1120－1260r／min；汽轮机高压缸12 级（含调节级），中压缸10级，低压缸10级。
机组轴系结构示意图见图1。
一、发电机故障诊断及处理1．故障情况3#发电机组大修后第一次启动时，在1000r/min中速暖机过程中两侧6# 、7#瓦垂直振动值偏大，分别为42μm和32μm。
转速上升到1160r／min时，机组振动保护装置动作，自动停机，表明无法通过临界转速。
2．故障识别与分析用振通904双通道机器分析仪对再次启机后在1000r/min转速下发电机转子两侧的6#、、7#瓦进行监测。
（1）频谱分析（频谱见图2）（2）振动幅值和相位测量结果（见表1）6#瓦350°，236mm／s（42μm）7#瓦290°，1.67mm／s（32 μm）将光电传感器移动90°测量，得到6#瓦84°，2.36rmm／s（42 μm）7#瓦196°，1.67mm／s（32 μm）（3）故障诊断和处理根据6#、7#垂直振动的频谱图和振幅、相位的测量结果，可以初步判断转子存在质量不平衡及变形等问题。
- 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)。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱
汽轮发电机组是利用汽轮机驱动发电机来发电的设备，它的运行稳定性和安全性对于电力系统的稳定运行至关重要。
振动信号作为汽轮发电机组运行状态的重要指标之一，可以提供重要的运行状态信息，对汽轮发电机组的故障诊断和预防具有重要意义。
本文将重点讨论汽轮发电机组振动信号的特征图谱，并探讨其在故障诊断中的应用。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱是指通过对振动信号进行分析和处理后得到的频谱图谱。
振动信号包含了发电机组在运行过程中产生的各种振动，通过对振动信号的分析可以得到发电机组的运行状态信息，如旋转机械的旋转频率、轴承的故障频率、不平衡振动等。
特征图谱是对这些信息进行频谱分析得到的图谱，可以直观地展现发电机组的振动特性，为故障诊断和预防提供重要的参考依据。
汽轮发电机组振动信号的特征图谱通常包括频谱图、时间频谱图和阶次谱图等多种形式。
频谱图是通过对振动信号进行傅立叶变换得到的频率分布图，可以清晰地展现发电机组中各种频率的振动分量，包括机械振动、电磁噪音等。
时间频谱图则是将频谱图与时间轴结合，可以清晰地显示振动信号的时域和频域特性，对于瞬态振动和周期性振动的诊断具有重要意义。
阶次谱图则是将频谱图与发电机组的转子转速结合，可以直观地展现振动信号与转子旋转频率的关系，对于旋转机械的故障诊断具有重要意义。
特征图谱可以提供大量的振动信号特征信息，具有重要的故障诊断和预防价值。
通过对特征图谱的分析可以准确地识别出发电机组中存在的各种振动故障，如轴承故障、不平衡振动、转子失衡等，为故障的及时发现和排除提供重要依据。
特征图谱还可以用于监测发电机组的运行状态，及时发现运行异常，预防故障的发生，提高发电机组的可靠性和安全性。
特征图谱还可以作为发电机组设计和改造的重要参考，通过对振动信号的特征图谱进行分析可以优化发电机组的结构和运行参数，提高其性能和可靠性。
在实际应用中，特征图谱可以通过振动传感器采集到的振动信号进行获取，然后利用信号处理技术对振动信号进行分析、处理和显示。
振动传感器可以安装在发电机组的各个部位，包括轴承、机壳、叶片等，对于不同部位的振动信号进行采集和分析，可以全面地了解发电机组的振动特性，为故障诊断和预防提供全面的信息。