【正文】 塊； – 飛脫時產(chǎn)生的工頻振動是突發(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固定值，相位也同時會出現(xiàn)一個固定的變化。 – 具體所測的數(shù)據(jù)中，在同一轉(zhuǎn)速，工況相差不大時，振幅波動約 20％，相位在 10176。 原始不平衡是主要原因。 ? 工頻振動的相位同時也是穩(wěn)定的。即使如此，質(zhì)量不平衡目前仍是現(xiàn)場機組振動的主要故障。因此，機組振動故障的診斷除需要現(xiàn)場經(jīng)驗外，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)場高速動平衡的方法，使得表面上振動有所減小，實際上沒有根治，機組經(jīng)過一段時間的運行或檢修后，振動重復(fù)出現(xiàn)。 汽輪發(fā)電機組振動故障特征匯總表 序 號 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)速附近振動略減小 3 轉(zhuǎn)子熱彎曲 1X 振幅、相位隨時間緩慢變化到一定值，轉(zhuǎn)子冷卻后狀況恢復(fù) 4 轉(zhuǎn)動部件（葉片、平衡塊）飛脫 1X 振動突增，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 1X 、 2X等 與負(fù)荷有關(guān) 7 動靜碰摩 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 ~ 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，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，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)，瓦振軸報接近 13 轉(zhuǎn)子裂紋 1X、 2X 降速過 1/2臨界轉(zhuǎn)速有 2X振動峰，隨時間逐漸增大 汽輪發(fā)電機組振動故障特征匯總表 (續(xù) ) 序 號 故障名稱 頻譜特征 其 它 特 征 14 轉(zhuǎn)子中心孔進油 1X、 ～ 與啟動次數(shù)有關(guān)，隨定速、帶負(fù)荷時間而逐漸增大 15 轉(zhuǎn)軸截面剛度不對稱 2X 1/2臨界轉(zhuǎn)速有 2X振動峰 16 軸承座剛度不對稱 2X 垂直、水平振動差別大 17 軸承磨損 1X、次同步 1X、 1/2X、 18 軸承座松動 1X 與基礎(chǔ)振動差別大 19 瓦差松動，緊力不足 1X、分頻、 1/2X 可能出現(xiàn)和差振動或拍振 20 瓦體球面接觸不良 1X和其他 振幅不穩(wěn)定 21 葉輪松動 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 和勵磁電流有關(guān) 24 冷卻通道堵塞 1X 與風(fēng)壓、時間有關(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 常見振動故障的診斷 ? 下面介紹機組常見振動故障特征、判斷方法。 ? 處理手段：低速動平衡，高速動平衡。 ? 第二個主要依據(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)動之前在轉(zhuǎn)子上已經(jīng)存在的不平衡。 ~20176。相鄰軸承振動也會增大，但變化的量值不及前者大。有的情況下大振動會變小，出現(xiàn)波動現(xiàn)象。 ，飛后 3號軸振為 220mm∠ 60176。 現(xiàn)場動平衡加重實例 —— 影響系數(shù)法 ? 某 200MW機組大修后啟動， 3000 rpm時 3瓦垂直方向振動約100mm，決定進行動平衡 ? 平衡計算過程如下： – 原始振動： 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，工頻振動大的現(xiàn)象也會隨之自行消失。 ? 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)過一段時間的運行后，內(nèi)應(yīng)力逐漸得到釋放，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生彎曲變形。在停機后注意切斷與公用系統(tǒng)相連的各種水源，嚴(yán)防汽缸進水。 動靜碰摩 ? 汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)動部件與靜止部件的碰摩是運行中 常見故障 。 ? 碰摩的 診斷 是目前具有一定 難度 的主要振動故障。 機組碰摩原因 (1) ?機組動靜碰摩通常有下列起因： – 轉(zhuǎn)軸振動過大。 ?非轉(zhuǎn)動部件的不對中或翹曲也會導(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 – 機組高壓轉(zhuǎn)子前汽封比較長，啟機中參數(shù)掌握不當(dāng)容易造成這個部位發(fā)生碰摩，進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迫同步響應(yīng)的基礎(chǔ)上疊加一個自由振動響應(yīng)，這個自由振動的頻率是轉(zhuǎn)子的固有頻率，是整個振動響應(yīng)的主要成分。 碰摩轉(zhuǎn)子的動力特性 ? 碰摩發(fā)生時作用在轉(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)場診斷是一項難度比較大的技術(shù)。單純用瓦振信號進行判斷，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號軸承振幅已上升到 75mm，隨后緊急打閘停機。由于打閘及時，幸未造成嚴(yán)重事故。 ? 自激振動和強迫振動本質(zhì)上的區(qū)別在于： – 自激振動中，維持振動的擾動力是由它自身的運動所產(chǎn)生并受其控制的，一旦運動停止，擾動力隨之消失； – 自激振動以它本身的固有頻率振動，與外界激振力頻率無關(guān)。 實際中時而可見的汽輪發(fā)電機組軸系動力失穩(wěn)的類型： ?滑動軸承油膜失穩(wěn)造成的半速渦動和油膜振蕩； ?汽流激振； ?轉(zhuǎn)軸材料內(nèi)阻引起的不穩(wěn)定振動、轉(zhuǎn)軸和套裝葉輪之間的內(nèi)摩擦以及中心孔進油造成的振動等。 ? 多次測量表明，機組的振動特征為： – 高壓轉(zhuǎn)子隨負(fù)荷增大而出現(xiàn)的突發(fā)性半周振動。這些措施中，沒有發(fā)現(xiàn)哪一項有十分顯著的效果，也沒有發(fā)現(xiàn)某項沒有任何作用。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。 ? 機組結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(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、頻率區(qū)，如發(fā)電機、勵磁機結(jié)構(gòu)應(yīng)避開 100Hz，汽輪機結(jié)構(gòu)應(yīng)避開 25Hz、 100Hz等。 結(jié)構(gòu)共振案例 —— 蘇 200MW發(fā)電機轉(zhuǎn)子 2倍頻共振 ? 對早期從蘇聯(lián)引進的 200MW機組查證表明，發(fā)電機轉(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)計制造缺陷使得這一類型發(fā)電機轉(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組所固有的結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷。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。