机组轴系振动诊断及处理方法研究
机组轴系振动诊断及处理方法研究
发表时间：2017-07-17T16:02:39.080Z 来源：《电力设备》2017年第8期 作者： 王新雷
[导读] 摘要：我们针对某机组在汽轮机高压转子临界转速下及带负荷过程中振动幅度大、随机性波动，以及转子后瓦轴振周期性波动、振幅增大等故障进行了分析诊断。
(中国电建集团河南工程公司 河南省郑州市 450000)
摘要：我们针对某机组在汽轮机高压转子临界转速下及带负荷过程中振动幅度大、随机性波动，以及转子后瓦轴振周期性波动、振幅增大等故障进行了分析诊断。结果表明，引起振动的原因分别为汽轮机高压缸膨胀不畅、油挡积碳、发电机转子滑环以及发电机转子热不
平衡等。我们对以上问题进行了诊断和处理的定向研究，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握机组轴系机构及产生机组振动的重要原
因，同时也为后期更好的处理机组振动问题提供参考。
关键词:轴系振动;高压缸;膨胀;积碳;动静碰摩;热不平衡。
1、引言
在发电企业运行过程中，机组轴系的正常运转与机组的发电效率有密切的联系，实际工作中，机组工作环境复杂，经常出现振动，危害较大，因此在现阶段加强对于机组轴系振动的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的掌握关于机组轴系的机构引发振动的主要原
因，从而更好的保障机组轴系的正常运行，保障良好的运行效率。
2、机组轴系结构概述
本文主要针对某型号双缸双排汽的轮机机组进行研究。该机组在高、中压部分采用合缸结构，双层缸设计为低压缸部分。在工作运行中负荷或蒸汽参数等变化，导致波动出现在低压转子两端轴振的幅值和相位上。在机组运行过程中负荷变动，轴承处轴振(分别为低压转子
前、后轴承处)随时间呈类似周期性变化。而且凝汽器真空变化引起轴承处轴振的变化。使轴承处轴变化轨迹呈不规则的状态，轴振“削波”
现象比较明显。机组轴承瓦温偏高，在运行中震动不稳定，而且轴振低频分量较大。根据上述异常现象在机组运行过程中的具体体现，我
们推断有可能在低压缸中心存在动态偏移问题，使低压汽缸的中心与轴系的中心不符，导致局部区域动、静间隙消失，产生摩擦振动。为
了确定导致轴瓦发生异常振动的真正原因，需对该问题进行分析研究。
机组轴系由高、中压转子、低压转子、发电机转子和励磁机转子组成。各转子之间分别用常规刚性联轴器连接。高中压转子为落地式轴承，低压转子轴承安装在排汽缸上，而另一部分发电机轴承为端盖式轴承。还有一些轴承与励磁机安装在台板上，低压转子轴瓦、发电
机转子轴瓦和励磁机转子轴瓦都为椭圆瓦，分别支撑在6个轴承上。
3、机组轴系振动原因分析
对于高压缸膨胀故障，随着运行时间的延长，机组在升速通过临界转速时汽轮机高压转子振幅越来越高，并且在定速带负荷过程中出现大幅度爬升、回落的不稳定的现象。现场检查发现，汽轮机高压缸立销垫片己经拉毛、卷曲，严重影响汽轮机高压缸的膨胀及收缩。垫
片的损坏直接影响了机组的正常工作。
同时，在无任何操作的正常运行状态下的机组，汽轮机高压转子相对轴振出现无规律的波动现象最高振幅处于报警状态。由于工作转速下汽轮机高压转子呈现二阶振型的弯曲，转子两端靠近振型高点，所以应该在汽封处存在动静接触部位。通过检查也发现，汽轮机高压
转子轴封发生严重漏气。由于热辐射的原因，机组长期运行将使油挡积碳，使动静间隙消失，从而导致汽轮机高压转子碰摩振动。而在机
组起动定速以后，发电机转子后瓦轴振呈周期性波动。
由此我们发现发电机转子振动以基频分量为主，且处于不稳定状态。据此分析，发电机转子由于较为明显的热弯曲和外伸端不平衡响应导致存在持续性、轻微的动静碰摩。引起周期性震动。但是随着机组功率的升高，发电机转子相对轴振幅值大幅度爬升，额定负荷工况
下的测点处于报警状态。根据振动与负荷的趋势特征，我们分析发现该振动为发电机转子存在热不平衡所致。机组由于转子热不平衡造成
了匝间短路故障、氢气冷却风道局部堵塞、转子线棒膨胀受阻。
4、机组轴系振动的处理方法
我们通过对高压机故障进行系统排查得知，汽轮机高压转子轴振与汽轮机高压缸膨胀有关，更换垫片后，机组轴系的振动正常。而且通过排查发现，在机组运行过程中，由于发电机转子振动、滑环晃度过大、碳刷过硬以及安装紧力过大等因素的影响，均会引起发电机转
子产生较为明显的热弯曲，对于外伸端不平衡响应灵敏度较高的发电机转子，则会引起明显的周期性振动。调整碳刷安装紧力后，发电机
转子轴振周期性波动消失。
我们在机组供热期操作时，应尽量缓慢调整抽汽量，避免瞬间增大或减小。同时严密监视机组、供热管道等振动。利用机组停机检修机会，做好高中压缸进汽部位汽缸保温，进一步检查阻碍汽缸膨胀的收缩因素，如滑销系统，抽汽管道以及支吊架等。而在正常运行中观
察瓦轴振和瓦振以及偏心实时在线监控曲线，一旦发现当振动有增大趋势且继续上升时，应立即采用减小供热量，降低负荷等措施，及早
控制振动的进一步增大，及时汇报和做好记录。
机组正常运行当中，应尽量缓慢调整负荷，要符合规程的进行各主要参数的幅度变化。同时我们在根据负荷及热网供水温度的要求在调整热网加热器进汽时，要兼顾调整中压缸至低压缸蝶阀。并检查其中排压力和温度的变化，防止超压或者压力低于规程规定值。
机组在停运时，轴瓦外油档应该进行认真清理，使油档下部回油孔增大，并加装挡汽隔热板在油档外侧。对高、中压汽缸进汽侧垂直部位加装保温，减少积碳的产生。机组在停运后，检修人员要严格执行检修工艺，避免再次泄漏。在揭缸检修中，对高中压缸汽封、立销
间隙进行检查和调整，避免径向碰磨。
现在,故障诊断在机械、电子、能源、化工、交通运输、航空航天、军事等各个领域得到了广泛应用。应用对象包括旋转机械、往复机械、流程工业、加工过程、仪器仪表等。由于旋转机械是各行各业用得最多的一类机械设备,所以,旋转机械的故障诊断问题始终是设备诊断
技术研究的热门课题。汽轮机组是大型旋转机械,而且用途非常广泛,其故障诊断问题引起了有关单位和人员的高度重视。
5、结语
通过以上防范措施，机组各瓦振动值均稳定有力的证明我们所采取的措施是有效的，这为以后类似机组维护提供了宝贵的经验，也为未来更好的处理同类型机组问题提供了参考。
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汽轮发电机组振动原因分析及处理
汽轮发电机组振动原因分析及处理
摘要：伴随着时代与社会经济的高速发展，我国各个领域得以不断进步，各项机械设备也得到广泛应用，对其运行效率也提出更加严格的标准。正常运行中汽轮机机组允许存在一定参数范围内的振动现象，但如果振动超出允许范围将对整个机组的运行以及电厂的稳定发电工作产生不利影响。对振动故障进行分类，总结、分析设备启动和运行过程中常见的振动问题，并介绍相关解决方案，为设备的安全可靠运行提供技术保障。
关键词：汽轮发电机；故障诊断；振动
引言
振动是衡量大型旋转设备运转状态的重要指标，需要对其进行快速、精准的采集、分析和故障诊断。引起振动的原因极其复杂，不仅与设备前期的设计、制造、安装有关联，同时，与设备在运行中的工艺过程参数有着密不可分的连接。
1汽轮机简介
目前，发电厂通过天然气、煤炭等不可再生资源来产生
电能。发电的具体过程是通过燃料的燃烧过程来产生较大的热量，而在水的加入后将会产生一定的热蒸汽，这些热蒸汽可以有效地将化学能转化成热能。在高压热蒸汽的作用下，汽轮机将持续运转，这些热能也将转变为机械能，从而形成循环过程，达到更好的汽轮机运转效率。汽轮机使用机械能来转化为电能，而这些电能将被传输到发电厂。现阶段，我国的发电厂包括天然气发电厂、工业废料发电厂、余热发电厂、燃煤发电厂等，而汽轮机主要使用在火力发电厂的发电工作中。汽轮机的基础结构包括低压缸、中压缸和高压缸三个部分。现阶段也有一些汽轮机的设计是将中压缸和高压缸结合在一起。汽轮机同样也包含一些辅助结构或者是系统，如润滑油、给水系统等，所以其结构十分复杂。
2汽轮机振动原因分析 2.1油膜失稳
汽轮机油膜失稳形式包含两种：油膜振荡与半速涡动。其中，半速涡动多发生在转速低于第一临界速度期间，随着转速的不断提升，在某一低速阶段开始，该振动会不断升高，有时随着转子速度的增加，这一情况也会逐渐消失。随着转子转速的不断变化，涡动频率也将不断变化，但转度半频关系一直不变，识别半速涡动法多使用级联图，级联图中，半频振锋频率点体现为斜率为2的直线。此外，波形图中和轴心轨迹中也经常可以看到低频特征。
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法
对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。
而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析
汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。
二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除
引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。
（一）汽流激振现象与故障排除
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。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。
600MW汽轮发电机组振动故障诊断及处理
第５５卷第６期 ２０１３年１２月 汽轮机技术
ＴＵＲＢＩＮＥ ＴＥＣＨＮ０ＬＯＣＹ Ｖ０ｌ＿５５ Ｎｏ．６ ＤｅＣ．２０１３
６００ＭＷ汽轮发电机组振动故障诊断及处理
许志铭 ，王凤良 ，洪 宇
（１黑龙江省电力科学研究院，哈尔滨１５００３０；２南京中大趋势测控设备有限公司，南京２１０００８）
摘要：针对某电厂６００ＭＷ机组汽轮机高、低压Ｂ转子在额定转速下振动过大的故障，测取了机组相应测点的振动 数据，阐述了机组高、低压Ｂ转子的振动特征，经过对振动数据进行分析、诊断，确定了引起该机组高、低压Ｂ转子 振动较大的原因为两转子存在一定的一阶、二阶质量不平衡，通过实施现场高速动平衡，将高、低压Ｂ转子额定转
速下的振动降至优良水平。 关键词：汽轮发电机组；振动；动平衡
分类号：ＴＫ２６８ ．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—５８８４（２０１３）０６－０４６９－０２
Ｔｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ ６００ＭＷ Ｔｕｒｂｉｎｅ．ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
ＸＵ Ｚｈｉ－ｒｕｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇ－ｌｉａｎｇ ，ＨＯＮＧ Ｙｕ
（１ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ １５００３０，Ｃｈｉｎａ）
（２ Ｎａｊｉｎｇ Ｚｈｏｎｇｄａ Ｔｒｅｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ．，Ｎａｊｉｎｇ ２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ６００ＭＷ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｆ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ Ｂ ｒｏｔｏｒｓ ｗｉｌｌ ｖｉｂｒａｔｅ ｔｏｏ ｍｕｃｈ ａｔ ｒａｔｅｄ ｓｐｅｅｄ，ｗｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｏｆ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
汽轮机#4轴承Y向振动大原因分析及故障处理
汽轮机#4轴承Y向振动大原因分析及故障处理
摘要：汽轮机运行中轴承振动大，可能造成轴瓦乌金龟裂、隔板汽封磨损、端部轴封磨损、转动部件材料的疲劳强度降低等危害和后果；通过对汽轮机#4轴承Y向振动大进行全面检查、分析，找出故障产生原因并采取相应处理措施，确保汽轮机长期安全稳定运行。
关键词：汽轮机、轴承、端部轴封、隔板汽封、油温、瓦温、振动
一、概述
福能（贵州）发电有限公司装机容量为2x660MW，汽轮机由哈汽厂生产，机组型号N660-24.2/566/566，高中压采用合缸结构，静叶片采用预扭装配式，高中压叶顶汽封、隔板汽封采用小间隙汽封形式。低压模块采用低压缸与轴承箱双落地结构，末级叶片长1029mm；配哈汽厂生产的QFSN2-660-2型同步汽轮发电机，励磁机配稳定支持轴承，共9只支持轴承与1只推力轴承。
#4轴承由四组垫块支撑的具有自位功能的可倾瓦轴承，可倾轴承由四块浇有巴氏合金钢制瓦组成，具有径向调整和润滑功能，轴承壳体分上下两半水平中分。（具体结构见图1）
图1 #4轴承结构图 图2 #4轴承Y向振动变大趋势图
二、故障介绍
2018年10月18日开始，#1机#4轴承Y向振动开始出现异常波动（最大 140um），此后，异常波动值逐步增大，11月26日最大波动达到530.99um。在#4轴承Y向振动异常波动期间，#4轴承X向振动维持在65um～115um，#4轴承盖振动在10um左右，#4轴承体存在异音； 5 X、5Y振动维持在85um左右，有瞬间波动最大到136um，又迅速恢复到85um左右；#3、#4、#5轴承瓦温、油温、回油温度正常。用听针倾听轴承盖内有碰撞的声音传出，传出的声音时大时小，没有连续，且波动大时声音跟着增大，波动小时声音跟着减小。（#4轴承Y向振动趋势见图2）
汽轮发电机组振动故障诊断及处理
释援毒艳
汽轮发电机组振动故障诊断及处理
方向明’施晓刚 １．黑龙江省火电三公司 １５００００ ２．贵州黔东电厂 【摘要ｌ发动机组的振动水平有在很大程度上决定着整个机组的运 行状况，机组质量监管人员都必须充分了解机组的振动水平。特别是对于工 作状态不太正常的机组，更要密切关注机组的振动情况。机组的振动数据 是检测机组是否出现振动偏差的主要依据，是技术人员在进行日常设备维 护和管理主要参考数据。可靠准确的工作情况检测数据是了解机组振动情 况的重要指标，因此掌握振动测试的主要方法和具体步骤是提高机组振动 检测的基本途径。本文主要就振动检测的主要内容和主要方法进行简要 分析。 【关键词】汽轮发动机；机组；分析 前言 机组的振动水平在很大的程度上影响着汽轮发动机的整个运转质 量。迫干实际生产需要，随着发动机组的产生，振动检测技术也应运而 生。随着我国社会经济的不断发展，无论是社会生产还是日常生活，对 于电力的需求都有了巨大的增长。迫使发电机组的机组规模不断增大， 设备的智能化水平越来越高，日常生活生产对于电力资源的巨大的依赖 性造成电力部门对于电力设备的检测和维修压力不断加大。因此对于 机组的诊断方法必须与时俱进，不断创新，才能满足现代社会发展对于 电力资源的需求。 一．机组振动检测的主要内容 １．１新机组的振动测试 对于新机组的振动测试是非常有必要的，振动测试能够充分了解 该机组制作工艺和质量是否符合生产标准，特别注意的是对于新机组 的初次振动检测资料要严格细致记录，日后要作为检测的初始数据供 技术人员参考。由于新机组还未正式投入运营，因此对于新机组的振动 检测通常是检测机组在低速状态下的振动情况以及各种临界状态下的 转速数据，还要注意检测在额定功率下机组的振动情况，最好是能够 记录振动时相关物理技术参数，比如发生的相位和振幅等。 １．２机组工作时的振动检测 对于机组正常工作时的振动检测是为了充分了解机组工作的稳定 性，观察机组振动情况随着时间变化能否稳定保持。根据机组的现有的 振动数据推测机组是否会出现技术问题。现阶段对于机组正常工作时 的监测技术主要是通过安装在机组上的振动检测装置，自动对于机组 的振动数据进行收集，由数据记录系统进行数据记录并显示出来。如果 机组没有安装数据自动记录设备，则需要人工进行定期检测，周期可以 是一天也可以是一周，要根据机组具体运转标准来设定具体检测时间。 技术人员要注意保管好检测数据，尤其是机组出现故障前的技术数据， 技术人员要特别注意保管。 １．３出现故障时的振动检测 如果机组的振动情况与正常情况有偏差，通常情况下是振动情况 高于正常水平，说明机组目前的工作状态不是正常的工作状态，由于机 组的规模较大，不便于进行停机来检修问题。因此就需要进行一些小型 的试验来判断机组具体出现的问题和产生问题的原因。具体的试验内 容要根据机组可能出现的故障进行设置。如果故障问题不大，通过试验 测试短时间内就能找到问题的根源并采取有效措施进行修复。如果机 组产生的故障问题较大，则需要进行反复试验才能找到问题的根源。对 于机组出现的通过试验无法解决的问题，则需要专业的技术人员进行 讨论。在一定程度上可以说，机组的振动问题仅仅是靠经验是无法完全 解决的，每个机组由于生产的工序或者是组装技术的差异性导致产生 的问题都不尽相同，因此技术人员要注意日常的检测经验积累，并注意 不被经验所束缚，才能更好的实现对于机组振动情况的检测。 １．４动态平衡中的振动检测 能够引起机组振动的因素有很多，其中质量不平衡引起是较为常见 的因素之一。针对于此情况，目前已经通过现场的某些动态平衡技术有 效的解决了此类问题。但是对于机组的动态检测依然有重要的作用。动 态平衡中的振动检测是为了获取能够计算平衡质量的数据，通常情况下 检测相位和振幅，尤其是对于初次临界状态下的相位和振幅。 １．５预测性振动检测 在实际生产过程中，除了要在机组工作时进行检测外，还要根据机 组的运行状况进行预测性振动试验，换句话说就是要在机组现有故障 记录基础上，研究机组可能出现的机组故障，要做好充分准备，降低由 于机组故障带来的经济损失。 ＝ 汽轮发动机主要故障及部分处理技术 ２．１质量不平衡 正如上文所述，造成机组振动出现问题的因素有很多，其中质量不 平衡是较为常见的因素。造成机组质量不平衡的因素主要是机组生产 工艺较差，导致在机组正常工作时，联轴器和轴承的相对位移发生了变 化，还有可能是非金属物质比如盐类物质在轴承上不均衡的堆积，造成 轴承本身的腐蚀等都会造成机组出现质量不平衡现象。如果机组出现 质量不平衡的现象就有可能导致机组在临界状态下振动最大值明显增 大的问题。通常在数据上显示出１Ｘ振动幅度较大，根据实际生产经验 而言，机组转子一般都会处于动态不平衡状态，即支撑转子工作的轴承 一般的振动相位差都会在零度到一百，计度之间，但是如果出现了质量 不平衡现象，转子的轴承相位差就会出现较大程度的变化，通常会造成 轴承振动相位差为零。解决此类问题通常是通过调节机组的振动频率 或者是他改变振动系统的质量。系统的质量与机组的振动有着密切的 关系，通常情况下调节振动系统的质量就会解决问题，有时也会出现不 起作用的情况，这时就应该及时的调整系统振动的相关参数，改变系统 振动的固有频率，但在更改之前要对其可能产生的效果进行预测。 ２．２不对中现象 不对中现象和质量不平衡现象一样，都是机组振动中常见的问题。 所谓的不对中是指机组转子中相邻的两个转子的轴承中心线和轴心线 的偏移程度不同。不对中现象包括两种类型，一类是联轴器的不对中和 轴系不对中。 ２．２．１联轴器不对中通常表现为端面出现瓢偏现象或者不同心现象 及平行偏角不对中现象。其中端面出现瓢偏现象的主要表现为轴向振 动程度较大，并且还会造成联轴器两端的振动相位出现反相的现象。而 对于不同心现象而言，表现的振动现象同瓢偏现象较为类似，不同点在 于不同心故障会出现径向振动。这时候的１Ｘ产生的振动分量小于２Ｘ产 生的振动分量，具体差异程度要视联轴器的型号而定。如果机组的不同 心故障比较严重，还会出现谐波分量，一旦出现了谐波分量，就会对机 组的振动频谱产生较大程度的影响。对于另一种不对中现象，则是不同 心现象和质量不平衡现象的结合体。 ２．２．２对于轴系不对中而言，又包括两种情况，即标高变化和偏角 不对中。现阶段我国机组生产厂家大部分都是采用自位轴承，采用自位 轴承的好处在于容易解决由于轴承偏角产生的不对中问题。但是标高变 化问题就无法有效的通过此类方式解决，标高的变化对于轴承的影响 相对于偏角不对中而言程度较大。标高的变化会导致联轴器的负荷加 大，而联轴器的负荷程度直接影响着联轴器的扭矩，轴系出现了不对中 的现象就会造成联轴器的扭矩出现较大变化，因此造成转子的振动出 现变化。解决此类问题的主要方法就是减小激振力，所谓的减少激振力 就是改变激振力的程度，目前主要是运用轴系动态平衡的办法或者是 调整联轴器的对中情况。 三．振动■故处理实例研究 ３．１为了方便读者直观了解机组振动事故处理方法，现举出一曾经 发生的振动事故实例来辅助理解。这是一次由振动偏差导致的轴系出 现严重问题的事故，机组是六百Ｍｗ。从实际事故中可以看出，对于事
汽轮发电机组转子不对中引起的振动故障诊断和处理
科技论坛 民营科技２０１３年第９期 汽轮发电机组转子不对中引起的振动 故障诊断和处理 。 李玉生’ （１、哈药集团制药总厂，黑龙江哈尔滨１５００４６； 高欣 ２、深圳建筑股份有限公司，广东深圳５１８０４９） 摘要：电厂运行中的设备和结构普遍存在机械振动，它是物体或设备的某种状态随时间往复变化的一种物理现象。振动状态是设备设 计制造、安装检修和运行维护水平的综合反映。振动水平是衡量机械设备能否持续可靠运行的重要指标。产生振动的原因很多，现着重讨论由 于转子不对中引起的振动故障诊断和处理。 关键词：机械设备；故障；诊断 ， １转子不对中的分类和产生原因 转子不对中通常指相邻转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏 移程度。转子不对中可以分为联轴器不对中和轴承不对中。 １．１联轴器不对中。联轴器不对中是指相邻两根转轴轴线不在同一 直线上，或不是一条连续的光滑曲线，在联轴器部位存在拐点或阶跃 点。联轴器不对中包括三种隋况：一是联轴器端面与轴心线不垂直（端 面瓢偏）形成偏角不对中；二是联轴器的有关圆柱面和连接螺栓孔节 园中心与轴颈不同心（圆周偏差）形成平行不对中（不同心）；三是前两 种不对中的组合，即平行偏角不对中。 联轴器存在端面瓢偏时，拧紧连接螺栓后使轴产生变形，此时轴 颈会出现较大的晃度，有时由于联轴器圆周方向连接螺栓紧力存在差 异，旋转时因附加的弯矩作用而产生强迫振动；联轴器不同心时，联轴 器连接后会产生偏心（即两轴产生中心偏差），旋转时也会引起附加强 迫力而产生振动。总之，联轴器不对中会在转子连接处产生附加的弯 矩和剪切力，以及相邻轴承承受径向作用力，它们都将使轴承受方腈 况恶化，产生振动，对结构和安全产生不利影响。 １．２轴承不对中。轴承不对中包括偏角不对中和标高变化两种隋况。 由于目前机组多使用自位轴承，因此，一般程度的轴承偏角不对中容 易消除。但轴承位置标高的变化会使轴承载荷重新分配，从而影响整 个轴系的稳定眭。 当轴承相对轴颈倾斜的不对中较为严重时，沿轴承长度会形成 锥形油楔。这将使沿轴承长度载荷分配不均匀，—侧的油膜厚度会降 低，相应地会增加该侧轴承的比压和乌金温度，使乌金疲劳损坏。此 外，锥形油楔也是引起轴承座轴向振动的主要原因之一。 １．３不对中产生的原因。轴系产生不对中通常是由制造误差、安装误 差及热膨胀方面的因素造成的。由于工艺或测量等原因，在联轴器的 制造和组装过程中可能会出现误差。为此，要求联轴器加工和装配后 的端面偏差和圆周偏差尽可能小，—般直控制在０．０２ｒａｍ以内。 在排除了加工误差引起的不对中后，实际可将不对中分为冷态 不对中和热态不对中两种情况。冷态不对中是指在室温下因安装误差 造成的不对中；热态不对中是指机组在运行过程中由于高温等因素造 成的不对中，其主要原因包括：１）基础受热不均匀；２）机组各部件的热 膨胀变形和扭曲变形；３）机组热膨胀时因滑动表面的摩擦力及导向键 磨损引起轴承座的倾斜和侧行；４）由于转子的挠曲和重量分配不均 匀，转子在安装之后产生的原始弯曲；５）基础的不均匀下沉。 上述热变形的影响，导致转子轴颈中心在轴承中的相应位置发 生变化，进而引起轴承油膜动特性也随之发生改变，而且会在联轴节 处产生附加弯矩。 ａｔ￣，ｂ，受凝汽器抽真空的变化及发电机在充氢时氢压的作用，低 压转子和发电机转子的对中及轴承座标高也会发生变化。 ２不对中引起的振动特性 不对中引起的振动机理较为复杂，归纳已有的研究结果和现场 试验，轴系不对中产生如下的振动特征。 ２．１如果联轴器主要为端面瓢偏，则通常表现为较大的轴向振动。轴 向振动一般大于垂直和水平振动，联轴器两侧轴承测量的轴向振动相 位差基本为１８０度；径向振动相位基本相同，振动频谱以ｌｘ和２Ｘ分 量为主，但有时也会有一些３Ｘ振动分量。 ’ ２．２联轴器不同心产生的振动现象和端面瓢偏时的振动相类似，但 其表现为较大的径向振动，且沿联轴器两端轴承测量振动相位相差 １８０度，此时＂２Ｘ振动分量常大于１Ｘ分量，其大小决定于联轴器类型 和结构。而且，联轴器两侧轴承容易发生油膜失稳。 ２．３当联轴器端面瓢偏或不同心较严重时，可能产生更高频率的振 动谐波分量（４ｘ一８Ｘ），而目这时联轴器结构会对振动频谱的特征产生 重要影响。需要说明的是，当汽轮发电机组联轴器不对中Ｊ隋况一般较 为轻微时，振动频谱仍基本上呈ＩＸ分量为主。 ２４轴承不对中造成各轴承负荷分配的变化和轴承动特性的改变， 从而影响转子和轴承系统的稳定陛；支撑负荷的变化引起轴系临界转 速变化，激发结构共振，也会造成工作转速下轴系振型变化，使不平衡 灵敏度发生改变。 ２．５轴系不对中可能导致高压汽轮机汽封间隙不均匀而诱发蒸汽激 振。 ２．６不对中故障引发的振动对负荷变化较为敏感。对于联轴器不对 中而言，当负荷变化时，由联轴器传递的扭矩立即发生变化，则转子的 振动状态也立即发生变化。而对于轴承座的热膨胀不均匀引起轴承不 对中而言，尽管负荷变化后转子的振动也要发生变化，但由于热传导 的惯陛，振动的变化在时间上比负荷的改变要滞后一段时间。 ２．７对于大型汽轮发电机组来说，动态工况较为复杂，有一些不对中 可能不会导致振动增加。 ２．８轴系多跨转子的不对中，由于常伴有其他故障因素，有时振动情 况可能更为复杂。 ３不对中故障的诊断和对策 导致不对中的原因是多种多样的，单纯依靠振动分析有时还很 难找出不对中的根本原因，因此，还应进行一些相关试验做辅助分析。 包括：１）机组运行时测量轴承、汽缸、轴承座与基础的标高变化及汽 缸、轴承座膨胀席ｌ兄；２）运行中监视各个轴承的油压及停机后的顶轴 油压，以了解轴承载荷与对周情况的变化；３）用塞尺现场检查轴承座 滑动表面的接触隋况，导销槽间隙；４）低转速时测量各轴颈的晃度，并 在停机后检查联轴器的对中Ｊ清况。 一旦诊断确实存在轴系不对中故障，则应根据具体的情况采取 相应的措施进行处理。对于联轴器加工制造过程中产生的少量偏差， 其产生的振动可以通过动平衡方法予以消除；对于因安装误差造成的 联轴器偏差，则应重新找中，使其端面和圆周偏差达到要求的水平；而 对于因热膨胀原因导致轴系标高的变化，一方面采取措施消除引起轴 承标高的因素，如轴封漏气、滑销系统卡涩等，另一方面对于不同类型 的机组，根据热态下各轴承载荷和标高变化的规律，对制造厂提供的 杨度曲线进行适当修正，即通过采用冷态下预留对中的偏差，以保证 机组在热态下运行有合理的标高。 总之，机组振动故障的诊断与处理技术仍需要在理论研究和工 程实践中不断发展和完善。 参考文献 【１］陆颂元ｊ气轮发电机组振动呻北京：中国电力出版社，２０００． 『２１施维新．汽轮发电机组振动及事故帆北京：中国电力出版社，１９９９．
国华准格尔电厂2号汽轮机轴系振动原因分析及处理
回华准格 电厂２号汔轮机轴系 搌动原因分析及处理 王胜捷 （内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特０１００８０） ［摘 要］ 国华准格尔电厂２号机组自投产以来，轴系２、３号轴承原始振动值达７５ ｍ左右，１号轴承轴 颈在盘车状态下晃度大。２００３年底，２号机组２、３号轴承频繁出现间歇性振动，最大峰值达１３４ ｍ。２００３ 年８月中旬以来，发电机７号轴承振动在增负荷时呈较大的增长趋势，最大达１０３ ｍ，已严重影响到机组 的正常稳定运行。通过对机组轴系振动在线监测数据和基建期间安装遗留问题的综合讨论分析，制定了 相应的检修方案，在２００４年初大修中实施后较好地解决了这些问题。 ［关键词］ 汽轮机；轴系振动；轴承碰摩；平衡；故障处理 ［中图分类号３ＴＫ２６８． １ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号３１００２—３３６４（２００６）０４—００３５—０３ 国华准格尔电厂２号机是北京北重汽轮电机有限 公司引进法国ＡＩ ＳＴＯＭ（阿尔斯通）公司技术生产的 ３３０ Ｍｗ亚临界、一次中间再热、冲动凝汽式Ｎ３３Ｏ一 １７．７５／５４０／５４０型汽轮机，配以北京北重汽轮电机有 限公司生产的ＴＡ２５５—４６型发电机。汽轮机为单轴、 三缸设计，高压缸、中压缸和分流低压缸，共有８个支 承轴承，其中１～４号和７、８号轴承为落地式结构，５、６ 号轴承座与低压缸一体为不落地式结构，机组轴系如 图１所示。
图１汽轮发电机组轴系 该机组自２００２年９月２０日投产以来，２、３号轴 承轴振动幅值偏高（已接近ＡＩ ＳＴＯＭ长期运行标准 值７６ ＩＴＩ），后来２、３号轴承处又频繁发生间歇性振 动，振幅值最大曾达１３４ ｍ，盘车状态下１号轴承轴 颈晃度大，为１００ ｍ左右。２００３年８月中旬以来，发 电机７号轴承振动在增负荷时呈较大的增长趋势，最 大振动值达１０３ ｇ．ｍ。对此，在机组无法停运的情况 下，从运行和检修等方面做了相应的调整，如控制增、 减负荷的速率，由部分进汽改为全周进汽方式，降低真 空，改善发电机冷却水温，缸体限位等等，但效果并不 明显，因此只能降低负荷运行。 轴系振动的原因分析 １．１ 中压转子轴承振幅值大的原因 （１）由２号机振动在线监测和故障诊断系统波形 频谱图２可看出，振动的主要分量以工频为主，说明转 子存在较大的质量不平衡。
机械故障的振动分析及诊断
机械故障的振动分析及诊断
引言
机械故障的振动分析及诊断是现代工程领域一个重要的研究方向。振动分析能够预测机械故障发生的可能性，诊断能够确定故障的原因和位置，对于提高机械设备的可靠性和可用性具有重要意义。本文将介绍机械故障振动分析的基本原理、方法和应用。
一、机械故障振动分析的基本原理
机械设备在运行时会产生振动，振动是由于设备的不平衡、磨损、故障等因素导致的。振动分析的基本原理是通过检测和分析振动信号来判断设备是否存在故障，并对故障进行诊断。振动信号可以通过加速度、速度和位移等形式来表示，其中加速度信号对于高频故障的诊断更为敏感。
二、机械故障振动分析的方法
1.振动信号采集
振动信号的采集是机械故障振动分析的第一个步骤。采集振动信号可以通过加速度传感器、速度传感器或位移传感器来实现。根据故障的类型和位置，选择合适的传感器进行振动信号采集。多个传感器可以同时采集不同位置的振动信号，以获得更为准确的结果。
2.信号预处理
振动信号采集后往往包含大量的噪声，需要进行信号预处理。常用的信号预处理方法包括滤波、降噪和特征提取等。滤波方法可以去除高频和低频的噪声，使得振动信号更加清晰。降噪方法可以通过信号平均、小波分析等技术去除噪声，提高信号的信噪比。特征提取方法可以从振动信号中提取出故障特征，如频率、幅值、相位等，用于故障诊断。
3.故障诊断
故障诊断是根据振动信号的特征来确定故障的类型和位置。常见的故障诊断方法包括频谱分析、阶次分析和时间域分析等。频谱分析可以将振动信号转化为频域特性，通过比较频谱图来判断故障类型。阶次分析可以将振动信号转化为阶次域特性，通过比较阶次图来判断故障位置。时间域分析可以观察振动信号的波形和周期性，通过波形和周期性的变化来诊断故障。
三、机械故障振动分析的应用
机械故障振动分析的应用十分广泛，涵盖了各个领域的机械设备。例如，航空领域可以通过对飞机发动机的振动信号进行分析，来预测发动机故障并进行维修。能源领域可以通过对发电机组振动信号进行分析，来判断转子异动和失衡等故障。制造业可以通过对设备的振动信号进行分析，来提前诊断设备的磨损和故障，从而防止设备停机和损失。
C26-4.9／0.98型汽轮发电机组振动故障诊断及处理
冶 金 动 力 ＭＥ 山ＬＵＲＧＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ ２００７年第２期 总第１２０期
Ｃ２６—４．９／０．９８型汽轮发电机组振动故障诊断及处理
李 钊
ｆ新疆八一钢铁集团公司能源中心，新疆乌鲁木齐８３００２２）
【摘要】重点介绍了新疆八一钢铁集团公司Ｃ２６－－４．９，０．９８型汽轮发电机组轴瓦振动的原因分析，汽轮机
振动故障诊断及处理，为以后的检修提供了依据。
【关键词】汽轮机组；振动；分析；处理
【中图分类号】ＴＭ３１１ 【文献标识码】Ｂ 【３￣］１００６—６７６４（２００７）０２—００４６－０３
Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｏｓａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｆａｉｌｕｒｅｓ ｏｆ
Ｃ２６－４．９，０．９８ Ｔｕｒｂｏ－Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｕｎｉｔ
ＬＩ Ｚｈａｏ
ｅ， ｇｙ Ｓｏ“，℃ｅ Ｃｅｎ￡ｅ‘Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｃ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗ“１“ｍｕｑｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８３００２２，Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｂｕｓｈ ｏｆ Ｃ２６—４．９／０．９８ ｔｕｒｂｏ－ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ ｏｆ Ｘｉｎ—
ｊｉａｎｇ Ｂａｙｉ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｉａｇ—
ｎ０ｓｉｓ ａｎｄ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｒｂｏ—ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂａｓｉｓ
ｆｏｒ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｗｏｒｋ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ．
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｔｕｒｂｏ－ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｄｉｓｐｏｓａｌ
１ 前言
新疆八一钢铁集团公司热电厂１、２号机均为武
国产330MW机组调试期间突发性振动故障诊断与处理
甘肃电力技术 ５１
国产３３０ＭＷ机组调试期间突发性振动故障
诊断与处理
王乃斌武茂松
（甘肃电力科学研究院甘肃省兰州市７３００５０）
【摘要】 本文详细介绍了某厂国产３３０ＭＷ机组在调试期间笫一次冲转过程中，由于挡风板脱落造成突发
性振动的现场整个测试、分析与定性、确定处理方案的过程，并通过对挡风板上下两部分点焊和使用高强螺
栓连接挡风板的方式，成功消除机组振动使机组顺利达到工作转速。文中给出的该种振动故障的振动特征、
分析方法、处理措施可供现场类似故障的分析处理提供参考。 【关键词】 汽轮机突发性振动挡风板脱落振动特征
０前言
振动是关系到汽轮发电机组设备安全与正常生
产的重要故障，并且振动故障在设备的故障中占有
很大的比重，是影响设备安全与稳定运行的重要因
素。振动过大对机组的危害是十分严重的，如导致 轴承乌金疲劳损坏、机组通流部分摩擦、大轴弯曲，
严重时更将导致汽轮发电机组轴系断裂恶性事故。
本文以某厂新建国产３３０ＭＷ机组为例，介绍了由于
挡风板脱落造成的机组突发性振动整个测试、分析、
２振动现象和特征 定性、处理方案确定和实施过程，以及最终的处理
结果。
１机组设备概况
某厂２号汽轮机系上海汽轮机制造有限公司引
进的ＣＺＫ３３０－１６．６７／０．４／５３８／４３８型亚临界、单轴、
中间再热、双缸双排汽、空冷抽汽、冷凝式汽轮机，
该机组汽轮机为四支承，发电机为二支承，整个轴 系由七个径向轴承支承，轴系支承简图见下图１。
图１轴系支承简图
该机组为某厂新建机组，２００９年１１月８日为机
组在调试过程中首次开机冲转，整个冲转过程我们 用本特利ＤＡＩＵ－２０８测振仪详细记录了机组振动变
化状况。机组１３：Ｏ５分开始挂闸冲转，从开始升速
到２０４０ ｒｐｍ／ｍｉｎ暖机过程中，机组振动情况一直比
较稳定，具体情况见表１。
５２ 国产３３０／￣机组调试期间突发性振动故障诊断与处理
表１ 转速２０４０ ｒｐｍ／ｍｉｎ振动