第六讲 汽轮机组常见横向振动故障的诊断

第六讲汽轮机组常见横向振动故障的诊断振动是汽轮机组状态最常见的外部表现形式。振动信号中包含了丰富的机组状态信息。当机组的状态发生变化时，其振动形态也将随之发生改变。利用适当的数学方法，对振动信号进行分析，可提取反映机组状态的信息。本章主要讨论如何利用振动信号来诊断汽轮机组的故障。

第一节转子不平衡故障的诊断

转子不平衡是汽轮机组最为常见的故障，统计分析表明，汽轮机组的大部分振动是与转速同步(

f)的振动信号。引起汽轮机组同步振动的原因可能有原始质

r

量不平衡、转子热不平衡、转子热弯曲、旋转部件脱落、转子部件结垢等。这些原因都将导致转子的不平衡。不同原因引起的转子不平衡故障的规律基本相近，但也各有特点。

一、转子质量不平衡

1.故障机理分析

转子质量不平衡故障产生的机理是，转子的各横截面的质心连线与各截面的几何中心的连线不重合，从而使转子在旋转时，各截面离心力构成一个空间连续力系，转子的挠度曲线为一连续的三维曲线，如图5-l所示。这个空间离心力力系和转子的挠度曲线是旋转的，其旋转的速度与转子的转速相同，从而使转子产生工频振动。

图5-1 转子质心的空间分布

2.故障特征分析

当转子有质量不平衡故障时，在不平衡力的作用下转子将发生振动，振动的主要特征有:

(l)转子的振动是一个与转速同频的强迫振动，振动幅值随转速按振动理论中的共振曲线规律变化，在临界转速处达到最大值。因此，转子不平衡故障的突出表现为一倍频振动幅值大。同时，出现较小的高次谐波，整个频谱呈所谓的“枞树形”，如图5-2所示。

(2)在一定的转速下，振动的幅值和相位基本上不随时间发生变化。

(3)轴心运动轨迹为圆形或椭圆形。

(4)动态下，轴线弯曲成空间曲线，并以转子转速绕静态轴心线旋转。

图5-2 转子不平衡故障频谱图

3.故障判断依据

对于汽轮机组而言，无论其平衡状况有多么好，总是或多或少地存在质量不平衡。所以，其振动频谱中始终有一倍频分量，这种情况是允许的。这里有必要引人一个判断转子出现不平衡故障的标准。

当转子出现不平衡故障时，转子的整体振动水平肯定会超标。在转子振动水平超标的情况下利用如下方法来判断转子是否出现了不平衡故障:设诊断开始时与转速同步的振动矢量为X N ，通频矢量为X M ，当满足M N X X α≥(α=0.7)，且振幅和相位不随时间发生变化时，机组存在转子质量不平衡故障。

二、转子初始弯曲

所谓转子初始弯曲，是指在冷态和静态条件下，转子各横截面的几何中心线与转子两端轴承的中心连线不重合，从而使转子产生偏心质量，导致转子产生不平衡振动。

有初始弯曲的转子具有与质量不平衡转子相似的振动特征，所不同的是初弯转子在转速较低时振动较明显，趋于弯曲值。在汽轮机组中，通常用盘车时和盘车后测量到的晃度的大小来判断转子是否存在初始弯曲。

三、转子热态不平衡

1.故障机理分析

在机组的启动和停机过程中，由于热交换速度的差异，使转子横截面产生不均匀的温度分布，使转子发生瞬时热弯曲，产生较大的不平衡，从而使转子产生振动。

转子热态弯曲引起的振动一般与负荷有关，改变负荷，振动相应地发生变化，但在时间上较负荷的变化滞后。随着盘车或机组的稳态运行，整机温度趋于均匀，振动会逐渐减小。

2.故障特征分析

(1)转子的振动频谱与质量不平衡时的振动频谱类似。

(2)振动的幅值和相位随负荷发生变化。

(3)在一定的负荷下，振动的幅值和相位随时间发生变化。

(4)轴心运动轨迹与质量不平衡时的轴心运动轨迹类似。

3.故障判断依据

当转子振动值超标，且式(4-50)满足的情况下，若振幅和相位随时间发生变化，则说明转子存在热态不平衡故障。

四、转子部件脱落

1.故障机理分析

平衡状况良好的转子在运行中突然有部件脱落时，会引起转子质量不平衡，在不平衡质量的作用下会使转子发生振动。当脱落的部件质量相当大时，会使转子出现严重的质量不平衡，从而使转子的振幅值突然增大。尤其是，若转子的振幅值非常大时，就会导致二次事故的发生。

2.故障特征分析

(1)转子部件脱落后，转子的振动频谱与质量不平衡时的振动频谱类似。

(2)转子部件脱落的前后，振动的幅值和相位突然发生变化。

(3)部件脱落一段时间后，振动的幅值和相位趋于稳定。

(4)轴心运动轨迹与质量不平衡时的轴心运动轨迹类似。

五、转子部件结垢

1．故障机理分析

如果蒸汽的品质长期不合格，随着时间的推移，将在汽轮机的动叶和静叶表面上结垢，使转子原有的平衡遭到破坏，振动增大。由于结垢需要相当长的时间，所以，振动是随着年月逐渐增大的。并且，由于通流条件变差，轴向推力增加，

机组级间压力逐渐增大，效率逐渐下降。

2.故障特征分析

(1)转子的振动频谱与质量不平衡时的振动频谱类似。

(2)轴心运动轨迹与质量不平衡时的轴心运动轨迹类似。

(3)振动的幅值和相位随时间发生极为缓慢的变化，这种变化有时需要一个月甚至数个月才能发现明显的差别。

(4)机组的出力和效率逐渐下降。

(5)各监视段的压力随时间的变化而缓慢增加。

第二节转子动静碰磨故障的诊断

随着机组参数的不断提高，动静间隙的不断减小，机组在运行过程中，由于装配不良、转子不平衡t过大、轴弯曲、机械松动或零部件缺陷等原因，可能导致动静部件之间发生碰磨。碰磨是汽轮机组的常见故障之一，且往往是其他故障的诱发故障。在国产200MW及以上的机组中，已有多台因动静碰磨而造成转子弯曲的严重事故。

一、转子碰磨的几种类型

按摩擦的部位可分为径向碰磨、轴向碰磨和组合碰磨，如图5-3所示。转子外缘与静止部件接触而引起的摩擦称为径向碰磨；转子在轴向与静止部件接触而引起的摩擦称为轴向碰磨；既有径向摩擦又有轴向摩擦的碰磨称为组合碰磨。

图5-3 动静碰磨的几种类型

按转子在旋转一周内与静止部件的接触情况分为整周碰磨和部分碰磨。转子在旋转的一周中始终与静止的碰磨点保持接触，称为整周碰磨；转子在旋转的一周中只有部分弧段发生接触。称为部分碰磨。

另外，按照摩擦的程度分为早期碰磨、中期碰磨和晚期碰磨。

二、碰磨对转子振动特性的影响

1．数学模型的建立

为了方便起见，将实际转子简化成如图5-4所示的模型。转子与静子碰磨时，静子对转子有一个作用力F 0，同时转子对静子也有一个反作用力－F 0。转子系统的运动方程为

02)cos(F t me Ky y C y

M -ΩΩ=++ (5-1)

其中???-++=),(,00δy k y c y m F c c c

δδ>

)cos(2t me A Ky y C y

M ΩΩ=+++δ (5-2)

其中 ???+=c m m m M δδ>

?

??+=c c c c C δδ>

??+=c k k k K δδ>

k A 0 δδ>

图5-4 转子碰磨简化模型

令

22

/////c c c

c c m k N m c B

m m m k N

m c t ωωα

=====-Ω=Φ

式中 m —轮盘质量；

m c —静子参振质量；

c —转子阻尼；

c c —静子碰磨处的当量阻尼；

k —转子总刚度；

k c —静子碰磨处的当量刚度；

e —轮盘的偏心距；

δ—转子与静子间隙；

Ω—转子的旋转角速度；

α—相位角。

则方程(5-2)变为

)cos(22

22a e A F F F y d dy N d y d K C M +Φ=++++Ω+ΦΩ+Φ

Φω (5-3) 设当00)12(2Φ-+<Φ<Φ+ππn n (n=0、l 、2、3．．．)时，转子与静子碰磨(即y<δ)，此时在式(5-3)中

22Φ=d y d B F M ，ΦΩ=d dy N F c C ，y F c K 22Ω=ω，δω22Ω

-=Φc A 当Φ为其他值时 δ>y ，0====ΦA F F F K C M

2.方程的求解

设方程的解为

∑∞

=Φ+Φ+=10)]sin()cos([n n n n b n a A y (5-4)

代人方程(5-3)得

)

cos()]sin()cos([)]cos()sin([)]sin()cos(['''122

022

112

αωω+Φ=+++Φ+ΦΩ+Ω+Φ-ΦΩ-Φ+Φ-Φ∞=∞=∞=∑∑∑e A F F n b n a A n b n a n N n b n a n C M n n n n n n n n n (5-5) 式中，当00)12(2Φ-+<Φ<Φ+ππn n 时，有

?????

??????Ω-=Φ+Φ

Ω+Ω=Φ-ΦΩ-=Φ+Φ-=Φ∞=∞=∞=∑∑∑δωωω22'122022'1'12')]sin()cos([)]cos()sin([)]

sin()cos([c n n n c c k n n n c C n n n M A n b n a A F n b n a n N F n b n a n B F 当Φ为其他值时 0''''====ΦA F F F K C M

可用近似的方法求解方程(5-5)。由于篇幅原因，这里不叙述求解过程。下面考虑一特殊情况下的方程的解。

(1)不考虑静子的参振质量，即0=α，0=N ，0=C N ，0=B 。

(2)00=Φ，即转子旋转一周中有半周(即180o )与静子碰磨，则转子系统的一阶临界转速为

m

k k c c c 2/2122'

+=+=Ωωω (5-6) 而没有发生碰磨故障时的转子的临界转速为ω==Ωm k c /。很显然，发生碰磨故障时，转子系统的临界转速是增加的，见图5-5。

发生碰磨后，转子振动的二倍频振幅与一倍频振幅之比为

)

28(38222212c c A A ωωπω--Ω= (5-7) 分析上式可知，当转速为222

1c ωω+=Ω时，A 2/A 1最大。 这说明，当转子发生部分碰磨时，二倍频幅值与一倍频幅值之比在转速略大于1/2临界转速时最大。

图5-5 共振前后的转子共振曲线对比

三、动静碰磨对转子运动产生的影响

动静碰磨含有三种物理现象：碰撞、摩擦和轴系刚度的改变。下面分析由这三种物理现象产生的效应。

1.碰撞产生的效应

碰撞产生的效应体现在如下几个方面：

(1)改变转子的振动形态。碰撞相当于给转子及静子一个脉冲，能将转子和静子的固有频率激发起来。因此，转子的实际振动是由旋转产生的强迫振动和冲击产生的自由振动的叠加而形成的，从而使振动在频谱中的高频分量增加。

(2)碰磨点限制了转子的运动，使转子的振动波形发生畸变，产生削波现象。

(3)在转子上产生较大的法向力和切向力(见图5-6石和图5-7所示)。

图5-6 碰磨产生的冲击

1.摩擦产生的效应

(1)动静部分摩擦，使机组的零部件磨损，影响机组的运行状态，使机组的效率下降。

(2)使转子和静子局部过热，从而使转子产生热态弯曲。

(3)在转子上产生附加扭矩，使转子产生扭转振动。

(4)产生切向摩擦力。图5-7说明了由碰磨产生的摩摇力的方向，摩擦使转子从正向涡动转向反向涡动。

3.轴系刚度变化产生的效应

轴系刚度不仅与转子的材料有关，而且与轴系的边界条件有关，动静碰磨时，边界条件改变了，其刚度发生变化(刚度增加)，固有颇率增加，轴系将不稳定，可能发生自激振动。

图5-7 碰磨产生的效应

四、振动特征分析

1.振动的时城波形特征

当转子未发生碰磨故障时，振动的时域波形为正弦波。当转子发生碰磨故障时，振动的时域波形发生崎变，出现削波现象，如图5-8所示。另外，在振动信号中有奇异信号。

2.振动的频谱特征

由动、静部分碰磨而产生的振动，具有丰富的频谱特征，如图5-9所示。碰磨故障的振动信号既有r f (工频)、r f 2、r f 3、r f 4成分，又有大于f 5r 的高频成分，同时还有(0~0.39)r f 、(0.4~0.49)r f 、0.5r f 和(0.51~0.99)r f 的低频成分。振动有时还会随着时间发生缓慢的变化。

图5-8 发生碰磨故障时的振动时域波形

(a) 无故障时的时域波形；(b) 碰磨故障时的时域波形

图5-9 动静碰磨故障下的幅值谱

(a)转子振动频谱；(b)轴承座振动频率

3.轴心运动轨迹特征

(1)若发生的是整周碰磨故障，则轴心运动轨迹为圆形或椭圆形，且轴心轨迹比较紊乱。

(2)若发生的是单点局部碰磨故障，则轴心运动轨迹呈内“8”字形，如图5-10(a)所示。

(3)若发生的是多点局部碰磨故障，则轴心运动轨迹呈花瓣形，如图5-10(b)所示。

4.振动的时变特征

当转轴与静子发生碰磨时，会使转子产生振幅时大时小、振动相位也时大时小的旋转振动。这种旋转振动的机理如图5-11所示。设转子原来有不平衡质量1m ，该不平衡质量产生的振动矢量为1X ，1m 和1X 之间相差角度 。振动矢量1X 使转子的A 点与静子发生碰磨，导致转子的A 点处出现过热，从而使转子在A 点处沿轴的径向方向发生猫拱背式的热变形，在1X 方向产生质量偏心2m ，由

图5-10 发生碰磨故障时的轴心运动轨迹

(a)单点局部碰磨时的轴心运动轨迹；(b)多点局部碰磨时的轴心运动轨迹

图5-11 碰磨时产生的旋转振动

2m 产生的振动为2X 。设转子的合成偏心质量为，很显然，21+=。合成偏心质量m 产生的合成振动为21X X X +=，和X 之间也相差角度?。合成振动X 使转子在B 点处与静子发生碰磨。依此类推，碰磨点逆转向移动。这种移动过程可用图5-12来说明。当碰磨点在转子上移动一周后，矢量式也逆转向旋转了一周，合成振幅经历由大(0o 位置)－小(180o 位置)－大(360o 位置)的过程，合成振动的相位经历由0o －m ax ?－min ?－0o 的过程。所以，振动会出现时大时小的现象。合成振动经历一个变化周期需要十几分钟，有时需要数十分钟。

根据对不同碰磨程度下转子振动信号频谱中各振动成分的计算发现：

(1)(0~0.39)r f 、(0.4~0.49)r f 、0.5r f 和(0.51~0.99)r f 的低频成分的幅值与工频成分的幅值之比均不超过0.10，一般在0.05～0.10之间。

(2)r f 4、r f 5及以上高频成分的幅值与工频成分的幅值之比也很小，不超过

0.01。

(3)r f 2、r f 3成分的幅值与工频成分的幅值之比较大，一般可达0.20～0.50。

图5-12 1X 与2X 的合成

第三节 转子不对中故障的诊断

一、转子不对中故障的类型

所谓不对中，是指用联轴器连结起来的两根轴的中心线存在偏差，这种偏差有如下几种类型。

(1)平行不对中。所谓平行不对中，是指两根轴的中心线产生了平行偏移，如图5-13(a)所示。

(2)偏角不对中。偏角不对中是指两根轴的中心线存在一定的夹角，如图5-13(b)所示。

(3)组合不对中。所谓组合不对中，是指两根轴的中心线既产生了平行偏移，

图5-13 转子不对中的几种类型

(a)平行不对中；(b)偏角不对中；(c)组合不对中

又存在一定的夹角，如图5-13(c)所示。

对中性包括静止状态下的冷对中和运行状态下的热对中。影响转子对中性的因素有:连接到机组上的管道系统、支座与基础、机架、应对中的各轴的热关系等。

不对中的作用就像转子上有一个不定向的预载荷，容易引起轴向振动。

二、故障特征分析

(1)当转子出现不对中故障时，从振动的时域波形上可看出旋转基本频率的高次成分。

(2)从振动信号的频谱图上可以发现工频的高次分量，如2r f 和3r f 振动，尤其是2r f 振动非常明显(如图5-14所示)。

图5-14 不对中故障的频谱特征

(3)当不对中比较轻微时，轴心轨迹呈椭圆形；当不对中故障达到中等程度时，轴心轨迹呈香蕉形；当不对中故障较严重时，轴心轨迹呈外“8”字形。

第四节 转子裂纹故障的诊断

长期运行的汽轮机有时会在转轴上出现不同程度的裂纹，这是诱发灾难性事

机械振动与故障诊断基本知识解析

旋转机械状态监测与故障诊断 讲义 陈国远 深圳市创为实技术发展有限公司 2005年8月

目录 第一章状态监测的基本知识 (4) 一、有关的名词和术语 (4) 1. 振动的基本参量：幅值、周期（频率）和相位 (4) 2. 通频振动、选频振动、工频振动 (6) 3. 径向振动、水平振动、垂直振动、轴向振动 (6) 4. 同步振动、异步振动 (7) 5. 谐波、次谐波、亚异步、超异步 (7) 6. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动 (7) 7. 自由振动、受迫振动、自激振动、随机振动 (7) 8. 高点和重点 (8) 9. 刚度、阻尼和临界阻尼 (8) 10. 共振、临界转速、固有频率 (9) 11. 分数谐波共振、高次谐波共振和参数激振 (9) 12. 涡动、正进动和反进动 (9) 13. 同相振动和反相振动 (10) 14. 轴振型和节点 (10) 15. 转子挠曲 (11) 16. 电气偏差、机械偏差、晃度 (11) 17. 偏心和轴心位置 (11) 18. 间隙电压、油膜压力 (11) 二、传感器的基本知识 (12) 1.振动传感器 (12) 2.电涡流振动位移传感器的工作原理 (13) 3. 电动力式振动速度传感器的工作原理 (13) ⒋压电式加速度传感器的工作原理 (14) 第二章状态监测常用图谱 (15) 1．波德图 (15) 2．极坐标图 (16) 3．频谱瀑布图 (16) 4．极联图 (17) 5．轴心位置图 (18) 6．轴心轨迹图 (18) 7．振动趋势图 (19) 8．波形频谱图 (20)

第三章旋转机械的故障诊断 (22) 1. 不平衡 (22) 2. 不对中 (23) 3. 轴弯曲和热弯曲 (26) 4. 油膜涡动和油膜振荡 (27) 5. 蒸汽激振 (30) 6. 机械松动 (33) 7. 转子断叶片与脱落 (33) 8. 摩擦 (38) 9. 轴裂纹 (40) 10. 旋转失速与喘振 (40) 11. 机械偏差和电气偏差 (43)

分析火电厂汽轮机常见故障诊断及检修

分析火电厂汽轮机常见故障诊断及检修 发表时间：2018-05-15T11:06:40.197Z 来源：《基层建设》2018年第1期作者：赵帅[导读] 摘要：汽轮机是火电厂发电系统中的重要组成部分，其运行与维护对发电系统运行的稳定性和安全性造成直接影响。 山东电力建设第三工程公司山东青岛 266000 摘要：汽轮机是火电厂发电系统中的重要组成部分，其运行与维护对发电系统运行的稳定性和安全性造成直接影响。因此，要对汽轮机运行过程中的常见故障及检修工作进行分析，确保汽轮机运行的稳定性。 关键词：火电厂；故障诊断；汽轮机 汽轮机在日常运行过程中，由于长期运行会出现各种各样的故障，这将会对其运行造成不良影响。因此，需要定期对容易出现损坏的零件进行检查，必要时及时更换；定期检查常见故障点，实现对故障的有效控制。确保汽轮机组运行的稳定性。 1 诊断汽轮机故障的措施 汽轮机在运行过程中如果出现故障，会出现不同程度的振动。在故障判断上应当做好以下工作：第一要对故障的特征进行仔细观察；第二要做好相应的研究与分析工作，找到故障所在。 （1）对振动特征以及相关的信息进行收集。振动特征主要包括振动频率、振幅、相位等；相关信息主要包括机组结构信息、运行情况、检查状况等各项内容。 （2）完成振动信息和其他信息的收集后，分析故障机理。通过分析，剔除故障的频谱特征、趋势特征，以及其它相关的特征内容，从而为故障的具体诊断提供相应的参考依据[1]。 （3）诊断汽轮机故障。目的是高效排除多发故障，因此在应用诊断方法时，应尽量选取简单、高效的方法，确保在短时间内可以发现故障，并且采取相应的措施解决，保证汽轮机运行的稳定性。 2 汽轮机异常振动及相应的检修 引起汽轮机异常振动的原因有很多种，其中比较常见的原因如下：（1）转子各部分的质量有所差异（2）轴承安装不精细（3）轴承安装存在错误（4）滑销系统间隙过小或过大。 针对轴承安装精度问题，通常情况下，汽轮机中采用的都为可倾瓦式的转子轴承，该轴承具有良好的稳定性，可以降低油膜震颤现象的发生，这也是该类型轴承在具体应用过程中的一项重要优点。此外，可倾瓦式的转子轴承在具体运行过程中实现一定程度的自由摆动，对振动能够起到一定吸收作用，从而使机体的支撑柔性得到提高，具有减震特点[2]。安装过程中，要控制好轴瓦与轴承盖件预紧力的大小，避免对汽轮机正常工作造成不良影响。预紧力过小，无法达到紧固效果，汽轮机运行过程中，零件将会发生颤动；预紧力过大将会导致机械零件变形，零件之间的接触力将会变大，零件容易老化，不耐用。 汽轮机在具体运行过程中将会伴随着高压环境，并且温度会发生变化，气缸内的气体发生膨胀将会对气缸的内壁造成挤压，这将会导致气缸的重心发生改变。在检修气缸时，需要做好以下几项内容。拆除仪表的顺序为，拆卸连接螺丝、移除化装板、标记序号、摆放。拆卸保温层时，要注意温度，待温度降低到120℃下后，进行拆卸，并且在该过程中要杜绝易燃易爆物进入到保温层的内部，避免发生安全事故。 装置中的滑销系统的作用就是为了对中心偏移现象进行控制，确保汽缸与转子的正确对中。安装时，要对系统间隙进行合理控制，从而使缸体在温度改变的情况下，中心不会发生偏移，实现对汽轮机异常振动的合理控制。 3 汽轮机调速系统故障及相应的检修 汽轮机组调速汽门在运行期间会发生振动，这将会加大汽轮机轴瓦振动，对机组运行的稳定性造成影响。主要表现为：开机运行时，转子难以定速；机组运行期间主油泵油压的振荡，导致了高调门的振动，情况严重时，会损坏轴瓦。 出现以上情况时，常用的解决措施如下： （1）做好油质管理工作，定期对过滤器进行更换，确保系统中各个滤网的畅通性。 （2）油质滤油化验达到标准后，要对电液伺服阀内滤网和电液伺服阀进行更换，并且要定期清洗[3]。 （3）汽门门杆与连接套的拧紧程度要达到标准要求。 4 汽轮机杂质沉积故障及相应的检修 （1）设备存在问题，或者水质质量都有可能成盐垢后，会导致汽轮机的出力下降。水中杂质引起的盐垢腐蚀主要有：点蚀、应力腐蚀裂纹、腐蚀疲劳、裂隙腐蚀、一般腐蚀等。其中应力腐蚀裂纹和疲劳腐蚀最为常见。 为了避免积盐情况的发生，一方面要严格监测水的质量，另一方面需监测过热蒸汽和饱和蒸汽中的含盐量。如果系统中的减温器发生了穿孔内漏现象，过热蒸汽中的含盐量将远超过饱和蒸汽中的含盐量。发生严重积盐时，应先将汽轮机揭缸，将隔板、转子等部套吊出。 （2）除盐是一项系统工作，处理起来难度较大。在除盐过程中，要对凝结水和除盐水的水质进行在线监测。如果采用了混合树脂床，要确保再生中的阴离子树脂和阳离子树脂分离[4]。如果分离不彻底，再生期间，采用具有腐蚀性的硫酸进行清洗，利用硫酸进行清洗过程中，混合床会释放硫离子和钠离子，因此，在该过程中要对系统发生化学保持严密控制，确保除盐的顺利进行。如果通过上述方式，无法完全清理，应当利用柠檬酸溶液或软水进行清洗。具体处理方法如下：（3）软水冲洗。利用蒸汽对软水进行加热，待温度达到85℃左右，利用泵从排气管的临时管打入汽缸体，然后从调速汽门流出，排入到地沟中。每30分钟，对出水口水的钠含量进行一次化验，当达到要求标准时，冲洗停止。 （4）柠檬酸溶液清洗。利用蒸汽对混合溶液进行加热，使溶液的温度达到90-95℃，加入氨，对溶液的PH值进行快速调整，然后打入汽缸体，使其在缸体内循环1小时，并且在该过程中要保持水的温度。利用柠檬酸完成相应的清洗操作后，应当利用温度超过80℃得到软化水将柠檬酸液顶回药箱内，对其进行循环利用，提高经济效益，冲洗工作应当在进水口与出水口的水质相同时结束。 5结束语： 汽轮机组的性能对火电厂运行的稳定性会产生直接影响。汽轮机组在运行过程中一旦出现故障，将会导致火电厂的运行出现问题。因此，火电厂中，需要做好对汽轮机组的运维管理。依据实际情况加强对汽轮机组的保养，降低安全事故的发生机率，从而使汽轮机组始终处于一个良好的状态，确保汽轮机机组稳定运行的同时降低维修费用。

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]全解

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

旋转机械振动故障诊断的图形识别方法研究

旋转机械振动故障诊断的图形识别方法研究 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

旋转机械振动故障诊断的图形识别方法研究我国近年来的旋转机械逐渐发展为大型机械，在这种发展趋势下人们开始重视对振动故障的诊断方法进行研究，在深入研究后探索出了一系列用人工识别图像来实现旋转机械振动故障诊断的方法。本文主要分析了旋转机械振动故障的机理、故障的特点以及几种图形识别方法。经过多种试验证明图形识别方法的科学可行性，值得在今后的实际操作中得到运用和发展。 对于旋转机械在工作状态当中会发生振动，从而由振动产生的各种信号，信号会形成一些参数图形，通过对这些参数图形的研究与分析，我们可以实现对器械运行过程中的日常管理和保护。这也是目前应该采用的设备管理方式。而在实际操作过程中，图形识别技术并没有深入到工作当中。这种手段没有被利用于诊断旋转机械故障的原因是提取出明显的图形特征在技术上具有一定的困难，而且对于图形具体特征的描述也具有很大的挑战，是否能够将图形所呈现出的特征准确地表述出来是图形识别技术在旋转机械振动故障诊断方面的一个限制性因素。诊断旋转机械振动故障的原则 采集诊断依据

被诊断的机械表面所能表现出的所有相关信息都能够作为旋转振动机械故障诊断的有效依据。这些信息在机械运行的过程中能够通过传感器传递给人们。对旋转机械振动故障的诊断是否准确，一个重要的因素就是收集到的有关信息是否真实可靠，依据信息是否准确真实的决定性因素是传感器的品质，传感器质量如何、感应是否灵敏以及工作人员的直观判断都是决定信息准确性的重要衡量标准。 对采集的信息进行处理和研究 从传感器和工作人员两方面收集到的依据信息通常是混乱无序的，不能明显的看出其特点，这就导致了无法准确地对故障进行判断，这就要求我们在成功收集信息之后要及时对大量信息进行筛选和处理，目前普遍采用专业的机器来对这些信息进行分析和研究以及进一步的转换，经过这些处理之后所得到的信息要保证具有至关、价值性强等特点。 对故障进行诊断 对旋转机械振动故障诊断方面对工作人员的要求比较高，要求其具有过硬的理论知识功底以及丰富的实际工作经验。工作人员应该充分了解机械方面的相关知识，熟练掌握机械的维修要点以及安装过程。正确的对机械振动故障进行诊断，并且能够对故障的发展形势进行预想，只有这

汽轮机及其振动

汽轮机及其振动 介绍 汽轮机是热机，是将热能转化为机械能的机械。汽轮机可以是功率小、设计/结构简单的小型汽轮机，也可以是功率大、设计复杂、多级、多轴的大型汽轮机。汽轮机及其产品系列品类繁多，不同的制造商分类不同，不一而足。但汽轮机的基础是相同的，功能相同、主要部件及其支撑系统类似，而其失效机理也是大同小异的。本文仅按最主要的应用和常见的故障进行分类和讨论。无疑地，汽轮机可靠运行是很关键的，对其进行有效的状态监测是必须的、也是行业的共识，包括监测其运行状态、水/蒸汽品质、蒸汽透平的健康等等。 ?凝汽式透平–排汽在高度真空状态下进入冷凝器凝结成水，主要用于发电厂。单缸汽轮机的蒸汽从进汽到排汽都在一个缸内，而对于多缸汽轮机组，高压蒸汽要经过高压缸到一个或者多个逐级降低压力的汽缸，充分膨胀后排汽。 ?背压式透平–排汽为正压，高于大气压。主要用于油气类工艺装置中。 其排出的蒸汽压力取决于工艺设计和生产要求，需送往下一流程再使用，此时透平类似于一个减压阀。 ?再热凝汽式透平–排汽为真空凝汽式，但中间级部分蒸汽会抽出来，返回锅炉再加热到初始压力，送回下一级或中压透平。 ?抽汽式透平–排汽可以是真空凝汽式或者正压式。主要用于油气类工艺装置中。中间多处抽出部分蒸汽可用于工艺蒸汽，或者为了中间多处补汽，以得到更高的功率。

本文仅按蒸汽的供汽压力分为高压、中压和低压透平。所有的蒸汽透平都有如下主要部件： ?缸体 ?转子 ?轴承 ?密封 ?联轴器 ?盘车装置（小机器可能不需要） 高压透平 高压透平的结构、部件：

凝汽式或背压式高压缸实图： 高压透平可能和中压透平合缸（HP/IP）：

汽轮机转子在线故障诊断系统

汽轮机转子在线故障诊 断系统 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

汽轮机转子在线故障诊断系统 谢诞梅1，阚伟民2，朱洪波3，朱定伟4，刘先斐1，王建梅1，胡念苏1（1. 武汉大学动力机械学院，湖北武汉 430072； 2. 广东省电力试验研究所，广东广州 510600； 3. 广东省电力集团公司，广东广州 510600； 4.韶关发电厂检修公司，广东韶关 512132） 摘要：汽轮机转子在线故障诊断是关系到发电厂安全运行的重要课题之一。为此，开发了基于Windows，采用DELPHI语言编程的汽轮机在线故障诊断系统（TRFDS）。其硬件包括传感器、振动数据采集卡和计算机设备；系统软件包括数据采集、振动信号的监测及分析、模糊故障诊断、数据库管理功能模块及其它辅助软件。TRFDS具有操作简单、采集分析速度快、精度高、故障诊断和预测功能较强等特点。模拟实验表明，该系统能满足现场在线监测和故障诊断的要求。 关键词：汽轮机；在线；故障诊断；自动化系统 汽轮机是火电厂的核心设备之一。在长期连续高速旋转过程中，汽轮机转子在某些情况下可能出现故障，而汽轮机故障程度不同将引起机组振动。异常振动对安全生产构成了重大隐患，并已经造成了一些严重的设备事故。如1988年我国秦岭发电厂200 MW汽轮发电机组的严重断轴毁机事故，就造成了巨大的经济损失。由此可见，汽轮机转子在线故障诊断是关系到发电厂安全运行的重要课题之一。为此，我们开发了基于Windows操作系统、采用Delphi语言编程的汽轮机转子在线故障诊断系统（TRFDS）。 1 系统的特点 TRFDS的主要任务是实现对汽轮发电机组转子的状态监测、报警处理、数据采集、数据管理、数据分析、故障诊断和维护咨询等。TRFDS的特点是：

起重机械金属结构振动与故障诊断分析

起重机械金属结构振动与故障诊断分析 发表时间：2018-12-20T14:09:56.087Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：胡伟忠[导读] 随着我国基础建设的快速发展，使用起重机械工程项目日益增多，工作环境越来越复杂。浙江省特种设备检验研究院浙江杭州 310000 摘要：起重机械属于工业机械范畴内涉及人身、财产安全的大型特种设备，强化其金属结构安全以及维护保养，尤其是长期应用存在金属结构疲劳的起重机械诊断维修至关重要。随着现阶段振动信号测量与分析在检测起重机金属结构振动过程中都得到了有效的应用，检测和分析水平也提升到了一定的提高。但是在对起重机金属结构振动与故障分析的过程中，依旧存在很多的问题，这就需要在发展的过程中不断对其进行研究和分析，从而制定更加完善的解决方案。 关键字：起重机械；金属结构振动；故障诊断 引言： 随着我国基础建设的快速发展，使用起重机械工程项目日益增多，工作环境越来越复杂，在各种不同环境下的频繁高强度作业，起重机械的疲劳问题日益突出。大型起重机械的金属结构正常使用寿命在20年左右，对于起重机械服役后期金属结构出现振动和故障诊断分析一直困扰着技术人员。因此，对于起重机械金属结构的安全监测以及故障问题分析成为解决问题的关键。通过分析不难发现，疲劳与振动之间的关系是密不可分的，因此疲劳和振动都会导致设备在使用寿命期间内发生安全事故，不仅会造成巨大的经济损失，而且会造成人员伤亡。 1起重机械金属结构振动和故障诊断存在的问题 起重机金属结构振动与故障诊断分析的过程中，依旧存在很多的问题，这些问题主要表现在： 1.1振动失效和故障机理研究不够 在当前研究当中，对于因为振动引起的起重机金属构造失效和故障机理探索重视不够充分，由非动态疲劳方面进行分析，构造疲劳破坏问题重点是思考构造设计方面应力和应变布置，由构造疲劳失效和构造振动反映中间内部特点去看，振动疲劳属于导致疲劳失效的因素之一。而导致中机械的核心金属构造和重点零部件在服役阶段。因为腐蚀锈蚀和裂纹以及磨损等一系列的因素，导致金属构造受力情况发生变化。构造内应力分布，原有频率变化，这就导致构造疲劳失效，这和构造振动反映有着紧密的联系。非静态在和激励时常又发模态和荷载振动产生耦合作用，遭受损坏的地方通常是部分振动过程中应变大，并且存在缺陷或者是应力汇聚的地方，破坏的起因是部分振动和应力汇聚这两个因素的一起作用。因为振动疲劳破坏十分复杂，单纯的使用非动态疲劳方式无法满足提升评价成果可靠和稳定方面的要求，在起重机械安全评价过程中，应该使用金属构造振动相关探索。 1.2振动故障诊断方式单一 其中机械金属构造服役安全评价第一点必须要分析设施使用过程中获得的多种信号，之后将信号当中多种有价值的信息提取出来，在当中获得和故障有关的特征，最后通过特征诊断故障，最近几年，运用十分广泛的短时傅立叶变换等均是由内积原理当作基础的特征波形基函数信号分解，主要目的是巧妙的使用和特征波形适合的基函数，对于信号进行良好的处理，提出故障征兆，进而完成故障诊断。对于系统前提的故障和轻微以及符合还有系统这些故障的诊断方式还不是十分完善，合理的诊断方式还不是很多，金属构造在服役时无法避免出现损伤和前期故障，其拥有可能性以及动态响应的微弱性。而符合和系统这两种故障因为多种因素耦合以及传播渠道繁琐，通常造成单一信号处理方式无法真正了解故障的形成因素。 2振动故障诊断分析 2.1专业技术诊断 通过专业系统完成对故障状态的分析与观察，对故障的所在进行推断，并且给出相应的排除故障的有效方法。专业诊断法需要汇集大量的专家知识，可以实现对随机出现的故障的合理诊断。但是，在知识的获取上会面临一定困难，知识库的更新速度相对比较缓慢，不同领域专家的知识存在一定矛盾点，目前在表达能力和处理能力上都存在一定局限性。 2.2模糊诊断法 在模糊诊断法中应适当的引入模糊逻辑，主要作用是克服出现的不精准性、不确定以及因为噪声而带来的影响，因而在对复杂系统进行处理时，会在时变、时滞等方面表现出一定优势。模糊诊断在具体应用过程中的缺点是在诊断复杂系统过程中，需要构建隶属函数和模糊规则，而从实际情况来看，这个过程难度较大，并且会消耗大量的时间。 2.3神经网络诊断 通过神经网络完成对故障的诊断，该诊断的基本思路如下：将故障特征信号作为神经网络的输入点，而神经网络的输出就是最终的诊断结果。第一，对已知的故障征兆和诊断结果进行应用，实现对神经网络的离线训练，通过这种方式使神经网路通过权值记忆故障征兆与诊断结果之间形成对应关系。第二，在神经网络的输入端将获得的故障征兆加入，并获取最终的诊断结果。各个故障的类型需要与输出神经元相对比，否则系统将无法显示新出现的故障类型，对故障的诊断将会造成不良影响。 3起重机金属结构诊断的具体应用 3.1起重机械金属结构振动测试 对于起重机械的整体结构来说，振动研究就包括了测试系统相关动态特性数据，例如固定频率检测和阻尼比检测以及振型检测等各个方面。其中解析、分析的放散和实验分析方案逐渐有效结合的模态分析技术，都融入了模态测试的改善技术和理论与结构强度测试应用案例和经验，需要最先创造结构有限元的模型，之后计算出结构有关有限元的模态数据，依据结构的有限元模态数据达到结构模态实验相关工作的改善工作，以此在一定程度上增强模态试验获取的结构模态参数安全性能和可依靠性以及其精确度，其中包括了完善的结构模态实验的有关悬挂位置和激励方位以及测量方位等相关的工作。依据实验分析的方案，于现场实地勘测获取的模态和解析方案模态实现进行对比，从而更好完成金属结构损伤问题的研究，研究出金属结构中存在的问题，以此依据对比分析可以增强设施问题检测的有效性和完善性，并且获取更为有效的金属振动结果和模态数据信息。

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

火电厂汽轮机常见故障诊断及检修 沈建华

火电厂汽轮机常见故障诊断及检修沈建华 发表时间：2018-05-14T11:29:00.363Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：沈建华[导读] 摘要：汽轮机组是保证火电厂正常生产运行的重要设备，其运行的稳定性对火电厂的正常运行有着十分重要的意义。 （山西永皓煤矸石发电有限公司山西省朔州市 036900） 摘要：汽轮机组是保证火电厂正常生产运行的重要设备，其运行的稳定性对火电厂的正常运行有着十分重要的意义。汽轮机组作为重要的机电设备，其结构较为复杂，同时对于运行时的环境也有着特殊的要求，由于在运行时受到多种因素的影响，所以经常会出现故障，从而导致机组停运等事故发生，对电厂造成严重的损失。因此对于汽轮机进行快速的故障诊断和检修工作是十分必要的，这对于电厂的正常运行有着积极的作用。 关键词：火电厂汽轮机；故障诊断；检修 1火电厂汽轮机检修的重要性 随着我国经济的发展和工业生产方式的变革，社会的用电需求量不断提升，与此同时，我国电力系统也日渐完善。对于火电厂来说，汽轮机的运行状态直接影响到发电系统工作的稳定性和效率。为了确保发电的连续性必须要确保发电机组的正常运行，因而火电厂需要对汽轮机进行定期检修，确保火电厂的经济效益，为社会生产和人们的生活提供更多便利，促进我国经济的健康可持续发展。发电厂的维护部门工作中，保障汽轮机运行的安全性与可靠性是其重要的工作内容，很多火电厂已经设置了专门的人员负责汽轮机的日常保养和故障检修处理。检修相关技术人员要提高对汽轮机组维护的重视程度，火电厂要加强检修人员的上岗培训和在职培训，不断提高检修人员的专业水平。检修人员要在日常工作中积累设备养护经验，提高自身实际问题的解决能力。定期的保养维护可以减少汽轮机故障的出现，汽轮机组可以在一个相对稳定的状态下运行。对故障发生率进行有效的控制，可以降低汽轮机的维修成本，保障火电厂的经济效益，同时安全事故可以得到有效控制，保障了火电厂工作人员的生命安全。 2汽轮机常见故障及检修 2.1异常振动 不正常的振动是汽轮机经常发生的故障，而产生振动的原因有很多，因此，正确的判断出振动部位与原因是最为重要的部分。 第一，气流激振引发的异常振动。汽轮机气流激振主要是由于叶片受到不均衡气流冲击引起的，其具有两个主要特征，一是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，且增大应该呈现突发性。汽轮机气流激振常用的维护方法是采取不断地调节整个机组的给水量、调整整个高压调速的气门等，最后再确定机组产生这种气流激振的具体状态，采用减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式来避免气流激振的产生。 第二，由摩擦振动引发的汽轮机异常振动，在转子热运动的影响下，汽轮机振动信号会产生一定的平衡力，使得振动信号的主频仍然为工频，火电厂汽轮机正常运行中难以进行高频、分频和倍频的区分，甚至导致削顶现象的发生，进而对汽轮机造成损害。此外，摩擦引发的汽轮机异常振动持续时间往往较长，振幅也会大幅度提高，摩擦所产生的临界速度也会上升，导致汽轮机严重受损。摩擦振动在火电厂汽轮机工作过程中是不可避免的，技术人员只能通过摩擦降低措施减轻摩擦振动的影响。要对汽轮机摩擦力较大的连接处定期更换润滑油，对于使用时间过长的部件要进行及时的修理或者是更换，可以通过合理的维护和保养，降低汽轮机部件的摩擦，降低摩擦振动的不良影响。 第三，当机组的转子温度逐渐上升时，材质内应力的释放会引发转子的热变形，导致汽轮机振幅的大幅提高，同时相位也会随之发生变化，汽轮机出现异常振动。汽轮机机组转子热变形的原因有很多，包括中心孔进油、气缸进水、发电子转子冷却不均匀等。可以通过转子的经常更换，避免转子热变形引发的汽轮机异常振动。此外，还需要对转子中心孔内的油进行定期的清理，避免中心孔进油导致汽轮机转子排气孔无法与外界相连。需要注意的是，油进入转子孔的途径不一定是排气孔或者是转子孔的堵头，也可能是转子的前面，因而在汽轮机安装时就要采取恰当的处理措施避免转子孔进油问题的出现，为汽轮机的稳定运行提供保障。 2.2调速系统摆动造成负荷不稳定 在汽轮机内部有一个调节速度的调节系统气门，这类问题则是因为气门有了松动摇摆的现象，导致汽轮机产生了剧烈的振动，影响了机械正常运作的安全性。开机后轴颈的速度不稳定，转动的速度上下幅度在±21r/min；在运作的过程中，泵口的油压强瞬间快速下降，归回到开始的最初值；气门在调节过程中会大幅度的摇动，尤其是调节阀门处，太过严重的时候会造成轴瓦的损坏。其解决方法有多种；（1）在设计的时候就对内部的油管路等系统进行全方面的改进和调整。（2）加强对油质的管理方式，定期的做更换和检测，保证其在工作中的畅通。（3）使用前都进行合格的检测，定期的更换或者清洗机器的内滤网。（4）确保气门门杆的到位，还有连接拧的到位，两者的碰触面在75%以上，完全将振动消除掉。 2.3水冲击的影响 如果汽轮机中进入一定量液态或者气态水，水会锈蚀汽轮机的叶片、内部零件、轴承等，使其相互之间的磨损变大，还会挤压汽缸内壁使其变形，使汽轮机无法正常工作。因此，我们应该对汽轮机进行严格的防水保护，如若进水，立即处理。此外，在汽轮机工作时，我们还要特别注意蒸汽的压力和温度是否在正常范围。若蒸汽温度下降，在低于警戒线之前要立刻采取措施，检查温度降低的原因。若温度低于50摄氏度，则需要立刻将机器停止运转，并同时监测水位变化，一旦汽轮机有进水的可能，立刻对进水源头进行阻断，并同时保证排水系统的通畅，利用最短的时间将可能出现的安全隐患排除，对加热器的运行状态进行定时的检修，保证加热器的正常工作。 结语 随着经济的快速发展，人们对电能的需求量不断的上升，电厂的稳定运行变得更为重要，所以为了减少汽轮机故障的发生率，保证汽轮机的稳定运行，对电厂的正常运转具有十分重要的意义。虽然在对汽轮机的故障维修方面还存在着许多的难度，但只要检修人员能在对汽轮机故障分类的基础上，针对故障的特点采用适合的方法进行具体的诊断和维修，则会有效的提高汽轮机的使用效率和提高其寿命周期。对电厂的安全、稳定运行发挥着重要的作用。 参考文献： [1]刘璐.火电厂汽轮机常见故障诊断及检修[J].中国新技术新产品，2013，（11）：166.

机械故障诊断技术 课后答案

机械故障诊断技术 （第二版张建）课后答案 第一章 1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。 2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。 3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？ 答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线） 4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？ 答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。 （2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备 运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生 产安排和维修计划提前做好准备。 （3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。 5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？ 答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。 6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？ 答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器

汽轮机本体常见故障检修分析 赵小天

汽轮机本体常见故障检修分析赵小天 发表时间：2019-09-05T10:38:09.747Z 来源：《中国电业》2019年第09期作者：赵小天[导读] 鉴于此，本文对汽轮机本体常见故障进行解析，以供参考。 华电湖北发电有限公司电力工程分公司湖北黄石 435005 摘要：汽轮机本体故障的检修工作是十分关键的工作内容之一，对于工作人员提出了更加严格的要求，需要工作人员具备高超的专业知识水平和工作能力，掌握当前最为先进的技能，能够从容应对各类故障和突发情况，并且做到在第一时间予以排除。鉴于此，本文对汽轮机本体常见故障进行解析，以供参考。关键词：汽轮机；本体；故障检修中图分类号：TK268 文献标识码：A 引言 要保证汽轮机长期在高温条件下高速运行，最重要的是保持汽轮机运转的稳定性，同时要确保机组纵横中心和同心度不能发生变化，相关工作人员应对设计图进行深入分析，还应重视安装过程中容易忽略的问题，并采取有效预防措施。1汽轮机故障检测诊断发展基本情况伴随着当代工业水平的持续提升，机械设备在工业方面应用的等级也越来越高，并且自动化程度提高，综合性和复杂性越来越高。不同的设备，有着不同的功能，它们有效配合，紧密联系构成一个有机的整体，共同协作完成生产任务。所以一旦某台设备发生故障，就会导致系统整体无法运行，从而对生产活动的正常进行带来严重影响，造成经济损失。因此要避免出现这一状况，需要了解和掌握不同设备出现故障的原因。 自从在有关工业设备体系中引入在线故障检测技术，能够很好地监测设备的关键部位的运行状态，不仅减轻了人工的劳动强度，节省了时间，也提高了生产效率，促进企业的生产经济效益。一开始在线故障诊断技术主要用于电力、石油化工、冶金以及铁路系统等，后来随着计算机技术的不断发展，进而广泛的应用到了多种经济领域，其中，在大型汽轮机发电机中的使用最为广泛。随着对技术的不断研究，进行经验和教训的总结，在线监测和诊断技术在汽轮机发电机组应用技术越来越先进，信息化程度也越来越高，整体系统化水平也越来越高。而且经过一些知名高校与研究机构共同的开发，在线监测和故障诊断技术已经形成独立知识产权的技术体系。在线监测和诊断技术历经几十年的发展，也已经融合了许多先进的科学技术，如应用材料技术、电能技术以及磁力技术等，有关诊断的理论技术发展也越来越完善 2当前汽轮机运行过程中的主要问题 2.1汽轮机能耗高 若使汽轮机充分发挥作用，与相关设备进行配合非常重要。汽轮机在运行过程中，一些因素会对能耗产生影响，导致汽轮机需要的能源量增多。另外，检查汽轮机组的流通性非常重要，也是影响汽轮机能耗的关键因素。在汽轮机的运行设备中，气体的做功率和运行机组有密切的关系，提高汽轮机气缸内部的做功率，可以有效降低汽轮机的能量损耗。 2.2汽轮机异常振动 汽轮机震动异常也是汽轮机常见的故障，机组在启动升速和接带负荷过程中发生异常振动，其原因大多是由于操作不当造成的。如疏水操作不当，使蒸汽带水；暖机不够，升速过快或加负荷过快；停机后盘车不当，使转子残存了较大的弯曲值，启动后又未注意延长暖机时间消除转子弯曲等。当发生汽轮机异常振动的问题时，检修人员首先要找到导致汽轮机异常振动的原因，再进行对症检修。 2.3水冲击影响和油系统故障 水冲击对于汽轮机所造成的影响主要来自设备密封性的降低，这种影响对设备内部转机叶片等部件造成不同程度的影响，从而使得缸体的形变情况有所加重，造成整个机组无法保持正常的工作状态。汽轮机在实际运行的过程当中对于水蒸气的质量具有极高的要求。如果蒸汽的温度降低到临界点之时，会在汽轮机内部产生一定的水分，对相关设备的正常运行产生影响，从而实现对温度进行有效的控制。 2.4汽轮机凝汽器真空偏低 凝汽器是汽轮机的凝汽设备，其主要作用是在汽轮机排气口建立并维持高度真空，以便提高汽轮机热效率以及缓解排气压力。一旦汽轮机凝汽器发生真空偏低的情况时，就会导致排气温度升高，机组振动，排气压力升高。3汽轮机本体诊断方法级检修措施 3.1故障检修 首先需要将仪表以及相关设备全面拆卸，并且在拆卸的过程当中不能出现损坏的情况，然后用相应的序号进行标记。之后在进行汽轮机保温层拆卸的过程当中，上缸的温度应当控制在一百二十摄氏度以内，并且要严格避免可燃物进入到保温层当中。完成上述的步骤之后，需要将调速气门内的三脚架螺栓进行拆卸，然后做好相应的标记。保证螺栓拆卸顺序的合理性，从而能够便于后期的顺利安装。 3.2转子的检查 在进行转子检修的过程当中，应当按照一定的步骤来进行。首先是对轴子的位置进行准确的标记，将水平仪安装在轴径的中间位置，对轴向的度数进行记录，然后将所得的结果与先前的记录进行分析。之后再对轴颈的锥度和椭圆度进行测量，并根据测量结果进行判断，保证得出的数值处于规定的区间之内。 3.3精准排除振动故障 首先，汽轮机发生特殊响声和振动的主要原因必须明确，多数是因为气流激荡及转子异响振动；汽轮机运行温度异常，热变形，设备组件运行摩擦加剧。明确了这些主要内容就便于检修工一一开展。其次，要特别重视查看是否是汽轮机的凝汽器出现故障，如果真空度下降造成排汽温度升高现象将会出现异常的响动。另外，油系统的清洁度会使得汽轮机的运行过程中出现摩擦严重的问题，继而导致出现运行异常，必须对摸出润滑问题多进行检修查看，以此排除异响。同时，过度的摩擦会使得汽轮机大轴出现磨损变形的现象，这也是出现振动的主要原因，维护人员必须及时查看，随时清除这些隐患，不能将一些小幅度的异常振动视为平常。 3.4保证凝结器处于真空状态

汽机缺陷分析与处理

6MW余热电站汽轮机缺陷原因分析及处理 1．故障现象 我公司综合利用焦炉剩余煤气余热发电站，采用洛阳发电设备厂生产的汽轮机，型号：N6-3.34。从2007年6月并网发电至今的7年运行时间当中，汽轮机出现的主要故障现象为以下三个方面：（1）汽轮机的振动偏高；(2)真空度相对较低；（3）调速系统不稳定; 2.故障分析 2.1汽轮机的振动偏高 振动是一种周期性的反复运动。处在高速旋转下的汽轮发电机组，在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。对于振动，我们希望它愈小愈好。不同转速机组的振动允许值不同，凡是在允许范围内的振动，对设备的危害不大，因而是允许的。超出允许范围，就会对设备造成伤害。而本机组在运行中最高振动超过85um,最低振动时也在50um以上，超出了汽轮机振动的允许范围50um以下。 汽轮机振动过高直接威胁着机组的安全运行，因此，在机组出现过高振动时，就应及时找出引起振动的原因，并予以消除，绝不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。 汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原

因很多，为找出汽轮机振动大的原因，我们曾通过做试验方法来查找汽振动大的原因： 1）励磁电流试验 目的在于判断振动是否是由于电气方面的原因引起的，以及是由电气方面的哪些原因引起的。 2）转速试验 目的在于判断振动和转子质量不平衡的关系，同时可找出转子的临界转速和工作转速接近的程度。 3）负荷试验 目的在于判断振动和机组中心，热膨胀，转子质量不平衡的关系，判断传递力矩的部件是否有缺陷。 4）轴承润滑油膜试验 目的在于判断振动是否是由于油膜不稳，油膜被破坏和轴瓦紧力不当所引起的。 5）真空试验 目的是判断振动是否是由于真空变化后机组中心在垂直方向发生变化引起的。 6）机组外部特性试验，实际上就是在振动值比较大的情况下测量机组振动的分布情况，根据振动分布情况分析判断不正常的部位。 2.1.1汽轮机振动是一个多方面的综合因素，通过以上实验对振动过高的原因分析如下：