主機(jī)振動(dòng)測試與分析

1、主機(jī)振動(dòng)測試與動(dòng)態(tài)分析 振動(dòng)及其分類 n振動(dòng)振動(dòng)指物體在一定位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。指物體在一定位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 普遍存在于宇宙及人類生產(chǎn)、生活中。是電廠重要安全經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。 電廠中振動(dòng)過大的危害電廠中振動(dòng)過大的危害 （1） 減少設(shè)備的使用壽命，造成設(shè)備損壞，甚至釀成災(zāi)難性事故； （2）動(dòng)靜部件碰摩，使轉(zhuǎn)軸彎曲，部件及基礎(chǔ)損壞； （3）降低機(jī)組的機(jī)械性能和熱力性能； （4）振動(dòng)及其產(chǎn)生的噪聲，影響運(yùn)行人員身體健康和工作效率。 n機(jī)組按產(chǎn)生振動(dòng)原因主要分為強(qiáng)迫振動(dòng)與自激振動(dòng)機(jī)組按產(chǎn)生振動(dòng)原因主要分為強(qiáng)迫振動(dòng)與自激振動(dòng) n1、強(qiáng)迫振動(dòng)主要原因 n轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子部件脫落、雜質(zhì)堆積、轉(zhuǎn)子彎曲等

2、n中心不正聯(lián)軸器同心度、晃度、聯(lián)軸器螺栓緊力不足等 n支承剛度不足或結(jié)構(gòu)共振 n轉(zhuǎn)子膨脹受阻滑銷系統(tǒng)卡澀 n動(dòng)靜碰磨 n磁力中心偏差大安裝時(shí)磁力中心偏裝值錯(cuò)誤，造成運(yùn)行中轉(zhuǎn)子軸向 振動(dòng)，特別是帶勵(lì)磁后 n2、自激振動(dòng) n油膜渦動(dòng)、油膜振蕩軸系揚(yáng)度調(diào)整不當(dāng)，各軸瓦負(fù)荷分配不均，油 膜不穩(wěn) n蒸汽激振通流間隙調(diào)整不當(dāng)，沿徑向或軸向不均；長期運(yùn)行隔板變 形，通流間隙不均；汽輪機(jī)進(jìn)汽時(shí)，調(diào)門開啟順序不合理； 單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振型 650MW 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 n1= 604 r/min n2= 1840 r/min n3= 4651 r/min 多自由度轉(zhuǎn)子有多個(gè)臨界轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的振型 多轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速

3、和振型 200MW 汽輪發(fā)電機(jī)組軸系汽輪發(fā)電機(jī)組軸系 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子型 n1 =1002 r/min 中壓轉(zhuǎn)子型 n2 = 1470 r/min 高壓轉(zhuǎn)子型 n3 = 1936 r/min 低壓轉(zhuǎn)子型 n4 = 2014 r/min 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子型 n5 = 2678 r/min 高壓轉(zhuǎn)子 中壓轉(zhuǎn)子 低壓轉(zhuǎn)子 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 軸系各階振型中，一般有一個(gè)轉(zhuǎn)子起主導(dǎo)作用。 多轉(zhuǎn)子軸系的固有頻率和振型 各種振動(dòng)的頻譜圖各種振動(dòng)的頻譜圖 名稱 波 形 頻 譜 名稱 波 形 頻 譜 振動(dòng)試驗(yàn)振動(dòng)試驗(yàn) n 大型發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障的誘因是多方面的，其中許多與機(jī)組運(yùn)行 工況有關(guān)，在對實(shí)際機(jī)組進(jìn)行振動(dòng)分析和診斷時(shí)，還需借助

4、于一些運(yùn) 行工況調(diào)整試驗(yàn)，來突出主要故障征兆，排除可疑因素，并從量化方 面掌握這些運(yùn)行參數(shù)對機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)的影響，進(jìn)而有助于對振動(dòng)原因 作出明確診斷。 n一試驗(yàn)?zāi)康模阂辉囼?yàn)?zāi)康模?觀察機(jī)組在某些特定運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，振動(dòng)是如何變化的， 從中找出聯(lián)系，以便確定振動(dòng)原因。 n二試驗(yàn)方法：二試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)時(shí)讓一種參數(shù)按照試驗(yàn)方案所規(guī)定的要求變化，而使其他參 數(shù)盡量保持不變，以測出機(jī)組振動(dòng)變化的情況。 n三試驗(yàn)項(xiàng)目：三試驗(yàn)項(xiàng)目： 現(xiàn)場常用的有以下幾種：轉(zhuǎn)速及超速試驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)、勵(lì)磁電流 試驗(yàn)、變真空試驗(yàn)、變油溫試驗(yàn)、變調(diào)門開啟順序試驗(yàn)以及支承系統(tǒng) 的外部振動(dòng)特性試驗(yàn)等。 1轉(zhuǎn)速（含超速）試驗(yàn)轉(zhuǎn)速（含

5、超速）試驗(yàn) 轉(zhuǎn)速是影響機(jī)組振動(dòng)的重要因素，不僅轉(zhuǎn)子的不平衡 離心力隨轉(zhuǎn)速升高而增大，而且轉(zhuǎn)子在軸系臨界轉(zhuǎn)速或支 承系統(tǒng)固有頻率附近運(yùn)行時(shí)，振幅大幅上升。此外，轉(zhuǎn)子 系統(tǒng)的自激振動(dòng)存在起始轉(zhuǎn)速閾值，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速高于閾值 時(shí)自激振動(dòng)才會(huì)顯現(xiàn)出來。因此，轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的目的在于判 別機(jī)組振動(dòng)是否由轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心所致，并且找出軸系各轉(zhuǎn) 子的臨界轉(zhuǎn)速分布，工作轉(zhuǎn)速與共振轉(zhuǎn)速的接近程度、自 激振動(dòng)的起始轉(zhuǎn)速閾值，檢查與軸承座相連的支承系統(tǒng) (如基礎(chǔ)、蒸汽管等)是否存在共振。 2負(fù)荷試驗(yàn)負(fù)荷試驗(yàn) 機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和各級(jí)的 溫度、壓力，以及轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器的傳遞力矩隨之 而變，轉(zhuǎn)子、汽缸、軸承座等的熱狀態(tài)相應(yīng)

6、地變 化。轉(zhuǎn)子及汽缸膨脹不暢和不均勻變形，改變了 轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)和機(jī)組的中心標(biāo)高分布；活動(dòng)式 聯(lián)軸器的力矩載荷發(fā)生變化，改變了齒輪芯軸與 齒套的嚙合狀態(tài)，改變了轉(zhuǎn)子間的對中狀態(tài)。因 此，通過負(fù)荷試驗(yàn)來判別振動(dòng)是否與機(jī)組中心、 熱膨脹、聯(lián)軸器缺陷等有關(guān)。 試驗(yàn)分析試驗(yàn)分析 n 試驗(yàn)結(jié)果可能出現(xiàn)三種情況，即機(jī)組振動(dòng)與負(fù)荷大小無關(guān)、振動(dòng)隨 負(fù)荷增大而上升、振動(dòng)增長滯后于負(fù)荷增大如圖所示。 n(1)振動(dòng)與負(fù)荷基本無關(guān)。振動(dòng)與負(fù)荷基本無關(guān)。這種情況說明機(jī)組振動(dòng)主要是由 轉(zhuǎn)子不平衡引起的。 n(2)負(fù)荷改變后，振動(dòng)立即增大負(fù)荷改變后，振動(dòng)立即增大，這種現(xiàn)象說明振動(dòng)與轉(zhuǎn)子 所傳遞的力矩大小有關(guān)，故障主要發(fā)生

7、于撓性聯(lián)軸器上。 n(3)振動(dòng)增大滯后于負(fù)荷增大，振動(dòng)增大滯后于負(fù)荷增大，這種故障大多與機(jī)組膨脹受 阻或局部受熱變形有關(guān)，因?yàn)闄C(jī)組負(fù)荷改變時(shí)，汽缸及轉(zhuǎn) 子的熱狀態(tài)改變需一定的滯后時(shí)間。 3.勵(lì)磁電流試驗(yàn)勵(lì)磁電流試驗(yàn) n 對于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，引起機(jī)組振動(dòng)的電氣方面 原因主要有兩種：一是純電氣原因，如轉(zhuǎn)子線圈 短路、轉(zhuǎn)子與靜子間的空氣間隙不均勻、轉(zhuǎn)子或 靜子呈橢圓形等引起的不平衡電磁力；二是電氣 方面引起轉(zhuǎn)子的某些部件不對稱熱變形、轉(zhuǎn)子熱 彎曲等。 勵(lì)磁電流試驗(yàn)的主要目的是識(shí)別發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 振動(dòng)是由機(jī)械原因還是電氣原因引起的，并區(qū)分 電磁不平衡振動(dòng)與熱彎曲振動(dòng)。 n (1)振動(dòng)與勵(lì)磁電流同時(shí)變化。振動(dòng)與

8、勵(lì)磁電流同時(shí)變化。這種振動(dòng) 主要是由磁場不平衡引起的。 n (2)振動(dòng)滯后于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的改變振動(dòng)滯后于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的改變。 即當(dāng)勵(lì)磁電流改變后，振動(dòng)隨運(yùn)行時(shí)間增 長而逐漸增大，到一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定， 這種現(xiàn)象表明振動(dòng)與轉(zhuǎn)子的熱狀態(tài)有關(guān)， 轉(zhuǎn)子或線圈受熱膨脹，引起轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平 衡。 4變真空試驗(yàn)變真空試驗(yàn) 對于后軸承座與排汽部分連成整體的汽輪機(jī)， 在凝汽器內(nèi)建立真空時(shí)，大氣壓力就會(huì)將排汽部 分向下壓，形成后軸承座中心下沉；排汽溫度與 軸承溫度不同時(shí)，會(huì)影響軸承的原有標(biāo)高，也會(huì) 使軸系的中心線發(fā)生變化，從而改變了各軸承上 的載荷分配，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生異常振動(dòng)。真空試驗(yàn) 的目的就在于判別機(jī)組振動(dòng)與

9、真空及排汽溫度之 間的關(guān)系。 5軸承油膜試驗(yàn)軸承油膜試驗(yàn) 軸承間隙過大、載荷大小失衡和供油不足、油溫不當(dāng)均會(huì)使軸承 內(nèi)油膜失穩(wěn)，導(dǎo)致軸承與軸發(fā)生干摩擦，以及引起油膜渦動(dòng)或油膜振 蕩。進(jìn)行油溫試驗(yàn)時(shí)，主要通過改變潤滑油的溫度和壓力，考察其對 機(jī)組振動(dòng)和油膜穩(wěn)定性的影響。 n 試驗(yàn)中，如果測得的振動(dòng)中有較高的頻率分量，并且幅值和相位 均不穩(wěn)定，則振動(dòng)主要是由軸承供油不足或軸承間隙過小引起的；如 果振動(dòng)中含有轉(zhuǎn)速一半或一階臨界轉(zhuǎn)速的分量，并且振動(dòng)是在大于兩 倍于一階臨轉(zhuǎn)速的某一轉(zhuǎn)速時(shí)突發(fā)性地增大，則表明振動(dòng)是由油膜振 蕩引起的。軸承油膜的穩(wěn)定性主要與軸承的載荷系數(shù)等有關(guān)。因此， 由試驗(yàn)確證振動(dòng)與油膜

10、有關(guān)時(shí)，可從改變與軸承載荷系數(shù)相關(guān)的因素 著手。通常載荷增大時(shí)軸承運(yùn)行趨于穩(wěn)定，故調(diào)整軸承標(biāo)高、增大比 壓、降低黏度 (即提高油溫)、減少軸頸長度均能擴(kuò)大軸承穩(wěn)定運(yùn)行范 圍。此外，可改用性能良好的軸承 (如可傾瓦軸承等)來提高軸承運(yùn)行 穩(wěn)定性。 6. 連接剛度試驗(yàn)連接剛度試驗(yàn) 該試驗(yàn)主要檢查機(jī)組的外部部件，如 緊固螺栓、軸承座和基礎(chǔ)臺(tái)板等，是否存 在松動(dòng)或接觸不良，或由于熱變形和管道 力使機(jī)件翹起、脫離、基礎(chǔ)松動(dòng)等，由兩 個(gè)相鄰部件的差別振動(dòng)來判別部件間的連 接剛度是否正常。 在軸承座各部分的連接剛度正常時(shí)， 振動(dòng)值沿軸承座高度降低而較平滑地減少， 如果實(shí)測發(fā)現(xiàn)兩部件間存在較大的差別振 動(dòng)，表

11、明連接不良或固定螺栓松動(dòng)；左右 兩側(cè)對稱位置上差別振動(dòng)較大，說明兩邊 緊固情況不同；臺(tái)板與基礎(chǔ)的差別振動(dòng)較 大時(shí)，預(yù)示著臺(tái)板下二次灌漿不良 7變調(diào)門開啟順序試驗(yàn)變調(diào)門開啟順序試驗(yàn) n對于高壓轉(zhuǎn)子的失穩(wěn)，在確定主要原因是來自軸承、汽封，還是由于 進(jìn)汽使轉(zhuǎn)子上浮所致，進(jìn)行改變調(diào)門開啟順序的試驗(yàn)是一項(xiàng)有效的判 別方法。目前先進(jìn)的大型機(jī)組改變調(diào)門的開啟順序己無須再變動(dòng)結(jié)構(gòu)， 只需改變控制系統(tǒng)的設(shè)置即可。 振動(dòng)故障的預(yù)防對策振動(dòng)故障的預(yù)防對策 n機(jī)組振動(dòng)常常是多方面缺陷的集中表現(xiàn)。即使平衡品質(zhì)良 好的轉(zhuǎn)子，由于構(gòu)成軸系后連接條件的改變，軸承標(biāo)高的 熱態(tài)變化，新機(jī)組基礎(chǔ)不均勻下沉，老機(jī)組基礎(chǔ)老化(特 別是

12、二次灌漿，潤滑油的浸蝕造成疏松等)，汽輪機(jī)熱態(tài) 變形和膨脹不暢等原因，都破壞轉(zhuǎn)子原來的平衡狀態(tài)，使 整個(gè)軸系處于不良狀態(tài)，形成了以基頻為主兼其它倍頻成 分的振動(dòng)。此類振動(dòng)占了整個(gè)振動(dòng)機(jī)組中的很大比例。 n振動(dòng)問題涉及到設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行等多個(gè)方面。而 設(shè)計(jì)、制造方面的缺陷屬設(shè)計(jì)院和制造廠需要解決的問題。 對發(fā)電廠來說，認(rèn)真做好檢修、運(yùn)行和振動(dòng)監(jiān)控三方面的 工作，就可以大大減少振動(dòng)故障的發(fā)生。 n運(yùn)行人員必須遵守運(yùn)行規(guī)程，一切操作要按規(guī)程的規(guī)定操 作。檢修人員在大修時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行， 確保檢修質(zhì)量，消除設(shè)備隱患。 1.檢修中預(yù)防振動(dòng)的對策檢修中預(yù)防振動(dòng)的對策 n安裝和檢修對機(jī)

13、組振動(dòng)的影響非常大，現(xiàn)場很多機(jī)組的振動(dòng)過大都是由于安裝和檢修 不當(dāng)引起的，或者說機(jī)組的振動(dòng)很多時(shí)候都是可以通過安裝或檢修來解決的。眾所周 知，機(jī)器的振動(dòng)實(shí)質(zhì)上是軸系激振力與支撐部分可承受能力之間的對立統(tǒng)一。在線性 系統(tǒng)中，部件呈現(xiàn)的振幅與作用在部件上的激振力成正比，與它的動(dòng)剛度成反比，可 用下式表示： n A= n n 式中：A-振幅； n P-激振力； n Kd-部件動(dòng)剛度，它表示部件產(chǎn)生單位振幅(位移)所需的交變力。 n顯然，軸系各轉(zhuǎn)子的檢修工作就會(huì)影響轉(zhuǎn)子上的激振力，軸承座、臺(tái)板和基礎(chǔ)的檢修 工作就會(huì)對支承剛度有影響。安裝、檢修后機(jī)組振動(dòng)反而變大的原因有三個(gè)方面：一 是裝配不良引起轉(zhuǎn)子不

14、平衡，特別是發(fā)電機(jī)的不平衡。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附加部 件多，質(zhì)量重，對不平衡振動(dòng)影響大。以護(hù)環(huán)套裝為例，運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)部 分受力十分復(fù)雜，除了承受自重離心力和附加部件離心力外，還承受護(hù)環(huán)套裝偏斜和 緊力不均引起的附加應(yīng)力，使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，發(fā)生彈性彎曲，最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子的一階不平衡。這種情況在護(hù)環(huán)套裝時(shí)經(jīng)常發(fā)生。二是在多跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，軸系聯(lián) 接不佳（包括聯(lián)軸器圓周晃度和端面瓢偏超標(biāo)）引起振動(dòng)。三是框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻 下沉。下面著重介紹現(xiàn)場檢修工作對機(jī)組振動(dòng)有明顯影響的幾個(gè)方面。 d K P n1.1.軸承座的穩(wěn)固性軸承座的穩(wěn)固性 n1.2.機(jī)組中心和軸承標(biāo)高機(jī)組中心和軸承標(biāo)高

15、n1.3.軸承的影響軸承的影響 n1.4.滑銷系統(tǒng)滑銷系統(tǒng) n1.5.動(dòng)靜間隙動(dòng)靜間隙 2.運(yùn)行中預(yù)防振動(dòng)的對策運(yùn)行中預(yù)防振動(dòng)的對策 汽輪機(jī)起動(dòng)前汽輪機(jī)起動(dòng)前 n(1)測量轉(zhuǎn)子晃動(dòng)值和相位測量轉(zhuǎn)子晃動(dòng)值和相位 n(2)防止過大的缸體熱變形防止過大的缸體熱變形 n n(3)正確的連續(xù)盤車時(shí)間正確的連續(xù)盤車時(shí)間 n(4)選擇正確的軸封供汽選擇正確的軸封供汽 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，注意監(jiān)視缸溫和主汽溫度的變化機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，注意監(jiān)視缸溫和主汽溫度的變化 n在機(jī)組運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)上、下缸溫差增 大或主蒸汽溫度下降的趨勢，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。 主蒸汽溫度下降太快是過水的征兆，不但 增加熱應(yīng)力，而且也可能引起劇烈的熱變

16、 形，將導(dǎo)致動(dòng)、靜部分摩擦與轉(zhuǎn)子永久性 彎曲。 防止轉(zhuǎn)軸發(fā)生徑向碰磨防止轉(zhuǎn)軸發(fā)生徑向碰磨 n在臨界轉(zhuǎn)速前發(fā)生碰摩主要是動(dòng)靜間隙不當(dāng)，特別是軸封部位，其振動(dòng)特征 是在同一轉(zhuǎn)速下振動(dòng)幅值劇烈增加，相位也有較大變化。由于摩擦振動(dòng)具有 自激效應(yīng)，對在此期間發(fā)生的振動(dòng)劇增應(yīng)停機(jī)分析。在過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，最主 要是防止彎曲振動(dòng)過大引起的碰摩。工作轉(zhuǎn)速和帶負(fù)荷后，主要是防汽缸變 形造成動(dòng)靜碰摩，氫冷發(fā)電機(jī)密封瓦摩擦等。這時(shí)的振動(dòng)特征是幅值爬升， 這種振動(dòng)增加軸對不平衡的敏感性，一旦有外界干擾，振動(dòng)就會(huì)超標(biāo)，甚至 有時(shí)減負(fù)荷也不奏效。 n1.防止上下缸溫差過大。這是機(jī)組運(yùn)行和啟動(dòng)中最容易發(fā)生的故障，而且在 啟動(dòng)和

17、運(yùn)行中隨時(shí)都可能發(fā)生，所以凡是上下缸溫度測點(diǎn)誤差過大或損壞的 機(jī)組不容許啟動(dòng)。 n2. 沖轉(zhuǎn)時(shí)避免轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲。目前投運(yùn)的新機(jī)高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速下軸 瓦振動(dòng)一般小于50m，軸振小于120m；但有些新機(jī)和舊機(jī)，其臨界轉(zhuǎn)速下 軸瓦振動(dòng)超過100m。轉(zhuǎn)子在一階臨界轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子中部撓曲和振動(dòng)將幾倍和 十多倍于這個(gè)振幅值，因此很容易造成徑向碰磨。為此，應(yīng)減少轉(zhuǎn)子一階不 平衡量。 n3.防止汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子與水接觸。及時(shí)開啟汽缸，軸封，主蒸汽管，抽汽管 上的疏水閥，不要過早地關(guān)閉這些閥，在機(jī)組啟動(dòng)中應(yīng)防止疏水管不暢或堵 塞。 大機(jī)組的調(diào)門控制方式大機(jī)組的調(diào)門控制方式 n國產(chǎn)大機(jī)組尤其東汽廠生產(chǎn)的300 M

18、W機(jī)組，在運(yùn)行過程 中不少機(jī)組出現(xiàn)1、2軸振動(dòng)偏大的現(xiàn)象。頻譜分析發(fā) 現(xiàn)，當(dāng)振動(dòng)發(fā)生時(shí)，振動(dòng)明顯存在半頻分量。采用改變機(jī) 組調(diào)門的控制方式可以控制機(jī)組的振動(dòng)。其振動(dòng)原因可作 如下分析：由于蒸汽汽流的不均衡作用力，造成1軸承 負(fù)荷較輕而2軸承負(fù)荷較重的情況，再加上軸承的穩(wěn)定 性不是太好，于是在外界因素的影響下機(jī)組很容易發(fā)生振 動(dòng)異常。如果將調(diào)門的控制方式由順序閥控制改為單閥控 制，則可以避免3號(hào)調(diào)門開啟而4號(hào)調(diào)門未開時(shí)給轉(zhuǎn)子施加 的向上的作用力，而正是這個(gè)作用力使1軸承的負(fù)荷較 輕引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)。 3.2.振動(dòng)的技術(shù)管理振動(dòng)的技術(shù)管理 n1.相關(guān)資料的搜集相關(guān)資料的搜集 n1.1設(shè)備資料的搜集設(shè)備

19、資料的搜集 n如軸承結(jié)構(gòu)及臨界轉(zhuǎn)速，軸瓦型式及失穩(wěn)轉(zhuǎn)速，動(dòng)平衡加重位置和出廠時(shí)動(dòng) 平衡情況，軸承振動(dòng)及金屬溫度限值、汽缸支承和滑銷系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁 機(jī)的有關(guān)資料、振動(dòng)測量系統(tǒng)的技術(shù)性能等。 ， n1.2安裝和檢修資料安裝和檢修資料: n如基礎(chǔ)沉降、汽缸及軸承座水平揚(yáng)度、汽缸及軸承負(fù)荷分配、各部滑銷間隙、 軸瓦間隙及緊力、油擋間隙、軸頸橢園度及不柱度、軸的原始彎曲、推力盤 端面瓢偏、軸頸楊度，剛性或半撓牲聯(lián)軸器端面瓤偏、各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器找中心 惰況、汽封間隙及通流部分間隙等。 n1.3調(diào)試和運(yùn)行資料調(diào)試和運(yùn)行資料: n如大軸原始晃度、起動(dòng)和帶負(fù)荷時(shí)軸和軸承的振動(dòng)值、各階臨界轉(zhuǎn)速實(shí)測值 和過臨界時(shí)最

20、大振動(dòng)值、各軸承的烏金溫度及回油溫度、各軸瓦的頂軸油壓 (代表油膜壓力)、盤車電流及電流擺動(dòng)值、汽輪機(jī)各部分金屬溫度及膨脹值、 軸向位移及差脹值，汽輪機(jī)惰走曲線等。還要搜集和記錄與振動(dòng)有關(guān)的事故 情況，振動(dòng)超標(biāo)及處理惰況。 n4振動(dòng)評價(jià)準(zhǔn)則振動(dòng)評價(jià)準(zhǔn)則 n4.1振動(dòng)的評價(jià)準(zhǔn)則及限值應(yīng)按制造廠的規(guī)定來確 定。 n4.2如果制造廠未明確規(guī)定，可按國標(biāo)確定穩(wěn)定運(yùn) 行時(shí)的各振動(dòng)限制界限的最大振動(dòng)值。 n4.3振動(dòng)在報(bào)警狀態(tài)下，機(jī)組可運(yùn)行一段時(shí)期，但 應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視和采取措施。停機(jī)值的放寬應(yīng)當(dāng)慎重， 由廠總工程師核準(zhǔn)，并應(yīng)報(bào)告主管局。 n4.4機(jī)組在起動(dòng)過程和過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)限值， 可根據(jù)制造廠規(guī)定、同類

21、機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、本機(jī)組 的運(yùn)行歷史和設(shè)備狀況等綜合考慮，該振動(dòng)限值 須經(jīng)電廠總工程師批準(zhǔn)。 n5.故障診斷故障診斷 n5.1當(dāng)機(jī)組振動(dòng)不合格時(shí)，電力試驗(yàn)研究所(院)應(yīng)協(xié)同電廠 對故障原因進(jìn)行診斷。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行中振動(dòng)變化特點(diǎn)及頻 譜分析結(jié)果，可選擇一些運(yùn)行參數(shù)(如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、勵(lì)磁 電流、真空、潤滑油溫等)進(jìn)行測試，分析機(jī)組振動(dòng)與運(yùn) 行參數(shù)的關(guān)系，并根據(jù)分析的結(jié)果提出處理意見。 n5.2如果機(jī)組振動(dòng)的幅值是合格的，但變化量超過報(bào)警值 的25，不論是振動(dòng)變大或變小都要引起注意。特別是振 動(dòng)變化較大、變化教快的惰況下，要對振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜 分析及檢查機(jī)組運(yùn)行工況參數(shù)是否有變化。 n5.3在故障診斷進(jìn)行振

22、動(dòng)試驗(yàn)或處理振動(dòng)(如現(xiàn)場高速動(dòng)平 衡)時(shí)，在確保不損壞設(shè)備和嚴(yán)密監(jiān)視的情況下，經(jīng)過電 廠總工程師批準(zhǔn)，振動(dòng)的停機(jī)限值可適當(dāng)放寬。 機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因 n造成大機(jī)組振動(dòng)故障的原因很多，但故障來源和主因主要有以下四個(gè)方面： n1.設(shè)計(jì)、制造方面：設(shè)計(jì)、制造方面：設(shè)計(jì)不當(dāng)，動(dòng)態(tài)特性不良，運(yùn)行時(shí)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。結(jié)構(gòu) 不合理，有應(yīng)力集中。工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速。工作點(diǎn)接近或落入非穩(wěn)定區(qū)。 零部件加工或制造不良，精度不夠。零件材質(zhì)不良，強(qiáng)度不夠，有制造缺陷。轉(zhuǎn)子動(dòng) 平衡不符合技術(shù)要求。 n2.安裝維修方面：安裝維修方面：機(jī)器安裝不當(dāng)，零部件錯(cuò)位，預(yù)負(fù)荷大。軸系對中不良（考慮熱

23、態(tài)下 的對中補(bǔ)償量有偏差）。機(jī)器的幾何參數(shù)（如配合間隙、過盈量及相對位置）調(diào)整不 當(dāng)。管道應(yīng)力大，機(jī)器在工作狀態(tài)下改變了動(dòng)態(tài)特性和安裝精度。轉(zhuǎn)子長期放置不當(dāng)， 破壞了動(dòng)平衡精度。安裝維修過程中破壞了機(jī)器原有的配合性質(zhì)和精度。 n3.運(yùn)行操作方面：運(yùn)行操作方面：機(jī)器在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下運(yùn)行（如低負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行），改變了機(jī)組的 工作特性。潤滑或冷卻不良。局部損壞或結(jié)垢。壓力、溫度或流量等參數(shù)不當(dāng)，機(jī)組 運(yùn)行失穩(wěn)。啟動(dòng)、停機(jī)或升降速過程操作不當(dāng)，暖機(jī)不夠，熱膨脹不均勻，或在臨界 區(qū)停留時(shí)間長。 n4.機(jī)組劣化：機(jī)組劣化：長期運(yùn)行，轉(zhuǎn)子撓度增大。旋轉(zhuǎn)體局部損壞、脫落或產(chǎn)生裂紋。零部件磨 損、沖刷、點(diǎn)蝕或腐

24、蝕等。配合面受力劣化，產(chǎn)生過盈不足或松動(dòng)現(xiàn)象，破壞了配合 性質(zhì)和精度。機(jī)器基礎(chǔ)沉降不均勻，殼體變形等。 振動(dòng)故障診斷程序振動(dòng)故障診斷程序 n在實(shí)際運(yùn)行中，機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)的原因是 多樣的。振動(dòng)故障診斷的過程類似于醫(yī) 生對患者的診治?，F(xiàn)場振動(dòng)診斷大多是 逆向推理的過程。其步驟可簡要?dú)w納為： 振動(dòng)測試及數(shù)據(jù)處理；根據(jù)振動(dòng)的主頻 率確定振動(dòng)類別；確定激振力的來源及 性質(zhì)；確定產(chǎn)生振動(dòng)的具體原因；驗(yàn)證 性試驗(yàn)。 強(qiáng)迫振動(dòng)故障類 轉(zhuǎn)子不平衡故障的特征轉(zhuǎn)子不平衡故障的特征 n振幅隨轉(zhuǎn)速變化而變化，過臨界轉(zhuǎn)速有共振峰 n相位隨轉(zhuǎn)速變化而變化，過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)變化大 n振動(dòng)1X頻率為主 n波形為簡諧波，少毛刺。 n軸

25、心軌跡為圓或橢圓。 n軸向振動(dòng)不大。 轉(zhuǎn)子不平衡的類型轉(zhuǎn)子不平衡的類型 自激振動(dòng)故障類（失穩(wěn)振動(dòng)類） 造成失穩(wěn)的因素造成失穩(wěn)的因素 n滑動(dòng)軸承的油膜力 n密封中的流體力 n定、轉(zhuǎn)子間徑向間隙不均勻 n轉(zhuǎn)軸的材料內(nèi)阻和結(jié)構(gòu)內(nèi)阻 n轉(zhuǎn)子內(nèi)腔部分充液 n轉(zhuǎn)子和定子的碰摩 n轉(zhuǎn)子質(zhì)量和剛性在各徑向不對稱 失穩(wěn)的危害失穩(wěn)的危害 n突發(fā)性一般無明顯的先 兆。 n失穩(wěn)運(yùn)動(dòng)一般規(guī)模很大。 n低周渦動(dòng)，轉(zhuǎn)軸受交變 應(yīng)力。引起疲勞破壞。 油膜軸承工作原理油膜軸承工作原理 o o1 e W 發(fā)散楔 收斂楔 最小油 膜間隙 最大油 膜間隙 油膜壓 力分布 油膜渦動(dòng)的波形和軸心軌跡油膜渦動(dòng)的波形和軸心軌跡 渦動(dòng)頻率約為

26、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的一半，并隨轉(zhuǎn)速變化。 渦動(dòng)方向?yàn)檎蜻M(jìn)動(dòng)。軸心軌跡出現(xiàn)雙內(nèi)環(huán)。 渦動(dòng)的幅度并不很大。 油膜振蕩的波形和軸心軌跡油膜振蕩的波形和軸心軌跡 到達(dá)閾速時(shí)突然發(fā)生，幅度一般很大。 渦動(dòng)頻率鎖定在轉(zhuǎn)子的固有頻率，不再隨轉(zhuǎn)速變化。 渦動(dòng)方向?yàn)檎蜻M(jìn)動(dòng)。軸心軌跡為多重橢圓。 一旦發(fā)生不易消失，有慣性效應(yīng) 。 油膜振蕩的防治措施油膜振蕩的防治措施 臨時(shí)措施臨時(shí)措施 增加油溫。 更換粘度較低的油。 減小軸承的寬度，以增 加比壓。 抬高失穩(wěn)軸承的標(biāo)高，增 加軸承的負(fù)載。 減小軸承的間隙。 根本措施根本措施 改變軸瓦的結(jié)構(gòu)。 增加預(yù)負(fù)荷，開油槽，改變 供油方式等 改用穩(wěn)定性較好的軸承。 橢圓瓦多油葉瓦多油 楔瓦可傾瓦 改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，將其臨界轉(zhuǎn) 速提高到工作轉(zhuǎn)速的一半以上。 汽流激振故障機(jī)理汽流激振故障機(jī)理 （1）葉頂間隙激振力）葉頂間隙激振力 間隙不均，動(dòng)葉氣動(dòng)力不等， 形成渦動(dòng)激振力，如圖。 （2）汽封蒸汽激振力）汽封蒸汽激振力 動(dòng)葉頂部汽封中蒸汽受擠壓而對 轉(zhuǎn)子產(chǎn)生反作用力，從而對轉(zhuǎn)子產(chǎn) 生蒸汽激振力；同樣在隔板汽封及 軸端汽封中也存