【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 少發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以下；當(dāng)彎曲作用大于不平衡量時(shí)，振幅的減少就發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以上。針對(duì)轉(zhuǎn)子熱變形的故障處理就是更換新的轉(zhuǎn)子以減低機(jī)組異常振動(dòng)。沒有了振動(dòng)力的產(chǎn)生機(jī)組也就不會(huì)出現(xiàn)異常振動(dòng)。 、原因與排除 摩擦振動(dòng)的特征：一是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲將產(chǎn)生新的不平衡力，因此振動(dòng)信號(hào)的主頻仍為工頻，但是由于受到?jīng)_擊和一些非線性因數(shù)的影響，可能會(huì)出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量，有時(shí)波形存在“削頂”現(xiàn)象。二是發(fā)生摩擦?xí)r，振動(dòng)的幅值和相位都具有波動(dòng)特性，波動(dòng)持續(xù)時(shí)間可能比較長(zhǎng)。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。三是降速過臨界時(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。摩擦振動(dòng)的機(jī)理：對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子來講，摩擦可以產(chǎn)生抖動(dòng)、渦動(dòng)等現(xiàn)象，但實(shí)際有影響的主要是轉(zhuǎn)子熱彎曲。動(dòng)靜摩擦?xí)r圓周上各點(diǎn)的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側(cè)溫度高于輕摩擦側(cè)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡力作用到轉(zhuǎn)子上引起振動(dòng)。 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。因此，機(jī)組的振動(dòng)不可避免，只要振幅不超過允許值，不影響安全運(yùn)行。但軸承支撐剛度不足，可能使振幅放大，原來合格的振動(dòng)變?yōu)椴缓细?。第三?汽機(jī)振動(dòng)的影響因素輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的大小直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運(yùn)行，而對(duì)于發(fā)電廠來說安全就是最大的經(jīng)濟(jì)效益。引起機(jī)組振動(dòng)過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。、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)離心力過大，則機(jī)組的振動(dòng)就會(huì)異常。所以，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在裝配時(shí)每裝配一級(jí)葉片都應(yīng)該對(duì)該級(jí)葉片進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，整個(gè)轉(zhuǎn)子裝配完成后在出廠之前還應(yīng)該對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行低速和高速動(dòng)平衡，以確保轉(zhuǎn)子的不平衡量在一個(gè)合格的范圍內(nèi)。在廠家制造過程中，產(chǎn)生汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量較大的原因主要是機(jī)械加工精度不夠和裝配工藝質(zhì)量較差，所以必須提高機(jī)械加工精度，同時(shí)保證裝配質(zhì)量，從而才能保證轉(zhuǎn)子的原始不平衡量較小。另外，如果機(jī)組的設(shè)計(jì)不當(dāng)也會(huì)引起機(jī)組的振動(dòng)。例如，在設(shè)計(jì)階段機(jī)組支持軸承的選用也是非常重要的，如果軸承選取不當(dāng)，也會(huì)因?yàn)檩S承的穩(wěn)定性較差，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子哪怕是極小的不平衡量也會(huì)引起機(jī)組較大的振動(dòng)；軸承的油膜形成不好也極易誘發(fā)油膜振蕩而產(chǎn)生振動(dòng)。、安裝和檢修方面不管是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其兩端都是由軸承支撐的，如果兩端的軸承標(biāo)高不在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，那么轉(zhuǎn)子兩端軸承的負(fù)荷分配就不合理。負(fù)荷較輕的一邊，軸瓦內(nèi)的油膜將會(huì)形成不好或者根本不能建立油膜，這樣就會(huì)誘發(fā)機(jī)組的自激振動(dòng)、油膜振動(dòng)和汽流激振等；而負(fù)荷較重的一邊，由于吃力太大，會(huì)引起軸瓦溫度升高，當(dāng)軸瓦烏金溫度達(dá)到一定值時(shí)，很容易產(chǎn)生軸瓦烏金過熱現(xiàn)象，從而造成機(jī)組的振動(dòng)。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。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?！　≥S承自身特性對(duì)機(jī)組振動(dòng)的也會(huì)產(chǎn)生影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個(gè)方面。軸瓦緊力和頂隙主要影響軸承的穩(wěn)定性，如果軸承的穩(wěn)定性太差，在外界因素的影響下容易使機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)。軸承的連接情況主要對(duì)軸承剛度產(chǎn)生影響，若軸承剛度不夠，在同樣大小的激振力下引起的振動(dòng)較大，所以必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于連接螺栓未擰緊而引起振動(dòng)的現(xiàn)象。嚴(yán)格來講，機(jī)組中心應(yīng)包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標(biāo)高、軸系連接的同心度和平直度。關(guān)于軸承標(biāo)高對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響，前面已經(jīng)講到。現(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大，則可能會(huì)引起汽流激振、電磁激振和動(dòng)靜碰磨。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)。當(dāng)聯(lián)軸器法蘭外圓與軸頸不同心、聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節(jié)園不同心、端面瓢偏、連接螺栓緊力明顯不對(duì)稱時(shí)，不論圓周和端面中心數(shù)據(jù)調(diào)整的如何正確，當(dāng)把連接螺栓擰緊后，都會(huì)使軸系不同心和不平直。當(dāng)轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，軸系同心度和平直度會(huì)直接產(chǎn)生振動(dòng)的激振力，引起機(jī)組的振動(dòng)。不論是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)，當(dāng)機(jī)組帶負(fù)荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹，但是不能讓其自由膨脹，滑銷系統(tǒng)就是用于引導(dǎo)機(jī)組膨脹的。當(dāng)由于某種原因使滑銷系統(tǒng)卡澀時(shí)，機(jī)組的膨脹就會(huì)受到限制，當(dāng)機(jī)組的膨脹受到限制時(shí)就會(huì)引起機(jī)組較大的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)以至于不能開機(jī)或者引起動(dòng)靜碰磨，從而造成更大的破壞。由于膨脹受到限制而無法開機(jī)的現(xiàn)象在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)，因此在檢修和安裝期間應(yīng)該對(duì)此引起高度重視。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸和汽、軸封之間以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時(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大時(shí)同樣會(huì)影響發(fā)電機(jī)的效率。但是，它們之間的間隙又不能過小，否則將引起動(dòng)靜碰磨，會(huì)使機(jī)組的振動(dòng)超標(biāo)。因此合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙是非常重要的。機(jī)組在大修期間，一般都要對(duì)汽輪機(jī)葉片上的結(jié)垢進(jìn)行清理，在進(jìn)行除垢時(shí)應(yīng)該保證除垢方法的正確性，同時(shí)要注意對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子都要進(jìn)行除垢，否則可能會(huì)在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生新的質(zhì)量不平衡，這種現(xiàn)象曾經(jīng)在有的電廠發(fā)生過?，F(xiàn)代汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸大都留有中心孔，在中心孔兩端用堵頭封堵，在檢修期間如果不慎讓異物（包括油、水等）進(jìn)入中心孔，在轉(zhuǎn)子裝復(fù)回原后開機(jī)，機(jī)組肯定會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)異常的現(xiàn)象。 活動(dòng)部件檢修期間如果有活動(dòng)部件進(jìn)入汽輪機(jī)，大修后開機(jī)活動(dòng)部件可能在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機(jī)葉片，從而造成嚴(yán)重的事故，并引發(fā)機(jī)組振動(dòng)；如果發(fā)電機(jī)內(nèi)存在活動(dòng)部件，一方面可能一起發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路，另一方面可能引起機(jī)組振動(dòng)的不穩(wěn)定，這將會(huì)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的診斷帶來困難。、運(yùn)行方面 機(jī)組膨脹前面已經(jīng)講到，機(jī)組的滑銷系統(tǒng)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響情況，而機(jī)組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時(shí)，如果運(yùn)行人員操作不當(dāng)，機(jī)組也會(huì)出現(xiàn)膨脹不暢的問題。最明顯的例子是在開機(jī)過程中，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)引起過大的膨脹差，從而影響機(jī)組的開機(jī)過程。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)。 潤(rùn)滑油溫軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機(jī)組誘發(fā)振動(dòng)的可能性有多大，當(dāng)穩(wěn)定性太差時(shí)，外界因素的變化很容易引起機(jī)組振動(dòng)的產(chǎn)生。而潤(rùn)滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜如何又是影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的一個(gè)重要影響因素，油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外，還有一個(gè)重要因素就是潤(rùn)滑油油溫，潤(rùn)滑油油溫應(yīng)該在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，過高過低都對(duì)油膜的形成不利。 每一軸封的進(jìn)汽溫度都不一樣，在運(yùn)行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封進(jìn)汽溫度會(huì)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。軸封進(jìn)汽溫度對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響主要表現(xiàn)為進(jìn)汽溫度對(duì)軸承座標(biāo)高的影響和溫度對(duì)端部汽封處動(dòng)靜間隙的影響，這兩方面對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響機(jī)理在前面已經(jīng)述及。第四章 常見的振動(dòng)故障的診斷 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡：汽輪發(fā)電機(jī)組最常見的振動(dòng)故障，它約占了故障總數(shù)的80％。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。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。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。工頻振幅為主的狀況應(yīng)該是穩(wěn)定的，這包括：各次啟機(jī)；升降速過程；不同的工況，如負(fù)荷、真空、油溫、氫壓、勵(lì)磁電流等。工頻振動(dòng)的相位同時(shí)也是穩(wěn)定的。第二個(gè)主要依據(jù)是這種狀況的重復(fù)性。汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡產(chǎn)生的原因有三個(gè)：原始不平衡；轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的部件飛脫、松動(dòng)。轉(zhuǎn)子的熱彎曲。其中原始不平衡是主要原因。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。2600rpm平衡塊飛前，3號(hào)軸振為 179mm∠14176。，瓦振為 41mm∠69176。，飛后3號(hào)軸振為 220mm∠60176。，瓦振為 47 mm∠118176。，平衡塊飛脫使得軸振和瓦振相位變化約60176。，軸振振幅增加40mm，瓦振振幅增加 6mm。 轉(zhuǎn)子的彎曲轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的質(zhì)量不平衡的主要特征是工頻振動(dòng)隨時(shí)間的變化。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。存在熱彎曲的轉(zhuǎn)子降速過程的振幅，尤其是過臨界轉(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。兩種情況下的波特圖可以用來判斷是否存在熱彎曲。為此有時(shí)需要安排專門的試驗(yàn)，機(jī)組不采用滑參數(shù)停機(jī)的方式，較快地減負(fù)荷，以觀察轉(zhuǎn)子溫度高的情況下降速過程的幅頻特性，和冷態(tài)啟機(jī)時(shí)進(jìn)行比對(duì)。一旦轉(zhuǎn)子溫度降低，轉(zhuǎn)子的彎曲會(huì)很快恢復(fù)。因此，測(cè)試必須在轉(zhuǎn)子彎曲沒有完全恢復(fù)前進(jìn)行。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。這種熱彎曲狀態(tài)是固有的。有時(shí)運(yùn)行原因也會(huì)導(dǎo)致熱彎曲。如：汽缸進(jìn)水、進(jìn)冷空氣、動(dòng)靜碰摩等。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。 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。隨著現(xiàn)代機(jī)組動(dòng)靜間隙變小，碰摩的可能性隨之增加。碰摩使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生非常復(fù)雜的振動(dòng)，是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的一個(gè)重要原因，輕者使得機(jī)組出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，嚴(yán)重的可以造成轉(zhuǎn)軸永久性彎曲，甚至整個(gè)軸系毀壞。對(duì)碰摩的故障特征，進(jìn)行了許多研究，但是，這些研究結(jié)果和實(shí)際情況還有距離，因?yàn)橄嗤奶卣鲗?duì)應(yīng)著許多其它的故障。碰摩的診斷是目前具有一定難度的主要振動(dòng)故障。每年全國都會(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)，但在處理過程中卻往往要走彎路。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。最終開缸檢查，方發(fā)現(xiàn)汽封或通流部分已嚴(yán)重摩擦。碰摩原因：轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大。 油膜失穩(wěn)和汽流激振這是一種自激振動(dòng)。自激振動(dòng)的發(fā)生以橫向振動(dòng)形式出現(xiàn)，以轉(zhuǎn)子的低階臨界轉(zhuǎn)速為振動(dòng)頻率，它的出現(xiàn)與轉(zhuǎn)速或負(fù)荷密切相關(guān)。維持這種振動(dòng)的能量來自于系統(tǒng)自身內(nèi)部的某種機(jī)制。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)。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。系統(tǒng)振動(dòng)的頻率與交變作用力的頻率相等。膜失穩(wěn)和汽流激振 結(jié)構(gòu)共振如果結(jié)構(gòu)系統(tǒng)存在和激振力一致的固有頻率，發(fā)生共振現(xiàn)象，這就是結(jié)構(gòu)共振。汽輪發(fā)電機(jī)組的共振結(jié)構(gòu)通常有三種形式：l 轉(zhuǎn)子—支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；l 轉(zhuǎn)子—支撐—缸體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；l 轉(zhuǎn)子—支撐—臺(tái)板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。上述三種結(jié)構(gòu)形式中，如果支撐、缸體或臺(tái)板存在與轉(zhuǎn)子激振力一致的自振頻率，在一定條件下會(huì)發(fā)生共振。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。共振頻率與轉(zhuǎn)速同頻。結(jié)構(gòu)共振的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)共振是小激振力的輸入產(chǎn)