曹钟中汽轮机机组振动诊断课件.ppt

机组常见振动故障类型特征及处理方法 一.机组常见振动故障类型 不平衡(质量、转子弯曲，旋转部件脱落) 动静摩擦 不对中 轴瓦故障(油膜失稳、瓦体接触、轴承损坏等) 结构缺陷(结构共振、临界转速、滑销系统、转子或轴承座刚度不对称、基础变形、管道力、阀门等) 结构松动(联轴器、轴承座、套装部件) 密封激振(汽流) 其它(运行问题、拍振、倍频共振、传感器故障等) 中心孔进油 电磁激振 转子裂纹 以上基本上是按经验出现的概率大小分类的，前面的常见。 二、振动特征及处理方法 1.油膜振荡 (1) 频率特征显著，比较容易诊断，f=0.4-0.5?0 (=?k1)； (2) 振动对油温、转速敏感，对轴承载荷、安装间隙要求较严格 (3) 抑制或消除油膜振荡的途径： 运行：工况调整 检修：载荷、间隙调整 结构：开槽、换型等 二、振动特征及处理方法 2.碰摩 (1) 起因：缸温差大、膨胀不畅；各种安装缺陷；构件失效等。 (2) 形式：转子与软体摩擦(发展时间较长)；转子与金属体(连续或间歇式)；轴颈与轴瓦摩擦(异物，附着)；其它。 (3) 特征： 对机组升、降速振动影响有随机性，振动重复性不好，降速过临界转速区拓宽，幅值放大； 转速稳定时，相位可能变化不大、也可能逆转向变化、甚至周期性旋转360°； 故障频率除1X外，有时还会伴随0.5X和2X等频率成分； 振动最大的部位不一定是直接摩擦部位，与轴承和转子结构有关。 二、振动特征及处理方法 3.不对中振动 (1) 类型：轴瓦中心标高偏差；联轴器不对中；转子与静子不同心； (2) 刚性联轴器：大机组大转子多用，振动对不对中不十分敏感，振动频谱以1X为主。 (3) 半挠性联轴器(波型联轴器、齿型联轴器)：小机组多用，大小转子连接多用，补偿性好。但不对中故障反而较多。尤其齿型联轴器不对中故障较复杂，特征主要有： 径向振动主频率一般为2X； 转子轴向位移较大，从动转子的轴向振动的频率与转子的回转频率相同； 不对中对转子的激励力幅随转速变化的敏感因子为4Ω2，是不平衡激励力的4倍； 齿式联轴器处于工作状态时，无论是哪一种不对中形式，系统的响应在转速达到临界转速的一半时发生共振，振幅具有最大值； 齿式联轴器的严重“不对中”，可引起振动随负荷急剧爬升、轴承油膜失稳及轴瓦损伤； 齿式联轴器如带齿轮箱耦合轴系，振动频率存在交叉调制现象，应仔细区分。 二、振动特征及处理方法 4. 结构松动 (1) 运行中对轮松动：引起轴系突发性大振，衰减时间较长；加大冷紧伸长量。 (2) 轴承座台板松动：升速过程某些转速附近振动可能有跃变；带负荷过程振动可能有突变；轴承座外特性显示明显的振动剪刀差；加重对故障轴承振动灵敏度高；振动相位变化有趋近性。消除振动要保证台板接触密实、螺栓紧固。 (3) 套装旋转部件松动：升速振动可能有突变；定速振动变化呈弱周期性。消除振动途径：4台ZLG-550-30型高速励磁机上，有的通过动平衡、有的通过收紧换向器拼帽，有的更换转子。 二、振动特征及处理方法 5.旋转部件脱落 (1) 对轮挡风板飞脱、叶片断裂等，均可能引起振动突变。 (2) 叶片断裂还可能引起运行中振动不稳定、机组启停困难、惰走时间缩短等问题。 (3) 割断对称叶片、现场动平衡只是临时措施。 二、振动特征及处理方法 6.动平衡 (1) 动平衡的特殊功效 解决质量纯不平衡问题 轴系振型的补偿 解决振动因摩擦、膨胀等的热态爬升问题 转子永久(临时)弯曲的补偿 结构松动的辅助诊断 解决共振问题(结构、高次谐波、分数谐波、轴向共振等) 二、振动特征及处理方法 6.动平衡 (2) 加重最少启动次数的实现 平面选择：DARLOW准则、最小条件数准则； 转子振型及振动传递性分析：注意外伸端引起的振型畸变及加重效果； 影响系数的提炼：通解算法； 平衡方法与策略：单转子平衡是基础；尽量多跨同时加重，影响系数通解算法是后援；注意去掉相关平面；注意对平面有一定相关性时的单跨转子结合模态平衡法（如谐分量法、谐分量影响系数法等）进行，对多跨转子根据影响系数矩阵条件数计算进行平面优化组合。 二、振动特征及处理方法 6.动平衡 (3)“一次加准法”及动平衡技术发展趋势 1）国内代表性研究成果： 不平衡量模态识别法 全息谱平衡法 传递函数法 等效动刚度法 2）国内外发展方向 现场在线动平衡技术(精度和效率提高) 转子无试重起车平衡 转子自动平衡(直接平衡装置、电磁力平衡装置、移动质量平衡头) 三、案例分析 案例1：动平衡补偿轴系的挠曲振动 厦门嵩屿电厂2号机组2001年6月大修前低压转子及发励转子振动良好(轴振70-90um，垂直瓦振最大34um)，转子大修中没有进行与质量不平衡有关的检修，进行了中心调整。大修后低压转子4号瓦轴振及瓦振增大(轴振150