汽轮机振动分析与故障排除

成人高等教育毕业设计

题目：汽轮机振动分析与故障排除

学院(函授站）：机械工程学院

年级专业：热能与动力工程

层次：本科

学号：

姓名：张华

指导教师：

起止时间：年月日～月日

内容摘要

我国经济的快速发展对我国电力供应提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。汽轮机组作为发电厂重要组成部分其异常振动对于整个发电系统都有着重要的影响，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。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。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。

关键词:汽轮机；异常振动；分析；排除

内容摘要 0

前言 (3)

第一章振动原因查找和分析 (4)

第2章汽轮机组常见异常震动的分析与排除 (4)

2.1汽流激振现象与故障排除 (5)

2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 (5)

2.3摩擦振动的特征、原因与排除 (6)

第三章运行方面 (6)

3.1 机组膨胀 (6)

3.2 润滑油温 (6)

3.3轴封进汽温度 (7)

3.4机组真空和排汽缸温度 (7)

3.5 发电机转子电流 (7)

3.6断叶片 (7)

第四章关于汽轮机异常振动故障原因查询步骤的分析 (7)

第五章在振动监测方面应做好的工作 (8)

结论 (10)

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。

第一章振动原因查找和分析

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。汽轮机正常运行时，由于轴承座受热膨胀，补偿了轴承座固定螺栓头部同压板间冷态预留的膨胀间隙，二者间应基本处于无间隙状态。轴承座每侧2个固定螺栓都采取了连接点焊的防松措施，因此螺栓不会自己松动退出。因此固定螺栓头部同压板间出现较大间隙的原因只能是轴承座出现了下沉，轴承座与固定螺栓对应处下移量大致等于该部位实际出现的间隙量。在前轴承座中，径向轴承的安装位置靠近后端两个支承点，由于轴承座后端下沉量较大，所以径向轴承实际下沉量要大于轴承座平均下沉量（0.85mm）。

汽轮机前径向轴承随轴承座下沉，引起其上支承的汽轮机转子前端下沉，转子下沉量大致等于前径向轴承下沉量。经查资料汽轮机前轴封，平衡盘汽封及前几级叶轮汽封处径向间隙均为0.20～0.40mm，因此转子的下移量足以使转子前端同汽缸前汽封下部及前几级隔板汽封下部产生磨擦，引起转子和汽缸振动，转子振动带动轴承座产生振动。因汽缸质量较大，受影响相对小些。由于磨擦主要发生在前端，所以转子前端及前轴承座振动升幅比后端要大。动静部件间的磨擦和产生的振动也使现场噪音有所增加。

轴承座四角不均匀下沉，也破坏了轴承座中心线同转子中心线的平行状态，使径向和止推轴承瓦块工作状况变坏；另外轴承座带动转子下沉，还使转子在汽缸内的径向位置严重偏心，这些都是激起转子振动的重要原因。

分析认为造成轴承座下沉的原因大致有3点：①球形垫下部与可调支承螺母间磨损；②球形垫上部与轴承座下支承面间发生磨损；③可调支承螺母松动下移。

第2章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。

2.1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5T/h到50T/h的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。

2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除

转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。

与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。

2.3摩擦振动的特征、原因与排除

摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。

第三章运行方面

如果在机组设计制造、安装和检修期间各方面都能保证质量，那机组就不会发生振动大而影响运行了吗？答案是否定的，机组的振动除了与上面阐述的各方面因素有关外，还与机组的运行状况存在很大的关系。

3.1 机组膨胀

前面已经讲到，机组的滑销系统对机组振动的影响情况，而机组的膨胀是受其滑销系统制约的。当滑销系统本身不存在问题时，如果运行人员操作不当，机组也会出现膨胀不畅的问题。最明显的例子是在开机过程中，当机组的暖机时间不够或者升速加负荷过快，则机组各部分的膨胀就不一样，这样一方面会产生热应力，减少机组的寿命；另一方面就会引起过大的膨胀差，从而影响机组的开机过程。当机组的膨胀不充分时，极易引起机组的动静碰磨而产生振动。

3.2 润滑油温

轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素，油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围

内，过高过低都对油膜的形成不利。

3.3轴封进汽温度

每一轴封的进汽温度都不一样，在运行规程所允许的范围内调整轴封进汽温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封进汽温度对机组振动的影响主要表现为进汽温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响，这两方面对机组振动的影响机理在前面已经述及。

3.4机组真空和排汽缸温度

机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的，其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说，排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上，所以会对机组的振动产生影响。

3.5 发电机转子电流

当电流通过发电机转子时会产生热量，这部分热量就要会使发电机转子产生膨胀，当发电机转子本身存在一定量的质量不平衡时，由于膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变，从而引起机组的振动变化；当发电机转子自身存在膨胀不均时，即使冷态情况下质量平衡较好，也会由于膨胀的不均匀性产生动态的质量不平衡，而这一质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也会随之消失。

另一方面，如果发电机转子内部本身存在短路情况，当电流通过发电机转子时会产生局部放热过大的现象，此处的转子由于受到较多的热量堆积而使膨胀较大，这就与其他地方的膨胀产生差别，又会形成一动态的质量不平衡。

3.6断叶片

当汽轮机发生断叶片时，转子的质量分布明显发生改变，因此机组的振动会发生明显的变化，这种情况在现场有时可能不会被察觉，因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化，而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。为了尽量避免断叶片的现象发生，除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外，运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。

第四章关于汽轮机异常振动故障原因查询步骤的分析

生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化，引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因，在查找振动主要来源时要注意下面几个要素：振动的频率是1X，2X，1/2X等。振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系。振动的稳定性如何（指随转速、负荷、温度、励磁电流、时间、等的变化是否变化）。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大。特别过临界时振动比以往大得多。振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同相或反相。振动的稳定性好（在振动没有引起磨擦的情况下），且重复性好。根据振动特征与日常检测维修记录多方面分

析，找出故障原因最终排除

另外对于一些原本设计上有通病的机组，要做好心理准备并牢记其故障点，一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。例如：东汽三缸两排气200MW汽轮机,轴封系统同300MW,现低压缸的两端轴承震动常在6、7丝左右，现发现如能维持低压轴封供汽温度在120－130度时，振动基本能降到4丝左右。加负荷时振动要上升，稳定一段时间后要下降，如果低压轴封供汽温度在150度以上时，振动也要上涨。通过分析我们可以看出振动主要发生在#4轴承，其主要原因是#4轴承座在排汽缸上，支撑刚性太差，对温度较为敏感，使#4轴承的标高发生变化。东方300MW汽轮机也存在同样的情况，这可能是设计上的一大通病。针对这一原因，其故障排除要加固#4轴承座的支撑，测量温度对#4轴承标高的具体影响值，以便在找中心时事先降低#4轴承标高。

第五章在振动监测方面应做好的工作

目前200MW及以上的机组大都装设了轴系监控装置，对振动实施在线监控，给振动监测工作创造了良好的条件。其他中小型机组有的虽装有振动监测表，但准确度较差，要靠携带型振动表定期测试核对，有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监测工作，一般都比较薄弱，不能坚持定期（每周、每10天等）测试或测试记录不全不完整等等，不利于有关振动规定的认真执行。因此，电厂应明确规定测试振动的周期，给汽机车间专业人员和运行现场配备较高精密度的振动表，并建立专业人员保存的和运行现场保存的振动测试登记簿，按规定周期测试并将测试结果记入登记簿。测试中发现振动比上次测试结果增大时，专业人员应及时向领导汇报，并分析振动增大原因，研究采取措施，必要时

增加振动测试次数，以监测是否继续增大。运行中如发现机组振动异常时，应立即使用现场保管的振动表进行测试，如振动比上次测试结果增加了0.05mm时，应立即打闸停机。如振动增加虽未达到0.05mm，但振动异常时听到机组有响声（如掉叶片等），或机内声音异常时，也应停机进行检查。对一般的振动增大，也应向车间汇报，以便组织分析原因，采取措施。

结论

汽轮机异常振动时汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据故障特征进行故障分析，确定故障点后查看机组维修记录，确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换，因再次确认故障点，确认为改点后进行拆解。一般来讲短期内进过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。因此，在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。许多情况需要维修人员长期积累的经验来判断的，加强企业汽轮机组维护保养人员培训，提高维修人员素质及专业技能时提高汽轮机故常排除效率的最佳途径。

参考文献

[1]裘烈钧等大型汽轮机运行

[2]曾勇生汽轮机轴振动对运行方面的处理及预防[J].科技信息,2006-08-05

[3] 电力工业标准汇编(火电卷3).汽轮机及辅助设备,1996,4.

[4]电力工业标准汇编(火电卷3).汽轮机及辅助设备,1996,4.

致谢

我很荣幸能在山东理工就读，得到了自己学业上的成就。首先，我衷心的感谢我的论文指导老师，这篇论文是在她的悉心指导下才会完成，在论文的分析和整理当中给我极大地帮助。在撰写论文期间，很多老师都对我论文中的研究工作给予了热情帮助，使我对汽轮机的认识更加加深，最重要的是我从老师那儿学到如何面对问题、解决问题的方法，如何跟他人合作的技巧。在此向他们表达我的感激之情。是他们的帮助才会使我顺利的完成论文。感谢你们！

最后，我更要感谢为评阅论文和参与论文答辩的各位专家学者们。感谢您付出的辛勤劳动，感谢您提出的宝贵意见！

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 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5T/h到50T/h的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。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是

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旋转机械振动的基本特性

旋转机械振动的基本特性 概述 绝大多数机械都有旋转件，所谓旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。 旋转机械种类繁多，有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等组成，转速从每分钟几十到几万、几十万 转。 故障是指机器的功能失效，即其动态性能劣化，不符合技术要求。例如，机器运行失稳，产生异常振动和噪声，工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。机器发生故障的原因不同，所反映出的信息也不一样，根据这些特有的信息，可以对故障进行诊断。但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，一般都是多种因素共同作用的结果，所以对设备进行故障诊断时，必须进行全面的综合分析研究。 由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误，使得机器在运行过程中会引起振动，其振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。 从仿生学的角度来看，诊断设备的故障类似于确定人的病因：医生需要向患者询问病情、病史、切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。同样，对旋转机械的故障诊断，也应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理提取机器特有的故障症兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，做出符合实际的诊断结论，提出治理措施。 ^WWWWWVWWWIWWVWWWVWWWWWWWWWIHWMVWWWVWWWMWWWWWWIWWhVWWWWWWWWBWWVWWMWWWHIWW^'.a'tn'.- 根据故障原因和造成故障原因的不同阶段，可以将旋转机械的故障原因分为几个方面，见表1。

关于汽轮机振动分析及处理

关于汽轮机振动分析及处理 火力发电是我们公司主要安装的机组为了保证机组运行稳定，我们安装必须按照图纸施工。汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其故障率的减少对于整个系统都有着重要的意义。汽轮机异常振动是发电厂常见故障中比较难确定故障原因的一种故障，针对这样的情况，加强汽轮机异常振动分析，为安装部门提供基础分析就显得极为必要。 一、汽轮机异常振动原因分析。 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。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。 （一）汽流激振现象与故障排除（安装不需考虑）。 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，如负荷，且增大应该呈突发性。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（一年以上）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5T/h到50/h 的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。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除。 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。 与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 （三）摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩

电机常见的振动故障原因

编号：SM-ZD-75861 电机常见的振动故障原因Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

电机常见的振动故障原因 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一般来讲，电机振动是由于转动部分不平衡、机械故障或电磁方面的原因引起的。 一、转动部分不平衡主要是转子、耦合器、联轴器、传动轮（制动轮）不平衡引起的。 处理方法是先找好转子平衡。如果有大型传动轮、制动轮、耦合器、联轴器，应与转子分开单独找好平衡。再有就是转动部分机械松动造成的。如：铁心支架松动，斜键、销钉失效松动，转子绑扎不紧都会造成转动部分不平衡。 二、机械部分故障主要有以下几点： 1、联动部分轴系不对中，中心线不重合，定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中，对中不良、安装不当造成的。还有一种情况，就是有的联动部分中心线在冷态时是重合一致的，但运行一段时间后由于转子支点，基础等变形，中心线又被破坏，因而产生振动。 2、与电机相联的齿轮、联轴器有毛病。这种故障主要表

汽轮机轴系振动的分析与预防处理

汽轮机轴系振动的分析与预防处理 发表时间：2019-06-10T09:25:16.470Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：韩莉王智华 [导读] 【摘要】：介绍高背压机组轴封漏气量大、轴承箱微正压运行，油和粉尘在高温情况下碳化，引起机组轴系振动。 (中节能(西安)环保能源有限公司 710301) 【摘要】：介绍高背压机组轴封漏气量大、轴承箱微正压运行，油和粉尘在高温情况下碳化，引起机组轴系振动。分析积碳的形成并提出处理措施。 【关键词】：汽轮机；积碳；振动；轴瓦 0 引言 某电厂CB30-8.83/3.8/0.645型汽轮机为单缸抽汽背压式汽轮机机组，于2018年1月完成首次大修，2018年2月投入运行，机组1#轴承处轴振和2#轴承处轴振一直平稳，在同工况下基本分别保持在20μm和50μm左右运行。2019年2月到4月2#轴承处轴振由50μm升到230μm，最大时246μm，同时1#轴承处轴振由50μm到100μm之间跳变。针对轴系振动情况，此个案着重从运行现场环境、机组运行工况、历史数据、振动的现象和特征出发分析，最终提出振动形成初步原因并确定检修方案。 1 1#、2#轴承处轴振异常现象及原因分析 2#轴承处轴振振动增大后调出DCS曲线发现： 1月21日2#轴承处振动跳动一次并且大于1# 轴承处（图1），2#轴振在时由19μm跳到45μm然后又回到20μm左右。1#轴振曲线发现1#轴承处由9μm跳到14μm又回到10μm左右。 1月22日曲线显示1#轴承处轴振动跳动大于2# 轴承处，间断性跳动大出现5次（图2）：1#轴承处轴振由14μm跳到46.8μm然后又回到16μm左右，最大跳动值94μm。2#轴承处轴振由19μm跳到31μm，最大跳动值131μm。 1月24日2#轴承处振动跳动一直大于1# 轴承处轴振并上升。出现反复跳动现象（图3）。 2月6日临时停机，2#轴承处轴振恢复到40μm左右。1#轴承处轴振恢复到16μm左右；2月6日启动汽轮机后，2# 轴承处轴振瞬间达到324μm后降至150μm左右。 2月11日1#轴承处轴振与2#轴承处轴振出现交替现象，1#轴承处轴振大于2#轴承处轴振（图4）。2月12日1#轴承处轴振降至58μm左右，2#轴承处轴振升至200μm以上。 2月11日到4月5日，1#轴承处轴振在40μm-100μm-58μm左右跳变；2#轴承处轴振从150μm-230μm逐步上升。 对#1机组汽温、汽压、油压、排气温度、轴位移、推力瓦块温度、膨胀与机组大修后同等工况比对，未发现其他异常，对机组1#、2#、3#、4#轴承分析，判断振源在1#、2#轴承处。（红色为2#轴振曲线，绿色为1#轴振曲线） 通过数据分析，1#、2#轴振现象与李俊峰[1]对某电厂汽轮机轴系异常振动现象的原因非常相似。根据现场机组运行环境分析，判断油挡积碳可能性非常大。油在高温情况下夹杂保温抹面料形成碳化，碳化物与轴系碰磨，造成轴系振动不规律反复现象。 根据2月6日到4月5日2#轴承处轴振数据显示轴振动逐步上升，期间存在跳变现象判断：2#轴承处油挡存在碳化碰磨现象同时2#轴承可能出现异常，异常现象与施维新//石静泼汽轮发电机组振动及事故中轴瓦乌金碎裂机理及原因条件相似[2]。同时根据1#轴承处2月6日到4月5日轴振数据可排除转子异常；根据2#轴承处2月5日轴振数据可排除2#轴承紧力失效。 2 标题二、油挡积碳分析 本机组轴承箱为微正压运行，机组运行负荷一直处在60--70％之间，后汽缸排气温度在运行时由额定工况下243℃升到290℃，轴承箱与汽轮机轴封处空间温度一直在190℃左右，运行时高调门油动机和盘车装置接头有渗油现象及油挡处经常出现油汽混合物，主油箱含水量较大，为了降低轴承箱与轴封处温度，在前后轴承箱处临时安装轴流风机冷却；同时为了散热，将汽轮机前后轴封处保温拆除部分（图5），前后轴封处存在粉末和块状抹面保温材料。风机的使用加大扬尘。油、尘在高温下碳化。 2019年4月9日机检修，在揭开轴承箱上盖后，对油挡进行检查发现，油档齿之间充满坚硬黑色碳化物（图6），油挡回油孔堵塞。后对碳化物清理。 3 标题三、轴承乌金碎裂分析 机组1#、2#轴承为椭圆轴承。在运行时，2#轴承处轴振动相对位移较大[2]：2月5日从10μm-139μm--10μm左右跳动，2月6基本在 150μm-170μm左右跳变，3月底基本上升到200μm-220μm左右（图7），并且跳变峰-峰值逐步升高，峰-峰值跳变周期延长，长达74天振动运行。经查证：2月6日临时停机1.5小时，处理EH油系统蓄能器渗油及充油电磁阀卡涩问题，由于顶轴油系统故障，盘车未能投入，在这种情况下强行启动，造成2#轴承处轴振瞬间高达324μm，由于瞬间强冲击，首先冲击轴承乌金，可能已造成2# 轴承乌金异常，从324μm降到150μm不在下降反而逐步上升到4月5 日停机时的至220μm以上。在这一过程中轴的激振力通过油膜传递给乌金，油膜的交变应力作用在乌金上，致使乌金出现细小裂纹，在出现裂纹后，高压交变膜进入裂纹，小裂纹不断扩大贯通，造成乌金碎块。乌金碎块在油楔交变应力下脱落，碎块在相互撞击下形成碎粒[2]。在碳化碰磨、乌金碰磨、乌金碾压和交变应力的情况下造成2#轴承处轴相对振动在逐步上升现象。检修时发现，2#轴径处有乌金碾压白色痕迹，对2#轴承乌金进行检查发现：轴瓦表面有较浅的沟槽，乌金面有1.5x1.5㎝2和1.0x1.0㎝2

汽轮机异常振动分析与排除 贾峰

汽轮机异常振动分析与排除贾峰 发表时间：2018-11-18T20:20:10.497Z 来源：《防护工程》2018年第20期作者：贾峰王舰[导读] 在我们国家，广大的北方区域因为水少，大多是依靠火力来发电的。只有做好了电力供应才可以确保城市的稳定。 抚顺石化工程建设有限公司第七分公司辽宁抚顺 113008 摘要：在我们国家，广大的北方区域因为水少，大多是依靠火力来发电的。只有做好了电力供应才可以确保城市的稳定。为确保供电合理，电厂的维修机构都会在规定的时间中对设备开展详细的分析和维护。然而汽轮机作为发电体系中非常关键的一个构成要素，它的问题率的降低对于综合体系的发展来讲，意义非常多关键。它的不正常振动是目前来讲，非常难以应对的一个问题。对于这种状态，强化对 其不正常振动的探索，为维修机构提供必需的分析就变得非常的关键。 关键词：汽轮机；异常振动成因；排除措施 1汽轮机异常振动的原因 1.1汽流激振现象造成的异常振动 当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征：第一，当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。 1.2转子热变形造成的异常振动 汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况，需要工作人员对转子热变形的成因进行分析，尽可能避免汽轮机的异常振动情况。造成汽轮机转子热变形的原因有很多，主要原因包括：汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮机气缸出现进水情况、气缸中进入冷空气与气缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、汽轮机发电机转子冷却温度出现差异，以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况的发生。当转子由于温度过热出现变形问题时，会直接造成汽轮机的异常振动，由于转子热变形情况可能是临时危害，也可能是永久危害，需要工作人员对转子热变形的危害情况进行判断，避免转子热变形对汽轮机的正常运行造成过于严重的影响。 1.3摩擦造成的异常振动 汽轮机由于长时间运行，对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤，当零部件的摩擦损害过于严重时，则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下：第一，转子热变形会对汽轮机造成不平衡力，使汽轮机的振动信号受到影响，会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象；第二，当汽轮机发生摩擦时，汽轮机的振动会出现波动，波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重时，汽轮机的振动幅度会大幅增加；第三，汽轮机在延缓运行过程中，下降速度超过临界点时，汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止转动后，汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之，汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成转子热变形，产生不平衡力造成的异常振动。 2汽轮机组常见异常振动排除 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。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。 2.1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，如负荷，且增大应该呈突发性。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（一年以上）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5T/h到50T/h的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。 2.2转子热变形导致的机组异常振动特征原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 2.3摩擦振动的特征原因与排除 一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。

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 发表时间：2018-10-14T10:24:07.813Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：夏海龙包云鹏 [导读] 摘要：汽轮机机组的振动对整体设备的运行是非常不利的，会对整体系统产生重要的破坏作用。 (内蒙古白音华满都拉铝电有限公司内蒙 026200;霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司内蒙霍林郭勒市 029200) 摘要：汽轮机机组的振动对整体设备的运行是非常不利的，会对整体系统产生重要的破坏作用。所以有关工作人员应该将更多的注意力放在汽轮机组的运行上，通过相关信号的接收控制，实现对应信号的检测，这对于目前的汽轮机机组振动数据监控是非常重要的。此外工作人员还应该结合异常振动的状况，采取科学合理的方式进行充分的数据分析，及时把握机组的运行情况。 关键词：汽轮机；振动故障；诊断 引言 在汽轮机组日常运行的过程中，出现震动现象是不可避免的，然而，由于运行人员的不规范操作以及设备老化等原因的影响，原本规律的震动呈现出异常现象，进而造成异常振动，影响汽轮机的正常运行。运行人员应注意汽轮机的日常维护保养工作，及时发现汽轮机的故障原因及所属类型，并及时进行故障排除，保证汽轮机组工作的稳定性。 1汽轮机的概述 所谓汽轮机，又称之为蒸汽机，是一种将蒸汽的能量转化为机械功的动力装置也是蒸汽动力装置中最为重要的组成部分，在实际应用中，主要将其当做发电所用的原动机，也运用于发电机组上，尤其是在各种泵的驱动以及风机、压缩机，以及透白螺旋浆等，以蒸汽参数可以将汽轮机分为六个等级，低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机以及超临界压力汽轮机。诸如此类原动机有着极为广泛的应用，在大机组长周期运行设备中尤为明显。 1.1结构部件及配套设备 凝气设备主要由，凝汽器、循环水泵、凝结水泵以及抽气器组成，汽轮机排气进入凝汽器，然后在循环水的作用下，凝结为水，然后由凝结水泵抽出，经过热器加热后，将水送回锅炉。在进行汽轮机的使用时，往往应该注意到其主要的配套设备。汽轮机主要由轮转部位和主要的联动区域构成，其他部分是静止的，涵盖隔板、进汽部分等。因为汽轮机在使用时需要在较高的温度下，因此该设备属于高精密度要求的机械设备，同时需要与不同的加热器设备相结合，共同构成相对稳定的结构部件。 1.2汽轮机的特点 同以往的蒸汽机相比，汽轮机在机械生产中具有更多的优势。结合机械汽轮机的运用来提升整体设备的功耗，对单位面积热能的转化有着很大的帮助。因此汽轮机能够在功率的提升方面甩开蒸汽机很大一部分。就汽轮机的运用进行分析，从整体上带动汽轮机运作环境温度的提升，能够在很大程度上提高热转化的效率。从汽轮机出现以来，越来越多的工作人员开始将汽轮机的运作放在机械生产的首要位置。伴随着科学技术手段的提高，汽轮机已经广泛应用到社会生产中。 2汽轮机振动故障检测与诊断分析的目的 在当前快节奏的生产中，企业已经不能够承担因机组停工而造成的损失，因此，必须具有一套快速诊断方案，从而保证机组的运转。而汽轮机组振动故障相对于其他故障来讲，可以更快地通过先进技术手段来进行判断和定位，也更容易被管理者和使用者所获悉。所以，在检修技术发展的同时，加快对汽轮机组振动故障快速诊断与分析技术的探索，具有极为重要的战略意义。汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一，汽轮机组振动过大将使汽轮机转动部件如叶片、叶轮等应力超过允许值而损坏，振动严重时，可能导致自动保护器误动作而发生停机事故以及轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等。因此，必须使机组的振动程度保持在规定的允许范围内。 3汽轮机发生振动的原因 3.1低压缸动静碰磨引起的振动 低压缸的问题也是导致轴承异常振动的主要因素，在低压缸的检测中发现，低压缸的动静碰磨问题是导致低压缸的蒸汽参数过低的直接原因，具体原因如下：①低压缸的汽封径向之间存在的间隙过小。②汽轮机的低压轴封出现了进水现象。③随着排气温度过低，导致汽轮机低压缸内部的真空情况过高，使得非落地的轴承标高出现变化，造成轴承受力不均匀，发生严重摩擦。 3.2转子质量不平衡 在汽轮机运行中，其转子具有较高的旋转速度，如果旋转中心没有和转子质心重合，那么转子的不平衡就会让离心力产生，就会让轴承激烈振动，进而导致汽轮机振动。产生这种现象的主要原因为热不平衡、转子弯曲、转子结垢或是部件脱落松动。以热弯曲为例，其主要特征是随着使用时间的延长，基频振动会产生变化，工频振幅值会加大，相位会产生变化，而在变化趋势减缓之后，其状态会趋于稳定，热弯曲产生的主要原因是生产制造时使用材料的热应力，同时，气缸进水、动静部位摩擦等运行也会让其产生热弯曲。 3.3转子裂纹 在汽轮机中，转子裂纹不仅仅会让汽轮机产生振动，还有可能发生恶性事故，造成转子裂纹的原因主要为热应力影响、应力集中和转子腐蚀。其裂纹表现形式为螺旋裂纹、纵向裂纹、横向对称裂纹和周向裂纹，其中周向裂纹的产生较为常见。 3.4转子中心孔进油 如果转子大轴端部堵头没有被拧紧，那么在汽轮机运转之后，润滑液可能会因为中心孔压差而渗入孔中，同样，如果在工作完成后没有将中心孔的油进行仔细清理，也可能会让转子中心孔进油，进而产生振动。在中心孔内，液体具有豁性剪切力，会让作用在液体上的离心力产生超前角，离心力会分解出切向力，方向和涡动方向相同，在转子地临界转速低于转速时，涡动力可能会让次同步失稳现象产生，进而使得振动产生并加大。 4振动故障解决措施 4.1机组运行中产生的振动 在汽轮机机组的运作中，如果振动过于频繁，就应该人为对汽轮机进行调节，结合蒸汽参数、气缸温度等数据进行有效控制，找到适合汽轮机机组设备运行的情况后，采取适当的方式进行处理。在汽轮机的正常运行时，结合启动速度进行控制，可以明显发现通气流的部分产生摩擦，工作人员应该及时进行停机检测，如果仅仅是振动声音偏大，就可以采取转速调节的方式实现设备的调节，给汽轮机的正常运作提供必要的帮助。如果振动不能够正常消除，那么就应该在该转速下维持部分时间，再将其运行转速提高，就会在很大程度上提升汽

汽轮机振动大的原因分析及其解决办法

汽轮机振动大的原因分析及其解决办法 发表时间：2017-09-06T10:38:48.377Z 来源：《电力设备》2017年第14期作者：唐昊 [导读] 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。 （阜新金山煤矸石热电有限公司辽宁省阜新市 123000） 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 前言 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。 1.机组异常振动原因 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。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。 2.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。 2.1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5T/h到50T/h的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。 2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个凹谷，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动[1]。 2.3摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在削顶+现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。 3.如何查找汽轮机的异常震动 生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化，引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因，在查找振动主要来源时要注意下面几个要素：振动的频率是 1X，2X等。振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系。振动的稳定性如何（指随转速、负荷、温度、励磁电流、时间、等的变化是否变化）。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大。特别过临界时振动比以往大得多。振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同或反相，振动的稳定性好（在振动没有引起磨擦的情况下），且重复性好，根据振动特征与日常检测维修记录多方面分析，找出故障原因最终排除。另外对于一些原本设计上有通病的机组，要做好心理准备并牢记其故障点，一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。 4.在振动监测方面应做好的工作 目前200M W 及以上的机组大都装设了轴系监控装置，对振动实施在线监控，给振动监测工作创造了良好的条件。其他中小型机组有的虽装有振动监测表，但准确度较差，要靠携带型振动表定期测试核对，有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监

汽轮机轴系振动异常原因分析及处理

汽轮机轴系振动异常原因分析及处理 发表时间：2020-03-10T11:54:40.027Z 来源：《中国电业》2019年21期作者：杨明远 [导读] 介绍了某发电厂1号机组汽轮机轴系异常振动现象 摘要：介绍了某发电厂1号机组汽轮机轴系异常振动现象，认为其振动异常主要是由动静部分碰磨引起。通过介绍汽轮机解体检查及处理情况，并深入分析轴系振动异常原因，披露了事件背后暴露的问题并提出了预防措施。有效解决了机组轴系的振动异常问题，同时也为出现类似问题的机组提供了分析和解决问题的思路。 关键词：汽轮机；振动；动静部分；碰磨； Abstract：The paper describes the abnormal vibration of the turbine shaft of No.1 unit in a power plant. The article believes that its vibration anomaly is mainly caused by the rubbing of the dynamic and static parts. Through the introduction of steam turbine disintegration checking and processing situation,and in-depth analysis of the reasons for the abnormal shafting vibration, the problems exposed behind the event are disclosed and preventive measures are proposed. It can effectively solve the problem of unit shaft system abnormal vibration, and also provide the thinking of analyzing and solving the problem for the unit with similar problems. Key words：Turbine; Vibration; Dynamic and static parts;Rubbing 一、概述 某电厂2×453MW燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机由GE公司生产，型号为PG9371FB，蒸汽轮机由哈尔滨汽轮机厂制造，型号为 LN150/C120-11.00/3.30/0.43/1.40，型式为三压、再热、两缸、冲动、抽凝式汽轮机。余热锅炉采用东方日立锅炉有限公司的三压、再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉。 汽轮发电机为三转子六支点支承结构，其中#1、#2轴承支撑高中压转子，#3、#4轴承支撑低压转子，#5、#6轴承支撑发电机转子，在机组转速小于600rpm时为#3、#4、#5、#6轴承提供高压顶轴油，将转子顶起。轴系结构如图1所示。 图1汽轮发电机轴系结构简图 该电厂1号机组已于2018年9月通过168h试运。近期1号机组冷态启动，机组投入AGC稳定运行约1小时后，因燃料辅助截止阀的电磁阀故障导致机组跳闸，机组惰走过程中轴振异常增大，破坏真空紧急停机。后续几次机组启动均因汽轮机振动大导致启动失败。通过改变冲转参数并对机组振动、相位、差胀等参数进行分析，初步判断汽轮机动静部分存在碰磨。通过对蒸汽轮机解体检查精确测量，最终确定该汽轮机振动异常主要由于高中压转子存在弯曲变形，轴系中心、汽缸中分面间隙、通流间隙均存在明显偏差，同时气缸本体也存在一定程度变形，以上因素共同导致动静碰摩，轴振异常增大。 本文通过对该机组相关数据的分析和研究，介绍了汽轮机解体检查及问题处理情况并对汽轮机振动异常原因进行了深入分析，披露了事件背后暴露的问题并提出了预防措施。解决了汽轮机异常振动难题，同时对同类型机组解决类似振动问题提供参考。 二、振动异常问题描述 2.1 机组跳闸惰走振动异常 14日1号机组冷态启动。启动过程中各参数均无异常，汽轮机最大轴振发生在2909rpm，#5轴振121μm。上午11：55机组投入AGC，稳定运行约1小时后，因燃料辅助截止阀的电磁阀故障导致机组跳闸，跳闸前机组总负荷275MW。汽轮机惰走至转速1604rpm，#1轴振开始有增大趋势。转速至877rpm，#1轴振X、Y方向振动值迅速上涨，立即破坏真空紧急停机。随后#1轴振继续上升，最大值1X升至455μm、1Y 升至417μm。汽轮机惰走时间18min（正常约60min），盘车投入后转子偏心显示坏点，1X振动95μm、2X振动66μm、3X振动53μm，并呈缓慢下降趋势。 2.2 机组后续启停振动异常 蒸汽轮机连续盘车，各轴承振动逐渐恢复正常，转子偏心恢复正常。16日1号机组温态启动。对于冲转参数进行一定调整，提高主蒸汽进汽温度与缸体温度的温差至80℃-100℃并适当降低凝汽器真空度。机组启动成功，最大轴振2X约127μm。机组正常调峰运行一天，夜间机组停机过程中蒸汽轮机转子惰走至1505rpm，#1轴振猛增至402μm，再次出现振动异常现象。 后续几天1号机组多次进行热态启动尝试，机组在600rpm执行摩检试验正常并在1050rpm暖机1.5小时，继续升速至1450rpm时，轴振猛增至跳机值附近，手动打闸停机。多次启动尝试都以转子轴振大而失败告终。具体机组启停情况及转子振动数据如表1所示。 表1 14-20日1号汽机启停振动峰值记录表 通过对1号机组振动、相位、胀差等参数进行分析，蒸汽轮机转子动不平衡现象引起轴振大有三种可能： 一、2号、3号轴瓦间的中低对轮连接螺栓存在松动现象； 二、1号、2号轴瓦（可倾瓦）瓦块严重磨损卡涩； 三、蒸汽轮机高、中压转子弯曲变形，导致动静部分碰磨。 其中转子弯曲变形可能性较大，经决定1号机组立即转入A级检修，对振动原因进行彻底检查。 三、解体检查及处理 3.1 高中压转子弯曲情况及处理 蒸汽轮机高压内缸和中压隔板上半拆开后，立即对高中压转子进行弯曲度测量。测量结果显示，弯曲最大位置为高中压过桥汽封至高压3级处，弯曲值为0.11mm，对转子进行无损探伤未发现缺陷。 将高中压转子返回汽轮机厂处理。由于弯曲度不大，选择对转子直接进行车削并进行高速动平衡试验。最终高中压转子经平衡校正后，在一阶临界转速和工作转速下的轴承振动速度有效值分别为：中压端（0.452mm/s 、1.1mm/s）、高压端（0.503mm/s、 0.272mm/s）。