【正文】 塊； – 飛脫時(shí)產(chǎn)生的工頻振動(dòng)是突發(fā)性的，在數(shù)秒鐘內(nèi)以某一瓦振或軸振為主，振幅迅速增大到一個(gè)固定值，相位也同時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)固定的變化。 – 具體所測的數(shù)據(jù)中，在同一轉(zhuǎn)速，工況相差不大時(shí)，振幅波動(dòng)約 20％，相位在 10176。 原始不平衡是主要原因。 ? 工頻振動(dòng)的相位同時(shí)也是穩(wěn)定的。即使如此，質(zhì)量不平衡目前仍是現(xiàn)場機(jī)組振動(dòng)的主要故障。因此，機(jī)組振動(dòng)故障的診斷除需要現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)該掌握一定的基礎(chǔ)理論和科學(xué)的分析能力，這樣才能快捷地找出故障的確切原因，提出正確的根治措施，而不致盲目地一概采用現(xiàn)場高速動(dòng)平衡的方法，使得表面上振動(dòng)有所減小，實(shí)際上沒有根治，機(jī)組經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行或檢修后，振動(dòng)重復(fù)出現(xiàn)。 汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障特征匯總表 序 號(hào) 故障名稱 頻譜特征 其 它 特 征 1 原始質(zhì)量不平衡 1X 振幅、相位隨轉(zhuǎn)速變化，隨時(shí)間不變，軸心軌跡呈橢圓軌跡或圓軌跡 2 轉(zhuǎn)子原始彎曲 1X 低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸原始晃度大，臨界轉(zhuǎn)速附近振動(dòng)略減小 3 轉(zhuǎn)子熱彎曲 1X 振幅、相位隨時(shí)間緩慢變化到一定值，轉(zhuǎn)子冷卻后狀況恢復(fù) 4 轉(zhuǎn)動(dòng)部件（葉片、平衡塊）飛脫 1X 振動(dòng)突增，相位突變到定值，伴隨聲響 5 轉(zhuǎn)軸不對中 1X、 2X 高的 2X或 3X振幅， 1/2臨界轉(zhuǎn)速有 2X共振峰， “ 8”字形軌跡 6 聯(lián)輪器松動(dòng) 1X 、 2X等 與負(fù)荷有關(guān) 7 動(dòng)靜碰摩 1X、整分?jǐn)?shù)、倍頻 內(nèi)環(huán)或外環(huán)軌跡，振幅、相讓緩慢旋轉(zhuǎn)；或根幅逐漸增加 8 油膜渦動(dòng) ~ 低頻的出現(xiàn)與轉(zhuǎn)速有關(guān) 9 油膜振蕩 fcril 在一定轉(zhuǎn)速出現(xiàn)，突發(fā)性的大振動(dòng)，頻率為轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速，大于1X振幅 10 汽流激振 fcril 與負(fù)荷密切相關(guān)，突發(fā)性的大振動(dòng)，頻率為轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速，改變負(fù)荷即消失 11 結(jié)構(gòu)共振 1X、分?jǐn)?shù)、倍頻 存在明顯的共振蜂，與轉(zhuǎn)速有關(guān) 12 結(jié)構(gòu)剛度不足 1X 與轉(zhuǎn)速有關(guān)，瓦振軸報(bào)接近 13 轉(zhuǎn)子裂紋 1X、 2X 降速過 1/2臨界轉(zhuǎn)速有 2X振動(dòng)峰，隨時(shí)間逐漸增大 汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障特征匯總表 (續(xù) ) 序 號(hào) 故障名稱 頻譜特征 其 它 特 征 14 轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油 1X、 ～ 與啟動(dòng)次數(shù)有關(guān)，隨定速、帶負(fù)荷時(shí)間而逐漸增大 15 轉(zhuǎn)軸截面剛度不對稱 2X 1/2臨界轉(zhuǎn)速有 2X振動(dòng)峰 16 軸承座剛度不對稱 2X 垂直、水平振動(dòng)差別大 17 軸承磨損 1X、次同步 1X、 1/2X、 18 軸承座松動(dòng) 1X 與基礎(chǔ)振動(dòng)差別大 19 瓦差松動(dòng)，緊力不足 1X、分頻、 1/2X 可能出現(xiàn)和差振動(dòng)或拍振 20 瓦體球面接觸不良 1X和其他 振幅不穩(wěn)定 21 葉輪松動(dòng) 1X 相位不穩(wěn)定，但恢復(fù)性好 22 軸承供油不足 1X 瓦溫、回油溫度過高 23 匝間短路 1X、 2X 和勵(lì)磁電流有關(guān) 24 冷卻通道堵塞 1X 與風(fēng)壓、時(shí)間有關(guān) 25 磁力不對中 2X 隨有功增大 26 密封瓦碰摩 1X、 2X 振幅逐漸增大 常見振動(dòng)故障的診斷 ? 下面介紹機(jī)組常見振動(dòng)故障特征、判斷方法。 ? 處理手段：低速動(dòng)平衡，高速動(dòng)平衡。 ? 第二個(gè)主要依據(jù)是這種狀況的重復(fù)性。 原始不平衡 ? 原始質(zhì)量不平衡指的是轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)之前在轉(zhuǎn)子上已經(jīng)存在的不平衡。 ~20176。相鄰軸承振動(dòng)也會(huì)增大，但變化的量值不及前者大。有的情況下大振動(dòng)會(huì)變小，出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。 ，飛后 3號(hào)軸振為 220mm∠ 60176。 現(xiàn)場動(dòng)平衡加重實(shí)例 —— 影響系數(shù)法 ? 某 200MW機(jī)組大修后啟動(dòng)， 3000 rpm時(shí) 3瓦垂直方向振動(dòng)約100mm，決定進(jìn)行動(dòng)平衡 ? 平衡計(jì)算過程如下： – 原始振動(dòng)： A0 = 97 mm∠ 277176。 97 mm∠ 277176。 – 加重后的結(jié)果： A = 17 mm∠ 121176。 – 兩種情況下的波特圖可以用來判斷是否存在熱彎曲。 轉(zhuǎn)子熱彎曲產(chǎn)生的原因 ? 新機(jī)轉(zhuǎn)子的熱彎曲一般來自材質(zhì)熱應(yīng)力。只要沒有使轉(zhuǎn)子發(fā)生永久塑性變形，這類熱彎曲都是可以恢復(fù)的，引起熱彎曲的根源消除后，工頻振動(dòng)大的現(xiàn)象也會(huì)隨之自行消失。 ? 轉(zhuǎn)子的原材料存在過大的殘余內(nèi)應(yīng)力，在較高的溫度下經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，內(nèi)應(yīng)力逐漸得到釋放，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生彎曲變形。在停機(jī)后注意切斷與公用系統(tǒng)相連的各種水源，嚴(yán)防汽缸進(jìn)水。 動(dòng)靜碰摩 ? 汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件的碰摩是運(yùn)行中 常見故障 。 ? 碰摩的 診斷 是目前具有一定 難度 的主要振動(dòng)故障。 機(jī)組碰摩原因 (1) ?機(jī)組動(dòng)靜碰摩通常有下列起因： – 轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大。 ?非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的不對中或翹曲也會(huì)導(dǎo)致碰摩。如 : ? 真空、凝汽器灌水、缸溫等， ? 即便在開缸狀態(tài)下調(diào)整好，扣缸后的上下間隙也要變化 ? 缸體跑偏、彎曲或變形 – 機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子前汽封比較長，啟機(jī)中參數(shù)掌握不當(dāng)容易造成這個(gè)部位發(fā)生碰摩，進(jìn)而造成大軸塑性彎曲。 ? 發(fā)生全周碰摩的靜子在 360176。 碰摩的三種物理現(xiàn)象 ? 碰撞 – 由于碰撞，使轉(zhuǎn)子在不平衡引起的強(qiáng)迫同步響應(yīng)的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)自由振動(dòng)響應(yīng)，這個(gè)自由振動(dòng)的頻率是轉(zhuǎn)子的固有頻率，是整個(gè)振動(dòng)響應(yīng)的主要成分。 碰摩轉(zhuǎn)子的動(dòng)力特性 ? 碰摩發(fā)生時(shí)作用在轉(zhuǎn)軸上有兩種力： – 沖擊力 ，即碰撞力。 – 接觸材料之間存在著能量的吸收和轉(zhuǎn)移。摩擦力的大小取決于接觸點(diǎn)的法向力及摩擦表面的性質(zhì)。 ? 嚴(yán)重的碰摩可以使材料磨損后變?yōu)檩p度碰摩，甚至能完全脫離碰摩狀態(tài)。 碰摩的診斷 ? 碰摩的現(xiàn)場診斷是一項(xiàng)難度比較大的技術(shù)。單純用瓦振信號(hào)進(jìn)行判斷，只能看到頻譜。但要注意，由于高中壓缸都是雙層缸，有的機(jī)組低壓缸也是雙層缸，通流部分的碰摩聲很難傳出來，只有軸端汽封的碰摩聲比較容易聽到。大約經(jīng)過 7min， 3號(hào)軸承振幅已上升到 75mm，隨后緊急打閘停機(jī)。由于打閘及時(shí)，幸未造成嚴(yán)重事故。 ? 自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)本質(zhì)上的區(qū)別在于： – 自激振動(dòng)中，維持振動(dòng)的擾動(dòng)力是由它自身的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生并受其控制的，一旦運(yùn)動(dòng)停止，擾動(dòng)力隨之消失； – 自激振動(dòng)以它本身的固有頻率振動(dòng)，與外界激振力頻率無關(guān)。 實(shí)際中時(shí)而可見的汽輪發(fā)電機(jī)組軸系動(dòng)力失穩(wěn)的類型： ?滑動(dòng)軸承油膜失穩(wěn)造成的半速渦動(dòng)和油膜振蕩； ?汽流激振； ?轉(zhuǎn)軸材料內(nèi)阻引起的不穩(wěn)定振動(dòng)、轉(zhuǎn)軸和套裝葉輪之間的內(nèi)摩擦以及中心孔進(jìn)油造成的振動(dòng)等。 ? 多次測量表明，機(jī)組的振動(dòng)特征為： – 高壓轉(zhuǎn)子隨負(fù)荷增大而出現(xiàn)的突發(fā)性半周振動(dòng)。這些措施中，沒有發(fā)現(xiàn)哪一項(xiàng)有十分顯著的效果，也沒有發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)沒有任何作用。表現(xiàn)為和負(fù)荷有密切關(guān)系，受工頻振動(dòng)影響顯著，與轉(zhuǎn)速的聯(lián)系不很明顯。造成共振的激振力大多數(shù)來自于轉(zhuǎn)子的不平衡力，因此。 ? 機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使與轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)自振頻率避開 50Hz和其他一些特殊頻率點(diǎn)、頻率區(qū)，如發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)避開 100Hz，汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)避開 25Hz、 100Hz等。 結(jié)構(gòu)共振案例 —— 蘇 200MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 2倍頻共振 ? 對早期從蘇聯(lián)引進(jìn)的 200MW機(jī)組查證表明，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上均沒有銑出用于減小轉(zhuǎn)子本體剛度不對稱的橫向槽，先天的設(shè)計(jì)制造缺陷使得這一類型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子成為兩倍頻的激振源。可見，這種在低壓缸部位存在著的 100Hz的結(jié)構(gòu)共振問題是這種類型機(jī)組所固有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷。錘擊法使用裝有力傳感器的激振錘敲擊構(gòu)件，用數(shù)據(jù)記錄儀采集響應(yīng)信號(hào)并用頻譜分析儀作頻譜分析，確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和有關(guān)的響應(yīng)特性。