【正文】 有所變化。在極坐標(biāo)圖中可以給出一個振動容許變化的范圍，考慮到振幅和相位的變化，這個變化區(qū)應(yīng)該是一個扇形區(qū)。 軸裂紋的監(jiān)測內(nèi)容（ 1） ? 定轉(zhuǎn)速下的工頻和兩倍頻振幅及相位 – 在機組穩(wěn)態(tài)運行條件下，如果有一或兩個軸承（轉(zhuǎn)軸）的工頻和兩倍頻振幅出現(xiàn)十分緩慢地增加，相位也發(fā)生緩慢地變化，在排除了轉(zhuǎn)軸中心孔進油、軸承標(biāo)高變化、聯(lián)軸器中心變化、轉(zhuǎn)動部件位置緩慢偏移等可能性之后，可以將其作為懷疑轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋的一條根據(jù)。這種彎曲后的轉(zhuǎn)子會引起低速轉(zhuǎn)動時原始晃度發(fā)生變化，升降速過程和帶載荷時工頻分量（ 1X）振動增大。 裂紋轉(zhuǎn)子的振動特點 ? 裂紋實際上造成了轉(zhuǎn)軸徑向剛度不對稱，這樣它應(yīng)該具有剛度不對稱轉(zhuǎn)軸的特點。 – 運行時間長的老機組，由于應(yīng)力腐蝕，會在轉(zhuǎn)子原本存在誘發(fā)點的位置產(chǎn)生微裂紋，其后隨著環(huán)境因素的持續(xù)作用，微裂紋逐漸擴展，發(fā)展為宏裂紋。 裂紋轉(zhuǎn)子 ? 汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋的故障不多見，但仍偶有發(fā)生。 設(shè)計、安裝與檢修階段的要求 ? 設(shè)計階段 – 根據(jù)選用的軸承、轉(zhuǎn)子的質(zhì)量、軸承標(biāo)高的熱變化量等確定各軸承的負荷分配，再計算確定各個軸頸中心在軸承中的偏位角和偏心率，即軸頸靜態(tài)位置。 聯(lián)軸器不對中 ? 聯(lián)軸器不對中是汽輪發(fā)電機組振動常見故障。 ? 可能使瓦振接近或大于軸振。 ? 剛度不足不會成為機組振動的直接原因。一方面，這種計算有一定的難度，因為結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，計算中所要用到的一些系數(shù)目前尚缺少，如結(jié)合面剛度等；另一方面，設(shè)計階段沒能進行充分的試驗。 結(jié)構(gòu)剛度不足 ? 結(jié)構(gòu)剛度不足是指機組支撐結(jié)構(gòu)剛度過低。 ? 進行結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)的測試。測試和分析結(jié)果表明，在與發(fā)電機相鄰的汽輪機低壓缸后部所出現(xiàn)的兩倍頻，即 100Hz的振動分量，與低壓缸的結(jié)構(gòu)共振有直接的關(guān)系。過臨界轉(zhuǎn)速時的振動對比 ? 轉(zhuǎn)子在同步的不平衡力作用下過臨界轉(zhuǎn)速時所表現(xiàn)出來的軸振動峰，實際上是轉(zhuǎn)子自身結(jié)構(gòu)的共振響應(yīng)，如果此時瓦振出現(xiàn)過高的振動峰，甚至瓦振大于軸振，則可以判斷軸承支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在這個轉(zhuǎn)速下發(fā)生了共振。 結(jié)構(gòu)共振的特點 ? 結(jié)構(gòu)共振是小激振力的輸入產(chǎn)生高振幅的輸出。 ? 汽輪發(fā)電機組的共振結(jié)構(gòu)通常有三種形式： ?轉(zhuǎn)子 — 支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； ?轉(zhuǎn)子 — 支撐 — 缸體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； ?轉(zhuǎn)子 — 支撐 — 臺板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這些因素相互交織、綜合作用，使得該機組與單一因素造成的機組振動不同，振動缺陷長期以來難以判斷和解決。 ? 這臺機組的振動帶有典型性，它是以軸系的失穩(wěn)為主，同時存在其他振動缺陷。 ? 機組的主要問題是： – 2號瓦經(jīng)常碎瓦。系統(tǒng)振動的頻率與交變作用力的頻率相等。 ? 自激振動的發(fā)生以橫向振動形式出現(xiàn)，以轉(zhuǎn)子的低階臨界轉(zhuǎn)速為振動頻率，它的出現(xiàn)與轉(zhuǎn)速或負荷密切相關(guān)。摩出的凹槽深 3～ 4mm，寬 5～ 6mm，張角 60176。 防止動靜碰磨的技術(shù)措施： ? 根據(jù)機組的結(jié)構(gòu)特點及運行工況，合理地設(shè)計和調(diào)整各部位的動靜間隙 ? 認真分析轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹特點和變化規(guī)律，在起動、停機和變工況時注意對脹差的控制和調(diào)整 ? 在機組起停過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制上下缸溫差、蒸汽參數(shù)的變化、監(jiān)視段壓力及軸的竄動 ? 在運行中防止水沖擊，停機后嚴(yán)防汽缸進冷汽冷水 ? 起動前及升速過程中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視轉(zhuǎn)子晃度和振動，不得在超限增況下強行起動 一臺機組碰摩實例 ? 某 200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。 ? 機組升降速的波特圖、極坐標(biāo)圖和級聯(lián)圖、全頻譜級聯(lián)圖。 ? 現(xiàn)有的診斷方法主要還是根據(jù)振幅、頻譜和軸心軌跡進行判斷。局部加熱的后果是轉(zhuǎn)子彎曲，工頻振動增大。因此，這個過程的振動信號含有豐富的諧波分量。 – 摩擦力 。 ? 碰摩時的沖擊效應(yīng)有下列特點： – 由于沖擊作用時間很短，相當(dāng)于一個脈沖函數(shù)，因此，產(chǎn)生寬頻帶響應(yīng) – 由于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，碰摩是重復(fù)過程，因而產(chǎn)生的是周期性的振動。 – 實際碰摩的響應(yīng)受到碰摩發(fā)生的軸向位置、沖擊的銳度、結(jié)構(gòu)對不同頻率振動的傳遞特性等因素的影響，使得各頻譜成分在實際信號中復(fù)雜化。 ? 部分碰摩 – 轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動的一周中只有部分弧段接觸。 – 開機過程中，上下缸溫差過大，造成缸體彎曲變形，是碰摩彎軸的主要運行原因之一。也經(jīng)常是安裝、檢修的原因，動靜間隙調(diào)整不符合規(guī)定所致。因此，碰摩常常是中間過程，而非根本原因。需要進行多次開機，平衡加重或支撐加固，為此延誤數(shù)周已是常事。 ? 碰摩使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生非常復(fù)雜的振動，是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的一個重要原因，輕者使得機組出現(xiàn)強烈振動，嚴(yán)重的可以造成轉(zhuǎn)軸永久性彎曲，甚至整個 軸系毀壞 。 – 在第一臨界轉(zhuǎn)速以下汽輪機軸承振動達到 ，必須打閘停機，不得盲目升速或降速暖機。 ? 汽缸應(yīng)具有良好的保溫條件，保證在正常起動和停機過程中不產(chǎn)生過大的上下部溫差。 轉(zhuǎn)子永久性彎曲 ?當(dāng)轉(zhuǎn)子最大內(nèi)應(yīng)力超過材料的屈服極限，使轉(zhuǎn)子局部產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)外力和熱應(yīng)力消除后，變形不能消失，稱為：塑性彎曲，也稱永久性彎曲 ?永久性彎曲是設(shè)備事故，使設(shè)備不能投入運行，必須進行直軸處理，將會造成很大的經(jīng)濟損失 轉(zhuǎn)子永久性彎曲產(chǎn)生的原因： ? 動靜摩擦 → 轉(zhuǎn)子徑向局部過熱膨脹 → 彎曲 – 當(dāng)轉(zhuǎn)速低于第一臨界轉(zhuǎn)速時，主軸的彎曲方向和轉(zhuǎn)子不平衡離心力的作用方向基本一致，往往產(chǎn)生愈摩愈彎、愈彎愈厚的惡性循環(huán)，以致使主軸產(chǎn)生永久性彎曲。 ? 有時運行原因也會導(dǎo)致熱彎曲。 ? 一旦轉(zhuǎn)子溫度降低，轉(zhuǎn)子的彎曲會很快恢復(fù)。 – 隨機組參數(shù)的提高和高參數(shù)下運行時間的延續(xù)，工頻振幅逐漸增大，相位也隨之緩慢變化，一定時間后這種變化趨緩，最終基本不變。 = (mm/g) ∠ 176。 – 再次啟機 3000rpm，測： A1 = 140 mm∠ 269176。 ，平衡塊飛脫使得軸振和瓦振相位變化約 60176。 2600rpm平衡塊飛前， 3號軸振為 179mm∠ 14176。 ? 發(fā)生松動的部件可能有護環(huán)、轉(zhuǎn)子線圈、槽楔、聯(lián)軸器等。 ? 對于新機組，原始不平衡在第一次升速就會顯現(xiàn)出來，在對轉(zhuǎn)子進行任何處理之前的升降速振動數(shù)據(jù)中，特征重復(fù)性很好。 ? 這種不平衡的特點： – 除振幅和相位的常規(guī)特征外，它的最顯著特征是 “ 穩(wěn)定 ” ，這個穩(wěn)定是指在一定的轉(zhuǎn)速下振動特征穩(wěn)定，振幅和相位受機組參數(shù)影響不大，與升速時或帶負荷的時間延續(xù)沒有直接的關(guān)聯(lián)，也不受啟動方式的影響。 – 轉(zhuǎn)子的熱彎曲。 ? 工頻振幅為主的狀況應(yīng)該是穩(wěn)定的，這包括： – 各次啟機； – 升降速過程； – 不同的工況，如負荷、真空、油溫、氫壓、勵磁電流等。隨著制造廠加工、裝配精度以及電廠檢修質(zhì)量的不斷提高，這類故障的發(fā)生率正在逐漸減少。第三章 汽輪機幾種典型運行事故 汽輪機常見故障 ?機組振動 ?油系統(tǒng)著火 ?水沖擊 ?超速 機組振動故障 機組振動故障的現(xiàn)場處理要求 ? 近幾十年國內(nèi)有關(guān)單位對機組振動故障處理的歷史和經(jīng)驗教訓(xùn)說明，對振動故障的定性一般并不困難，但在確定故障的具體原因時，由于對造成故障的機理分析有分歧，使得誤判時有發(fā)生。 – 質(zhì)量不平衡 – 轉(zhuǎn)子的彎曲 – 動靜碰摩 – 油膜失穩(wěn)和汽流激振 – 結(jié)構(gòu)共振 – 結(jié)構(gòu)剛度不足 – 聯(lián)軸器不對中 – 裂紋轉(zhuǎn)子 – 轉(zhuǎn)子中心孔進油 – 轉(zhuǎn)子截面剛度不對稱 質(zhì)量不平衡 ? 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是汽輪發(fā)電機組最常見的振動故障，它約占了故障總數(shù)的 80％。 9