【正文】 轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的一周中靜撓曲線改變兩次，這樣，就會(huì)產(chǎn)生兩倍頻的激振力，這個(gè)激振力與電磁力無(wú)關(guān)，是轉(zhuǎn)子的力學(xué)特性決定的。過(guò)載損壞主要發(fā)生于聯(lián)軸器螺栓和軸頸處，斷口周圍有明顯的宏觀塑性變形。運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的老機(jī)組，由于應(yīng)力腐蝕，會(huì)在轉(zhuǎn)子原本存在誘發(fā)點(diǎn)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(kuò)展，發(fā)展為宏裂紋。聯(lián)軸器不對(duì)中是指相鄰兩根轉(zhuǎn)軸軸線不在同一直線上；或不是一條連續(xù)的光滑曲線，在聯(lián)軸器部位存在拐點(diǎn)或階躍點(diǎn)。在不平衡量很小的情況下，只要沒(méi)有發(fā)生動(dòng)靜碰摩，即使支承剛度過(guò)低也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題。這里所說(shuō)的“剛度”，是廣義的，泛指轉(zhuǎn)子支撐缸體基礎(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)的剛度。共振時(shí)的響應(yīng)取決于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的頻響特性，激振力的大小不起關(guān)鍵作用。強(qiáng)迫振動(dòng)中，持續(xù)作用的交變力獨(dú)立于運(yùn)動(dòng)存在著，即使振動(dòng)停止，它仍然會(huì)存在。每年全國(guó)都會(huì)有幾臺(tái)大機(jī)組發(fā)生動(dòng)靜碰摩而出現(xiàn)大振動(dòng)，但在處理過(guò)程中卻往往要走彎路。有時(shí)運(yùn)行原因也會(huì)導(dǎo)致熱彎曲。隨機(jī)組參數(shù)的提高和高參數(shù)下運(yùn)行時(shí)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(shí)間后這種變化趨緩，最終基本不變。平衡質(zhì)量塊飛脫的一個(gè)案例:某電廠的200MW機(jī)組大修后啟機(jī)，4號(hào)軸承振動(dòng)大進(jìn)行動(dòng)平衡，接長(zhǎng)軸聯(lián)軸器加重1600g，用兩個(gè)M14的螺釘固定，升速到2600rpm時(shí)，3號(hào)軸承附近發(fā)出一聲響聲，振動(dòng)增大，立即停機(jī)，發(fā)現(xiàn)平衡塊飛脫。即使如此，質(zhì)量不平衡目前仍是現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組振動(dòng)的主要故障。最明顯的例子是在開機(jī)過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組的暖機(jī)時(shí)間不夠或者升速加負(fù)荷過(guò)快，則機(jī)組各部分的膨脹就不一樣，這樣一方面會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，減少機(jī)組的壽命；另一方面就會(huì)引起過(guò)大的膨脹差，從而影響機(jī)組的開機(jī)過(guò)程。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過(guò)大時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)效率會(huì)降低；當(dāng)汽輪機(jī)與軸封之間的間隙過(guò)大時(shí)可能會(huì)引起蒸汽外漏或者空氣內(nèi)漏，從而影響機(jī)組的效率和真空；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過(guò)大時(shí)同樣會(huì)影響發(fā)電機(jī)的效率?，F(xiàn)重點(diǎn)介紹其它的兩個(gè)方面：如果轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度偏差過(guò)大，則可能會(huì)引起汽流激振、電磁激振和動(dòng)靜碰磨。因此在汽輪發(fā)電機(jī)組大修或者安裝時(shí)，應(yīng)該根據(jù)制造廠家的技術(shù)要求，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)機(jī)組軸承標(biāo)高進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)整。引起機(jī)組振動(dòng)過(guò)大或者不正常的原因有很多，既有設(shè)計(jì)制造方面的原因，也有運(yùn)行方面的原因，還有安裝和檢修等方面的原因，下面就這幾個(gè)影響因素分別介紹。摩擦嚴(yán)重時(shí)，幅值和相位不再波動(dòng)，振幅會(huì)急劇增大。轉(zhuǎn)子永久性彎曲和臨時(shí)性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機(jī)理相同，都與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心類似，因而都會(huì)產(chǎn)生與質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。 汽流激振有兩個(gè)主要特征：一是應(yīng)該出現(xiàn)較大量值的低頻分量；二是振動(dòng)的增大受運(yùn)行參數(shù)的影響明顯，且增大應(yīng)該呈突發(fā)性，如負(fù)荷。如圖241）轉(zhuǎn)子線圈匝間短路，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)偏心，振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)速一致，電壓波形零線偏移；AIτVNS圖 24 電磁激振（2）轉(zhuǎn)子相對(duì)靜子幾何偏心，對(duì)3000rpm機(jī)組，振動(dòng)的頻率為工頻的兩倍；（3）轉(zhuǎn)子風(fēng)道阻力不均,產(chǎn)生熱彎曲而引起的振動(dòng)。對(duì)于通過(guò)止口連接的聯(lián)軸節(jié)，只要止口同心，可以保證中心不錯(cuò)位，但要考慮其兩側(cè)軸承座在運(yùn)行中標(biāo)高變化是否一致。無(wú)法測(cè)量直接轉(zhuǎn)子的最大振幅過(guò)去測(cè)量軸承座的振動(dòng)振幅。振幅：?jiǎn)蜗蛘穹駝?dòng)極限位置與平衡位置之間的距離；單向振幅雙向振幅圖21 振幅示意圖 雙向振幅——振動(dòng)兩極限位置之間的距離，也稱峰—峰值；頻率：每一秒鐘振動(dòng)的次數(shù)；通頻——最大振幅的振動(dòng)頻率；分頻——某一振動(dòng)中各種正弦振動(dòng)的頻率基頻——振幅最大的正弦振動(dòng)頻率；相位：振動(dòng)信號(hào)最大值與轉(zhuǎn)子謀一點(diǎn)的相對(duì)位置；方向：橫向；軸向；扭轉(zhuǎn)。同時(shí)，使乏汽加以冷卻凝結(jié)成水，該系統(tǒng)由凝汽器、抽汽器、冷水塔及管道等主要設(shè)備組成。同時(shí)，使乏汽加以冷卻凝結(jié)成水，該系統(tǒng)由凝汽器、抽汽器、冷水塔及管道等主要設(shè)備組成。經(jīng)化學(xué)車間處理后的補(bǔ)給水（軟水）與主凝結(jié)水匯于除氧器的水箱，成為鍋爐的給水，再經(jīng)過(guò)給水泵升壓后送往高壓加熱器，汽輪機(jī)高壓部分抽出一定的蒸汽加熱，然后送入鍋爐，從而使工質(zhì)完成一個(gè)熱力循環(huán)。 燃燒生成的高溫?zé)煔?，在引風(fēng)機(jī)的作用下依次流過(guò)爐膛，水冷壁管，過(guò)熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器，同時(shí)逐步將煙氣的熱能傳給工質(zhì)以及空氣，自身變成低溫?zé)煔?，?jīng)除塵器凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)煙囪排入大氣。由于機(jī)組的振動(dòng)往往受多方面的影響，只要跟機(jī)本體有關(guān)的任何一個(gè)設(shè)備或介質(zhì)都會(huì)是機(jī)組振動(dòng)的原因，比如進(jìn)汽參數(shù)、疏水、油溫、油質(zhì)、等等。汽輪機(jī)是現(xiàn)代火力發(fā)電廠中應(yīng)用最廣的原動(dòng)機(jī)，它是高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分不可能絕對(duì)平衡，故在工作時(shí)會(huì)引起機(jī)組的振動(dòng)。汽輪機(jī)組異常振動(dòng)是汽輪機(jī)常見故障中較為復(fù)雜的一種故障。強(qiáng)烈振動(dòng)又會(huì)導(dǎo)致機(jī)組其他零部件松動(dòng)甚至損壞，加劇動(dòng)靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加劇設(shè)備損壞程度。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）（說(shuō) 明 書）題 目：火電廠汽輪機(jī)振動(dòng)故障研究 姓 名： 孫 海 艷 編 號(hào)： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2011年4月18日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書姓名 孫海燕 專業(yè) 08級(jí)電廠1班 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）開始日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）題目： A異常振動(dòng)是汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中缺陷，隱患的綜合反映，是發(fā)生故障的信號(hào)。由于機(jī)組的振動(dòng)往往受多方面的影響，只要跟機(jī)本體有關(guān)的任何一個(gè)設(shè)備或介質(zhì)都會(huì)是機(jī)組振動(dòng)的原因，比如進(jìn)汽參數(shù)、疏水、油溫、油質(zhì)、等等。由于噴嘴以及葉片的存在，即使在工況不變的條件下，對(duì)于通流部分來(lái)講，也不是穩(wěn)定流動(dòng)，而總是有一定的周期性擾動(dòng)，亦即在轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)中。因此，針對(duì)汽輪機(jī)異常震動(dòng)原因的分析就顯得尤為重要，只有查明原因才能對(duì)癥維修。煤燃燒后生成的灰渣，其中大的灰子會(huì)因自重從氣流中分離出來(lái)，沉降到爐膛底部的冷灰斗中形成固態(tài)渣，最后由排渣裝置排入灰渣溝，再由灰渣泵送到灰渣場(chǎng)。 循環(huán)水泵將冷卻水（又稱循環(huán)水）送往凝結(jié)器，吸收乏氣熱量后，在缺水的地區(qū)或離河道較遠(yuǎn)的電廠，則需要高性能冷卻水塔或噴水池等循環(huán)水冷設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)?；?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的主要作用是減少進(jìn)入凝汽器的蒸汽量，以減少熱量損失，提高熱效率，利用汽輪機(jī)的各級(jí)抽汽，在逐級(jí)加熱器中給水加熱，該系統(tǒng)的主要設(shè)備有回?zé)峒訜崞?、除氧器等?；責(zé)峒訜嵯到y(tǒng)的主要作用是減少進(jìn)入凝汽器的蒸汽量，以減少熱量損失，提高熱效率，利用汽輪機(jī)的各級(jí)抽汽，在逐級(jí)加熱器中給水加熱，該系統(tǒng)的主要設(shè)備有回?zé)峒訜崞?、除氧器等。機(jī)組轉(zhuǎn)子受周期性的不平衡力產(chǎn)生受迫振動(dòng)，產(chǎn)生不平衡力的原因很多,按力的性質(zhì)可分為：ωmeω2mgu 不平衡離心力——轉(zhuǎn)子的質(zhì)量中心與回轉(zhuǎn)中心不重合產(chǎn)生的不平衡離心力或力矩，周期性變化；u 發(fā)電機(jī)不平衡的電磁力—轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與靜子磁場(chǎng)間不平衡作用力；u 軸承油膜不平衡的作用力u 蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子作用的不平衡周向力 圖 22 轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖受迫振動(dòng)的特點(diǎn)是：振幅大小與激振力成正比；振動(dòng)頻率等于激振力的頻率；振動(dòng)相位于激振力的相位有關(guān)；作用在轉(zhuǎn)子上的不平衡力或力矩，不可能完全消除，只能設(shè)法減小。雖然軸承座的振動(dòng)與轉(zhuǎn)子的振動(dòng)成比例，但受軸承座剛度的影響，不能真實(shí)地反映轉(zhuǎn)子的振動(dòng)狀況。其端面張口是在端面垂直于中心線的前提下，考慮運(yùn)行中軸承座標(biāo)高的變化。振幅也隨勵(lì)磁電流的增大而增大，且振幅的變化滯后于勵(lì)磁電流的變化（熱量傳遞），振動(dòng)頻率為工頻；（4）發(fā)電機(jī)靜子剛度不足：周期性變化的電磁力，激起靜子振動(dòng)，改變周向間隙，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生耦合振動(dòng)，振動(dòng)的頻率是工頻的兩倍，但靜子的振幅較大。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來(lái)流沖擊就會(huì)發(fā)生汽流激振；對(duì)于大型機(jī)組，由于末級(jí)較長(zhǎng)，氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。 與質(zhì)心偏離不同之處在于軸彎曲會(huì)使兩端產(chǎn)生錐形運(yùn)動(dòng)，因而在軸向還會(huì)產(chǎn)生較大的工頻振動(dòng)。三是降速過(guò)臨界時(shí)的振動(dòng)一般較正常升速時(shí)大，停機(jī)后轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，測(cè)量大軸的晃度比原始值明顯增加。、設(shè)計(jì)制造方面　　汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個(gè)離心力，這個(gè)離心力會(huì)對(duì)軸承產(chǎn)生一個(gè)激振力而使之引起機(jī)組振動(dòng)，如果這個(gè)離心力過(guò)大，則機(jī)組的振動(dòng)就會(huì)異常。因?yàn)橹圃鞆S家提供的數(shù)據(jù)是根據(jù)機(jī)組冷態(tài)時(shí)的情況再綜合一般機(jī)組受熱后膨脹的情況得出的，由于各臺(tái)機(jī)組的實(shí)際情況不盡相同，因此受熱后的膨脹也不完全一樣，所以必須結(jié)合各廠的實(shí)際情況對(duì)機(jī)組軸承標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。若發(fā)生碰磨，則會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定普通強(qiáng)迫振動(dòng)。但是，它們之間的間隙又不能過(guò)小，否則將引起動(dòng)靜碰磨，會(huì)使機(jī)組的振動(dòng)超標(biāo)。當(dāng)機(jī)組的膨脹不充分時(shí)，極易引起機(jī)組的動(dòng)靜碰磨而產(chǎn)生振動(dòng)。質(zhì)量不平衡的一般特征：最關(guān)鍵的特征是：穩(wěn)定的工頻振動(dòng)在整個(gè)信號(hào)中占主要成分。2600rpm平衡塊飛前，3號(hào)軸振為 179mm∠14176。存在熱彎曲的轉(zhuǎn)子降速過(guò)程的振幅，尤其是過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的振幅，要比轉(zhuǎn)子溫度低啟機(jī)升速時(shí)的振幅大。如：汽缸進(jìn)水、進(jìn)冷空氣、動(dòng)靜碰摩等。需要進(jìn)行多次開機(jī)，平衡加重或支撐加固，為此延誤數(shù)周已是常事。系統(tǒng)振動(dòng)的頻率與交變作用力的頻率相等。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。剛度不足多發(fā)生在低壓轉(zhuǎn)子。共振表現(xiàn)：在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的某一點(diǎn)或幾點(diǎn)瓦振絕對(duì)值增大，軸振與瓦振之比減?。粍偠鹊偷谋憩F(xiàn)：振動(dòng)在整個(gè)可變化的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)偏大。聯(lián)軸器有三種不對(duì)中：平行不對(duì)中、角度不對(duì)中、綜合不對(duì)中。原始的誘發(fā)點(diǎn)通常出現(xiàn)在應(yīng)力高且材料有缺陷的地方，如軸上應(yīng)力集中點(diǎn)、加工時(shí)留下的刀痕、劃傷處、材質(zhì)存在微小缺陷的部位等。選用優(yōu)質(zhì)大鍛件材料，為了降低鍛件中的氫和氧含量，應(yīng)進(jìn)行真空去氣處理；另外，為了降低材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度和提高斷裂韌性，應(yīng)對(duì)鍛件進(jìn)行水淬火熱處理。采取的措施：子兩個(gè)主軸方向剛度差別越大，1/2臨界轉(zhuǎn)速的響應(yīng)峰值和兩倍頻激振力也越高。找中心調(diào)整，歷時(shí)40天；找平衡配重8次，歷時(shí)15天；，正常。解體檢查：盤車齒輪風(fēng)罩脫落，盤車供油管被打斷，OPC探頭和脹差測(cè)量探頭損壞。但在12月份投入采暖抽氣后，機(jī)組偏心越限、振動(dòng)大的發(fā)生頻率和振動(dòng)幅度均再度加劇，直到2004年2月3日2機(jī)軸振動(dòng)出現(xiàn)歷史最大值，持續(xù)運(yùn)行近6分鐘后，機(jī)組振動(dòng)全面回落至今一直處于歷史最好水平運(yùn)行，并且經(jīng)歷了多次機(jī)組調(diào)峰及甩熱負(fù)荷的考驗(yàn)。372，2瓦軸振相位有明顯增加，最大變化量到500；因測(cè)試沒(méi)有安裝鍵相傳感器，只好利用3X和4X作為基準(zhǔn)比較得到的相位變化結(jié)果如下：表54 兩次振動(dòng)增加時(shí)相位的變化（時(shí)間間隔30分鐘），各次振動(dòng)增大的過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，第一階段，1X、2X振幅緩慢增加，1Y、2Y振幅以及各測(cè)點(diǎn)間隙電壓基本保持不變，持續(xù)約一小時(shí)左右后，進(jìn)入第二階段，偏心讀數(shù)大于50微米，各測(cè)點(diǎn)振幅明顯增大，同時(shí)，2瓦、1瓦軸頸向上偏南（右）移動(dòng)，這時(shí)開始調(diào)整負(fù)荷，持續(xù)數(shù)近1小時(shí)，振幅達(dá)到最高值后，開始緩慢下降，振幅下降恢復(fù)需要的時(shí)間約2小時(shí)，大于增大的時(shí)間；，2瓦軸頸相對(duì)軸承向上偏南移動(dòng)約22~45微米，1軸頸有類似的移動(dòng)，移動(dòng)量較小，偏心測(cè)點(diǎn)移動(dòng)量最大；表55 兩次振動(dòng)增加時(shí)軸頸位置的變化量測(cè)點(diǎn)向上位移1X1Y2X2Y偏心0f.2瓦振動(dòng)增大時(shí)，3瓦振動(dòng)增加量很小，5瓦振幅、相位均基本不變。2機(jī)改變調(diào)門順序后一周內(nèi)振動(dòng)趨于穩(wěn)定，對(duì)這種情況如何解釋？汽輪機(jī)的進(jìn)汽口一般分布為幾個(gè)連續(xù)的圓周弧段，高壓蒸汽通過(guò)不同弧段的進(jìn)汽會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生徑向作用力，這個(gè)力可以改變轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸承和缸體的徑向位置，因此可能產(chǎn)生的不利后果有三：第一，如果造成轉(zhuǎn)子過(guò)大的位移，形成通流部分或汽封的徑向偏心，當(dāng)構(gòu)成適當(dāng)?shù)拈g隙參數(shù)時(shí)，則會(huì)發(fā)生汽流激振；第二，如果造成轉(zhuǎn)子過(guò)大的上移，軸頸在軸承中的偏心減小，軸瓦負(fù)載減輕，軸承穩(wěn)定性降低，則會(huì)發(fā)生油膜失穩(wěn)；第三，如果轉(zhuǎn)子偏心過(guò)大，會(huì)造成通流部分徑向間隙或軸端汽封間隙，甚至油檔間隙消失，引發(fā)動(dòng)靜部件碰磨。中心孔進(jìn)油同樣可以造成帶負(fù)荷階段轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲，進(jìn)而出現(xiàn)一倍頻振幅緩慢增加的現(xiàn)象。每次振動(dòng)大停機(jī)，均可以發(fā)現(xiàn)2瓦處大軸晃度過(guò)大，這表明大軸振動(dòng)與大軸彎曲密切相關(guān)，振