初稿汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組震動(dòng)分析研究

1、1.1汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)故障診斷的意義汽輪發(fā)電機(jī)組是電力工業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部件之間的聯(lián)系緊密，在生產(chǎn)過(guò)程中形成了一個(gè)整體。如果其中任何一臺(tái)設(shè)備或一個(gè)零件發(fā)生故障，就可能引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備甚至整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都不能正常運(yùn)行。對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械來(lái)說(shuō)，微小的振動(dòng)是不可避免的，振動(dòng)幅度不超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的屬正常振動(dòng)。但機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)中振幅比原有水平增大，特別是增大到超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)的振動(dòng)，就成為異常振動(dòng)。任何一種異常振動(dòng)都潛伏著設(shè)備損壞的危險(xiǎn)，比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水路局部堵塞等）、動(dòng)靜摩擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動(dòng)，以及電磁力不平衡等等都會(huì)表現(xiàn)在振動(dòng)增大、

2、甚至強(qiáng)烈振動(dòng)。而強(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。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)。近年來(lái)國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型超臨界600MW機(jī)組正逐步成為電力行業(yè)的主體，但絕大多數(shù)機(jī)組在調(diào)試和商業(yè)運(yùn)行中出現(xiàn)了不同程度的振動(dòng)問(wèn)題。如珠海金灣發(fā)電廠3號(hào)機(jī)組首次沖轉(zhuǎn)由于油擋碰摩和運(yùn)行參數(shù)控制不當(dāng)發(fā)生振動(dòng)，通過(guò)修掛油擋和合理控制運(yùn)行參數(shù)消除了振動(dòng)。鄒縣電廠6號(hào)機(jī)組首次大修后低壓轉(zhuǎn)子、低發(fā)對(duì)輪及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由于質(zhì)量不平衡發(fā)生振動(dòng)，隨后采用了多平面、多轉(zhuǎn)速、多負(fù)荷點(diǎn)同時(shí)平衡法，同時(shí)對(duì)低壓B轉(zhuǎn)子及低發(fā)對(duì)輪進(jìn)行高速動(dòng)平衡，一次加重消除機(jī)組的異常

3、振動(dòng)，同時(shí)減少了開(kāi)機(jī)次數(shù)、即節(jié)約了時(shí)間，又給電廠帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，振動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障診斷、控制合理的運(yùn)行參數(shù)、提高檢修工藝的水平至關(guān)重要，機(jī)組出現(xiàn)問(wèn)題后能通過(guò)信息系統(tǒng)分析、判斷故障特征，找到關(guān)鍵問(wèn)題、快速解決難題，甚至通過(guò)動(dòng)平衡方法消除振動(dòng)，對(duì)避免重大設(shè)備損壞和挽回經(jīng)濟(jì)損失意義重大。1.2汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀在五十年代以前，人們通常采用原始的檢測(cè)手段，憑借經(jīng)驗(yàn)處理汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備的故障問(wèn)題。在五十年代后期，由于非接觸傳感器及其它傳感技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始了各種檢測(cè)方法及儀器的研究，并著手研究機(jī)組設(shè)備的故障機(jī)理、診斷理論和方法。真正意義上的診斷技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60

4、年代，美國(guó)在汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷研究方面取得了一系列有特色的成果。到了七十年代，以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家己開(kāi)始采用各種固定安裝的監(jiān)視儀和便攜式儀器對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視和分析，并開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備零部件的診斷。七十年代后期，多參量綜合監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的2研制已經(jīng)達(dá)到了工程應(yīng)用階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)也開(kāi)始直接應(yīng)用于離線分析和長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)視及故障診斷中。80年代初期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外率先研制出各種便攜式振動(dòng)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，應(yīng)用于無(wú)需在線做機(jī)組故障監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合。具有代表性的有美國(guó)西屋公司的“可移動(dòng)診斷中心”，德國(guó)SCHENCH公司的VST-14數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，日本的RIONSA-77和英國(guó)DI-P數(shù)

5、據(jù)采集分析儀。在這一時(shí)期，一些先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家還相繼推出了汽輪發(fā)電機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具有代表性有美國(guó)的DDM,TDM和PDM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)廣泛應(yīng)用了多微機(jī)處理技術(shù)，能獨(dú)立承擔(dān)各種大型機(jī)組的連續(xù)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷任務(wù)。進(jìn)入90年代，隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的機(jī)械設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。著名的有美國(guó)西屋公司(Westhouse)研制的網(wǎng)絡(luò)化汽輪發(fā)電機(jī)組智能化故障診斷專家系統(tǒng)，英國(guó)的“汽輪機(jī)組監(jiān)測(cè)設(shè)備(TSE)”和“試驗(yàn)設(shè)備監(jiān)測(cè)(Test Equipment Monitoring,TEM)”，日本三菱公司的“旋轉(zhuǎn)機(jī)械健康監(jiān)視系統(tǒng)

6、(MHM)”，荷蘭菲利浦公司的RMS700系列TSI，美國(guó)本特利·內(nèi)華達(dá)公司的Bently33003500系列TSI等。我國(guó)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)是從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始的。國(guó)內(nèi)許多高等院校、科研機(jī)構(gòu)及工礦企業(yè)都致力于機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)的研究，取得了一些成果，特別是在理論、方法上的研究和探索有了較大的進(jìn)展。隨著故障診斷理論、監(jiān)測(cè)儀器的不斷發(fā)展與完善，促進(jìn)了汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷水平的不斷提高，減少了機(jī)組故障處理時(shí)的啟停機(jī)次數(shù)與停機(jī)檢修時(shí)間。近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)容量機(jī)組如600MW、1000MW機(jī)組在加緊建設(shè)中，為解決調(diào)試及投運(yùn)后機(jī)組的振動(dòng)問(wèn)題，有必要對(duì)處理這類機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題

7、進(jìn)行深入研究，并提出相關(guān)的處理策略。1.3潮州電廠600MW機(jī)組的特點(diǎn)1.3.1汽機(jī)設(shè)備概述汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)是CLN600-24.2/566/566-I。采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)（DEH）系統(tǒng)。機(jī)組能在冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)等不同工況下啟動(dòng)，并可采用定壓和定-滑-定壓運(yùn)行方式中的任一種運(yùn)行。定-滑-定壓運(yùn)行時(shí)，滑壓運(yùn)行的范圍是30-90%BMCR。汽機(jī)通流采用沖動(dòng)式與反動(dòng)式聯(lián)合設(shè)計(jì)。新蒸汽從下部進(jìn)入置于該機(jī)兩側(cè)兩個(gè)固定支承的高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，由每側(cè)各兩個(gè)調(diào)節(jié)閥流出，經(jīng)過(guò)4根高壓導(dǎo)汽管進(jìn)入高壓汽輪機(jī)，高壓進(jìn)汽管位

8、于上半兩根、下半兩根。進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的蒸汽通過(guò)一個(gè)沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)和9個(gè)反動(dòng)式高壓級(jí)后，由外缸下部?jī)蓚?cè)排出進(jìn)入再熱器。再熱后的蒸汽從機(jī)組兩側(cè)的兩個(gè)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，由每側(cè)各兩個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥流出，經(jīng)過(guò)四根中壓導(dǎo)汽管由中部進(jìn)入中壓汽輪機(jī)，中壓進(jìn)汽管位于上半兩根、下半兩根。進(jìn)入中壓汽輪機(jī)的蒸汽經(jīng)過(guò)6級(jí)反動(dòng)式中壓級(jí)后，從中壓缸上部排汽口排出，經(jīng)中低壓連通管，分別進(jìn)入1號(hào)、2號(hào)低壓缸中部。兩個(gè)低壓缸均為雙分流結(jié)構(gòu)，蒸汽從通流部分的中部流入，經(jīng)過(guò)正反向7級(jí)反動(dòng)級(jí)后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安裝在每一個(gè)低壓缸下部的凝汽器。汽缸下部留有34計(jì)安全壓力時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行危急排汽。大氣閥的動(dòng)作壓力為0.034-0

9、.048MPa(表壓)。低壓缸排汽區(qū)設(shè)有噴水裝置，排汽缸溫度升高時(shí)按要求自動(dòng)投入，降低低壓缸溫度，保護(hù)末級(jí)葉片。轉(zhuǎn)子：高中壓轉(zhuǎn)子是無(wú)中心孔合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子。帶有主油泵葉輪及超速跳閘裝置的軸通過(guò)法蘭螺栓剛性地與高中壓轉(zhuǎn)子在調(diào)端連接在一起,主油泵葉輪軸上還帶有推力盤(pán)。低壓轉(zhuǎn)子也是無(wú)中心孔合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子。高中壓轉(zhuǎn)子和1號(hào)低壓轉(zhuǎn)子之間裝有剛性的法蘭聯(lián)軸器。1號(hào)低壓轉(zhuǎn)子和2號(hào)低壓轉(zhuǎn)子通過(guò)中間軸剛性聯(lián)接、2號(hào)低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)聯(lián)軸器剛性聯(lián)接。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由安裝在前軸承箱內(nèi)的推力軸承定位，并有8個(gè)支撐軸承支撐。靜葉片：調(diào)節(jié)級(jí)采用子午面收縮靜葉柵，降低靜葉柵通道前段的負(fù)荷，減少葉柵的二次流損失。高中壓靜葉片全

10、部為彎曲葉片，每只靜葉自帶菱型頭形內(nèi)外環(huán)，整圈組焊后在中分面處割開(kāi)，成為上下半結(jié)構(gòu)。低壓第一級(jí)為彎曲靜葉，第2-4級(jí)為扭曲靜葉，第5、6、7級(jí)為彎曲靜葉。低壓前5級(jí)隔板導(dǎo)葉為自帶菱型葉冠焊接結(jié)構(gòu)，末二級(jí)隔板為單只靜葉焊接在內(nèi)外環(huán)上的焊接結(jié)構(gòu)。動(dòng)葉片：調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉片采用電脈沖加工成三只為一組并帶有整體圍帶和三叉葉根的三聯(lián)葉片。高、中壓動(dòng)葉全部為彎曲自帶冠葉片，樅樹(shù)型葉根，低壓1-7級(jí)為變截面扭曲動(dòng)葉片，均為自帶圍帶，樅樹(shù)型葉根結(jié)構(gòu)。滑銷系統(tǒng)：機(jī)組膨脹的絕對(duì)死點(diǎn)在1號(hào)低壓缸的中心，由預(yù)埋在基礎(chǔ)中的兩塊橫向定位鍵和兩塊軸向定位鍵限制低壓缸的中心移動(dòng)，形成機(jī)組絕對(duì)死點(diǎn)；高中壓缸由四只“貓爪”支托，“貓爪

11、”搭在軸承箱上，“貓爪”與軸承箱之間通過(guò)鍵配合，“貓爪”在鍵上可以自由滑動(dòng)；高中壓缸與軸承箱之間、低壓1號(hào)與2號(hào)缸之間在水平中分面以下都用定位中心梁連接。汽輪機(jī)膨脹時(shí)，1號(hào)低壓缸中心保持不變，它的后部通過(guò)定中心粱推動(dòng)2號(hào)低壓缸沿機(jī)組軸向向發(fā)電機(jī)端膨脹。1號(hào)低壓缸的前部通過(guò)定位中心梁推著中軸承箱、高中壓缸、前軸承箱沿機(jī)組軸向向調(diào)速器端膨脹。軸承箱受基架上導(dǎo)向鍵的限制，可沿軸向自由滑動(dòng)，但不能橫向移動(dòng)。箱側(cè)面的壓板限制了軸承箱產(chǎn)生的任何傾斜或抬高的傾向。轉(zhuǎn)子之間都是采用法蘭式剛性聯(lián)軸器聯(lián)接，形成軸系。軸系軸向位置是靠機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子前端的推力盤(pán)來(lái)定位的。推力盤(pán)包圍在推力軸承中，由此構(gòu)成了機(jī)組動(dòng)靜之間的

12、死點(diǎn)。當(dāng)機(jī)組靜子部件在膨脹與收縮時(shí)，推力軸承所在的前軸承箱也相應(yīng)地軸向移動(dòng)，因而推力軸承或者說(shuō)軸系的定位點(diǎn)也隨之移動(dòng)，因此，稱機(jī)組動(dòng)靜之間的死點(diǎn)為機(jī)組的“相對(duì)死點(diǎn)”。盤(pán)車裝置：盤(pán)車裝置由殼體、蝸輪蝸桿、鏈條、鏈輪、減速齒輪、電動(dòng)機(jī)、潤(rùn)滑油管路、護(hù)罩等組成，安裝在汽輪機(jī)6號(hào)軸承座7號(hào)軸承座之間。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y-200-6型，功率45kW，980r/min，經(jīng)減速后，盤(pán)車轉(zhuǎn)速為3.35r/min。只能就地手動(dòng)盤(pán)車。就地操作盤(pán)內(nèi)有一個(gè)盤(pán)車電機(jī)啟停手閘，啟停沒(méi)有邏輯限制；操作5盤(pán)面有一個(gè)盤(pán)車電機(jī)正常啟停手閘.在滿足盤(pán)車潤(rùn)滑油壓與頂軸油壓的條件下允許啟動(dòng)，否則盤(pán)車電機(jī)禁止啟動(dòng)或跳閘。在汽輪機(jī)升速超過(guò)

13、盤(pán)車轉(zhuǎn)速并具有足以使盤(pán)車設(shè)備脫開(kāi)的轉(zhuǎn)速時(shí)，嚙合小齒輪將自動(dòng)脫開(kāi)。此時(shí)，彈簧座上的限位開(kāi)關(guān)被撥到切斷盤(pán)車電動(dòng)機(jī)電源的位置(否則手動(dòng)停止)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升到600r/min時(shí)，頂軸油泵停止運(yùn)行。在汽輪機(jī)停機(jī)時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降到1160r/min時(shí)，頂軸油泵投入運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)時(shí)，就地啟動(dòng)盤(pán)車電動(dòng)機(jī).1號(hào)軸瓦處裝有轉(zhuǎn)子偏心測(cè)量裝置。軸承：高中壓缸和低壓缸共六個(gè)支持軸承，該軸承由孔徑鏜到一定公差的四塊澆有軸承合金鋼制瓦組成，具有徑向調(diào)整和潤(rùn)滑功能。推力軸承安裝在前軸承箱內(nèi)。1-2號(hào)軸瓦為四瓦塊可傾瓦，3-6號(hào)瓦為四瓦塊橢園瓦。發(fā)電機(jī)兩個(gè)軸承采用端蓋式軸承，即端蓋上設(shè)有軸承座，由端蓋支撐軸承載荷。軸承采用下

14、半兩塊可傾式軸瓦。能自調(diào)心，穩(wěn)定性強(qiáng)，抗油膜擾動(dòng)能力強(qiáng)。為防止軸電流造成危害，在進(jìn)油管與外部管道之間加設(shè)了絕緣。汽封:高中低壓汽封為迷宮式汽封，高壓缸的各汽封約在10%負(fù)荷時(shí)變成自密封，中壓缸的各汽封約在25%負(fù)荷時(shí)變成自密封，此時(shí)，蒸汽排到汽封系統(tǒng)的聯(lián)箱，再?gòu)穆?lián)箱流向低壓汽封。大約在75%負(fù)荷下系統(tǒng)達(dá)到自密封。如有任何多余蒸汽，會(huì)通過(guò)溢流閥流往凝汽器。DEH包括以下功能：DEH具有“自動(dòng)”（ATC）、“手動(dòng)”(ATC)兩種運(yùn)行方式；汽機(jī)的自動(dòng)升速、同步和帶負(fù)荷；負(fù)荷控制,氣壓控制,閥位控制,協(xié)調(diào)控制,顯示、報(bào)警和打??；閥門試驗(yàn)及閥門管理；熱應(yīng)力計(jì)算和控制功能；當(dāng)CCS投入時(shí)，DEH系統(tǒng)滿足鍋

15、爐跟蹤、汽機(jī)跟蹤、機(jī)爐協(xié)調(diào)、定壓變壓運(yùn)行、快速減負(fù)荷（RUNBACK）、手動(dòng)等運(yùn)行方式的要求；DEH具有OPC超速保護(hù)功能，并可通過(guò)DEH操作員站完成汽機(jī)超速試驗(yàn)；該系統(tǒng)具有檢查輸入信號(hào)的功能，一旦出現(xiàn)故障時(shí)，給出報(bào)警，但仍能維持機(jī)組安全。該裝置具有內(nèi)部自診斷和偏差檢測(cè)裝置，當(dāng)該系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能切換到手動(dòng)控制，并發(fā)出報(bào)警；DEH有冗余設(shè)置和容錯(cuò)功能，手動(dòng)、自動(dòng)切換功能，功率反饋回路和轉(zhuǎn)速反饋回路的投入與切除功能；DEH具有最大、最小和負(fù)荷變化率限值的功能；DEH與CCS系統(tǒng)有完善、可靠的接口；DEH所有輸出模擬量信號(hào)均為420mA。并負(fù)責(zé)提供兩線制變送器電源；DEH留有與分散控制系統(tǒng)DCS（

16、CCS、SCS、FSSS、DAS）、旁路控制（BPC）、汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)（TSI）、汽機(jī)事故跳閘（ETS）、電網(wǎng)ADS及其它設(shè)備的接口。潤(rùn)滑油系統(tǒng)：由主油泵、交流潤(rùn)滑油泵、直流事故油泵、氫密封油泵、頂軸盤(pán)車裝置、冷油器、排煙系統(tǒng)、主油箱、射油器、油凈化裝置等組成，潤(rùn)滑油系統(tǒng)供回油管采用套裝管路。汽機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)的主油泵是蝸殼式離心泵，正常運(yùn)行時(shí)主油泵出口油管向#1、#2射油器、機(jī)械超速脫扣和手動(dòng)脫扣總管、高壓密封備用油管供油。#1射油器出口向主油泵入口及低壓密封備用油管供油。#2射油器出口向潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油。在機(jī)組啟、停時(shí)由交流潤(rùn)滑油泵經(jīng)冷油器向潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油。 項(xiàng) 目 單 位 設(shè) 計(jì) 數(shù) 據(jù) 型號(hào)C

17、LN600-24.2/566/566 型式超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式額定功率 MW600額定轉(zhuǎn)數(shù) r/min3000 盤(pán)車轉(zhuǎn)速 r/min3.38轉(zhuǎn)向從汽輪機(jī)向發(fā)電機(jī)方向看為順時(shí)針?lè)较?通流級(jí)數(shù) 級(jí) 總級(jí)數(shù)44級(jí)高壓缸：調(diào)節(jié)級(jí)9壓力級(jí)中壓缸：6壓力級(jí)低壓缸：7×2×2壓力級(jí)末級(jí)動(dòng)葉片長(zhǎng)度 mm1000軸系臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域r/minA):700-900B):1300-1700C:2100-2300D):2650-2850給水回?zé)嵯到y(tǒng)3高加+1除氧+4低加控制方式采用高壓抗燃油數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH高中壓轉(zhuǎn)子脆性轉(zhuǎn)變溫度（FATT） 121低壓轉(zhuǎn)子脆性轉(zhuǎn)

18、變溫度(FATT) 40制造廠家哈爾濱汽輪機(jī)廠振動(dòng)傳感器位置軸振Y-45R，X-45L；瓦振為垂直方向發(fā)電機(jī)型號(hào)QFSN-600-2YHG2. 汽輪機(jī)振動(dòng)原因分析2.1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。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(guò)程中，產(chǎn)生汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡

19、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)。2.2安裝和檢修方面汽輪發(fā)電機(jī)組在安裝和檢修過(guò)程中的工藝質(zhì)量對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響非常大，根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組振動(dòng)的分析，很多汽輪發(fā)電機(jī)組的軸承振動(dòng)過(guò)大都是由于安裝和檢修不當(dāng)引起的，或者說(shuō)機(jī)組的振動(dòng)很多時(shí)候都是可以通過(guò)安裝或檢修來(lái)解決

20、的。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安裝和檢修情況，下面重點(diǎn)介紹對(duì)機(jī)組振動(dòng)有明顯影響的幾個(gè)因素。2.2.1軸承的標(biāo)高不管是汽輪機(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(guò)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

21、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。軸承自身特性軸承自身特性對(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。機(jī)組中心嚴(yán)格來(lái)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

22、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?，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。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)。 2.2.4滑銷系統(tǒng)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

23、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(kāi)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(wú)法開(kāi)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。2.2.5動(dòng)靜間隙汽輪機(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(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。但是，它們之間的間隙又不

24、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)。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。2.2.6轉(zhuǎn)子結(jié)垢機(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(guò)。2.2.7轉(zhuǎn)子中心孔現(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(kāi)機(jī)，機(jī)組肯定會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)異常的現(xiàn)象。2.2.8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(kāi)機(jī)活動(dòng)部件可能在汽流的沖

25、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(lái)困難。2.3運(yùn)行方面如果在機(jī)組設(shè)計(jì)制造、安裝和檢修期間各方面都能保證質(zhì)量，那機(jī)組就不會(huì)發(fā)生振動(dòng)大而影響運(yùn)行了嗎？答案是否定的，機(jī)組的振動(dòng)除了與上面闡述的各方面因素有關(guān)外，還與機(jī)組的運(yùn)行狀況存在很大的關(guān)系。2.3.1 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(wèn)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(wèn)題。最明顯的例子是在開(kāi)機(jī)過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組

26、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(kāi)機(jī)過(guò)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)。2.3.2 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(guò)高過(guò)低都對(duì)油膜的形成不利。2.3.3軸封進(jìn)汽溫度 每一軸封的進(jìn)汽溫度都不一樣，在運(yùn)行規(guī)

27、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。2.3.4機(jī)組真空和排汽缸溫度 機(jī)組真空和排汽缸溫度總是相輔相成的，其中一個(gè)因素的變化必然引起另一個(gè)因素的改變。對(duì)于軸承座坐落在排汽缸上的機(jī)組來(lái)說(shuō)，排汽缸溫度的變化主要表現(xiàn)在對(duì)軸承座標(biāo)高的影響上，所以會(huì)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生影響。2.3.5 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流 當(dāng)電流通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，這部分熱量就要會(huì)使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生膨脹，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本身存在一定量的質(zhì)量不平衡時(shí)，由于膨脹會(huì)使該不平衡量產(chǎn)生的力

28、矩發(fā)生改變，從而引起機(jī)組的振動(dòng)變化；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自身存在膨脹不均時(shí)，即使冷態(tài)情況下質(zhì)量平衡較好，也會(huì)由于膨脹的不均勻性產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的質(zhì)量不平衡，而這一質(zhì)量不平衡在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子恢復(fù)到冷態(tài)時(shí)也會(huì)隨之消失。另一方面，如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部本身存在短路情況，當(dāng)電流通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部放熱過(guò)大的現(xiàn)象，此處的轉(zhuǎn)子由于受到較多的熱量堆積而使膨脹較大，這就與其他地方的膨脹產(chǎn)生差別，又會(huì)形成一動(dòng)態(tài)的質(zhì)量不平衡。2.3.6斷葉片 當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生斷葉片時(shí)，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯發(fā)生改變，因此機(jī)組的振動(dòng)會(huì)發(fā)生明顯的變化，這種情況在現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)可能不會(huì)被察覺(jué)，因?yàn)檎駝?dòng)的變化既包括振動(dòng)大小的變化也包括振動(dòng)相位的變化，而現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)儀表只

29、能監(jiān)視振動(dòng)大小的變化。為了盡量避免斷葉片的現(xiàn)象發(fā)生，除了在設(shè)計(jì)制造和安裝檢修期間采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)保證外，運(yùn)行中在增減機(jī)組負(fù)荷時(shí)應(yīng)盡量平穩(wěn)。3. 機(jī)組振動(dòng)測(cè)試、分析與故障診斷技術(shù)31振動(dòng)測(cè)量振動(dòng)是一種特殊的力學(xué)運(yùn)動(dòng)形式，它是指質(zhì)點(diǎn)或機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)在某一穩(wěn)定平衡位置隨時(shí)間變化所做的一種往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。存在四種振動(dòng)形式：簡(jiǎn)諧振動(dòng)：運(yùn)動(dòng)量隨時(shí)間按諧和函數(shù)的形式變化周期振動(dòng)：運(yùn)動(dòng)量變化經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的時(shí)間間隔不斷重復(fù)非周期振動(dòng)：振動(dòng)量變化隨時(shí)間不呈現(xiàn)重復(fù)性隨機(jī)振動(dòng)：任一給定時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)量不能預(yù)先確定汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的激振力來(lái)自于周期旋轉(zhuǎn)的軸因而多數(shù)是周期振動(dòng)。它們一般可以被分解為若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)之和。個(gè)別情況下，也

30、會(huì)呈現(xiàn)為單一的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的形式。311簡(jiǎn)諧振動(dòng)與復(fù)合振動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械最基本的振動(dòng)形式是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，位移的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：x=Asin(oa+妒)(2-1)式中么：位移幅值，f-t7：園頻率，；初始相位。兩個(gè)以上頻率不相同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成在一起，便形成一個(gè)復(fù)合振動(dòng)，反過(guò)來(lái)。任何周期振動(dòng)又都可以分解成若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)。付里葉變換是進(jìn)行這種分解的有效工具。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)都是周期性連續(xù)信號(hào)，汽輪機(jī)組振動(dòng)專業(yè)習(xí)慣稱這種信號(hào)為通頻信號(hào)。用FFT分解后得到的一系列簡(jiǎn)諧信號(hào)中，與轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)具有特殊的意義，它被稱之為一倍頻振動(dòng)。也有稱之為工頹、基頻、選頻、同頻或Ix等。頻率為轉(zhuǎn)速二分之一和兩倍的簡(jiǎn)諧振動(dòng)在旋轉(zhuǎn)

31、機(jī)械的振動(dòng)分析也是較常用到的，它們分別被簡(jiǎn)稱為半頻(12x)和倍頻(兩倍頻2X)振動(dòng)。低于工作轉(zhuǎn)速頻率的振動(dòng)，統(tǒng)統(tǒng)被稱為低頻振動(dòng)：高于工作轉(zhuǎn)速頻率的振動(dòng)，被稱為高頻振動(dòng)。它們可能是轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的整分?jǐn)?shù)倍或整數(shù)倍，也可能不是。312振動(dòng)位移、速度和加速度振幅的量度簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以用位移、速度和加速度三種形式表示。簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移的大小，用振幅以表示。即最大位移到平衡位置之間的距離，也稱作單峰值；振動(dòng)的波峰與波谷之間的垂直距離稱作為峰峰值，表示為APP：?jiǎn)挝欢际俏⒚?1zm)或毫米(ram)。電廠習(xí)慣用“絲”或。道”表示1毫米是loo絲，1絲等于10微米。在描述振幅的大小時(shí)，如果不做特別的注明，所指振幅都是峰

32、峰值，這是目前振動(dòng)測(cè)量?jī)x器對(duì)位移振幅習(xí)慣的輸出值。同樣，速度和加速度的振幅也可以用峰值或峰峰值來(lái)表示。對(duì)于速度振幅因?yàn)檎駝?dòng)能量與速度的平方成正比例，所以更多地是使用均方值或稱有效值，又稱作振動(dòng)烈度，單位：mms。32現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試321測(cè)試對(duì)象與內(nèi)容的確定常規(guī)振動(dòng)測(cè)試包含如下幾個(gè)方面：1各主要軸承的瓦振：在條件容許的情況下，測(cè)試所有軸承的瓦振。2各主要軸承處的軸振(相對(duì)軸振或絕對(duì)軸振)。軸振測(cè)試還進(jìn)行下面兩項(xiàng)內(nèi)容：(1)盤(pán)車狀態(tài)；(2)低轉(zhuǎn)速(400500rpm)時(shí)的軸振。(3)間隙電壓。322測(cè)點(diǎn)的選擇與布置首次沖轉(zhuǎn)的新機(jī)組，需要設(shè)置盡可能多的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)該保證每個(gè)主軸承上至少有一個(gè)速度或渦流傳感

33、器。大修后開(kāi)機(jī)的機(jī)組，應(yīng)該首先保證過(guò)去振動(dòng)大的軸承安置有傳感器，對(duì)于本次大修轉(zhuǎn)子動(dòng)過(guò)的相關(guān)軸承，也應(yīng)有傳感器。如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子拔過(guò)護(hù)環(huán)，轉(zhuǎn)子換過(guò)葉片，接長(zhǎng)軸重新進(jìn)行過(guò)調(diào)整，則應(yīng)該在發(fā)電機(jī)軸承或汽機(jī)相鄰軸承上安放傳感器。需要進(jìn)行動(dòng)平衡的機(jī)組，除了在要降低振動(dòng)的軸瓦處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，還應(yīng)在相鄰軸承處加裝測(cè)點(diǎn)。存在特殊振動(dòng)故障的機(jī)組，為判斷故障原因、尋找解決途徑，要進(jìn)行專項(xiàng)的測(cè)試和試驗(yàn)。這時(shí)對(duì)測(cè)點(diǎn)要仔細(xì)地斟酌，根據(jù)測(cè)試目的和試驗(yàn)要求，重點(diǎn)部位加裝測(cè)點(diǎn)充分利用測(cè)振儀已有的通道測(cè)點(diǎn)數(shù)量多比少好，記錄數(shù)據(jù)多比少好，因?yàn)槭孪群茈y估計(jì)整個(gè)處理的難易程度，較多的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)問(wèn)題的分析都可能會(huì)有幫助。323測(cè)試工況、內(nèi)容與步

34、驟測(cè)試前還應(yīng)該確定測(cè)試工況：升速、降速、3000frain、超速、低負(fù)荷、變負(fù)荷過(guò)程以及滿負(fù)荷等：對(duì)運(yùn)行的特殊要求：升速率、暖機(jī)時(shí)間、真空、捧氣缸溫度、氫壓、油溫等以及測(cè)試步驟、試驗(yàn)安排的次序。測(cè)試通常包含常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目和特殊測(cè)試項(xiàng)目。常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目有以下內(nèi)容：1、升降速振動(dòng)測(cè)試升降速振動(dòng)測(cè)試是機(jī)組在升降速過(guò)程對(duì)振動(dòng)狀況進(jìn)行的測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄。它可以確定軸系各階I臨界轉(zhuǎn)速，在某一特殊轉(zhuǎn)速區(qū)段振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速的變化情況，確定支撐系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性，共振等。對(duì)于可能存在動(dòng)靜碰摩的機(jī)組，升速試驗(yàn)往往也是必需的。在逐漸升速過(guò)程觀察振幅變化情況，特別是在臨界轉(zhuǎn)速之前。有許多圖形可以清楚顯示振動(dòng)如何隨轉(zhuǎn)速變化，如波特

35、圖、極坐標(biāo)圖、級(jí)聯(lián)圖，軸心靜態(tài)位置圖可以顯示軸心在軸承間隙園內(nèi)的位置是如何隨轉(zhuǎn)速變化的。這些圖形對(duì)分析轉(zhuǎn)子振動(dòng)狀況、故障診斷和處理是非常有用的工具。2、3000rmin定速時(shí)的測(cè)量機(jī)組沖轉(zhuǎn)升速到3000rrain時(shí)的振動(dòng)狀況是機(jī)組振動(dòng)的基本而重要的數(shù)據(jù)。常常以此作為平衡的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。有一部分機(jī)紐振動(dòng)隨溫度變化顯著，冷態(tài)啟機(jī)剛到3000rmin和數(shù)十分鐘后的振動(dòng)會(huì)不同。因此，需要注意3000rmin測(cè)量值與定速時(shí)間的關(guān)系。3000rmin定速時(shí)的測(cè)量一般測(cè)量記錄較全的數(shù)據(jù)，包括各軸承垂直、水平軸向三個(gè)方向的振動(dòng)，現(xiàn)有的全部軸振測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。3、 滿負(fù)荷和升負(fù)荷過(guò)程的振動(dòng)測(cè)量滿負(fù)荷時(shí)機(jī)組振動(dòng)和3000

36、rmia時(shí)的振動(dòng)一樣是重要的數(shù)據(jù)。機(jī)組絕大多數(shù)時(shí)間是要在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行的，相對(duì)來(lái)說(shuō)，它比機(jī)組處于其它狀態(tài)下的振動(dòng)更為重要，因此，保證這個(gè)狀態(tài)下機(jī)組的振動(dòng)是首要任務(wù)。如果幾個(gè)重要工況點(diǎn)：過(guò)臨界轉(zhuǎn)速、3000rmin、低負(fù)荷、滿負(fù)荷的振動(dòng)互有矛盾而無(wú)法全部顧及，則首先要保證的還是滿負(fù)荷時(shí)的振動(dòng)，這是現(xiàn)場(chǎng)處理振動(dòng)的一條基本原則。多數(shù)機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)的振動(dòng)基本是穩(wěn)定的，可能會(huì)有些不顯著的變化。通常用最高值或平均值來(lái)衡定。如果隨滿負(fù)荷時(shí)間的j醮振動(dòng)持續(xù)不斷增加以至超標(biāo)，這時(shí)則要進(jìn)行振動(dòng)處理。3000rmin及其之后的升負(fù)荷過(guò)程、滿負(fù)荷的振動(dòng)測(cè)試，可以用趨勢(shì)圖來(lái)顯示，同時(shí)可以將發(fā)電機(jī)有功功率采集繪制在同一張

37、圖中，振動(dòng)曲線清楚地表明振動(dòng)隨時(shí)間和負(fù)荷的變化情況。在對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行振動(dòng)故障分析和診斷時(shí)，有時(shí)需要安排一些特殊的試驗(yàn)項(xiàng)目，觀察機(jī)組某些特定運(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。3.2.4 判斷發(fā)電機(jī)一勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)常常需要進(jìn)行如下一些試驗(yàn)：1、變勵(lì)磁電流試驗(yàn)；2、變氫壓試驗(yàn)；3、變有功無(wú)功試驗(yàn)。33 振動(dòng)數(shù)據(jù)分析方法331 頻譜分析兩個(gè)以上頻率不相同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成在一起，便形成一個(gè)復(fù)合振動(dòng)。這種復(fù)合振動(dòng)是非簡(jiǎn)諧的周期振動(dòng)。反過(guò)來(lái)，任何周期性振動(dòng)又都可以分解成若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)。付里葉變換1121是進(jìn)行這種分解的有效工具。有限離散付里葉變換可以計(jì)算信號(hào)的頻譜、功率譜以及

38、解決其它方面的問(wèn)題。但是，當(dāng)離散的點(diǎn)數(shù)比較多時(shí)，計(jì)算的工作量太大，無(wú)法廣泛應(yīng)用。1965年，Gooley和Tukey提出了快速付里葉變換算法，即FFr(Fast Fourier Transform)，大大減少了計(jì)算量，使具體計(jì)算有限付里葉變換成為可能。此后，F(xiàn)FT成為信號(hào)數(shù)字處理的十分有效的工具。33.2 信號(hào)的相關(guān)分析相關(guān)分析；研究信號(hào)之問(wèn)關(guān)聯(lián)程度的分析叫自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)能夠?qū)ふ译[藏在噪聲信號(hào)中的有關(guān)聯(lián)的信號(hào)。相關(guān)分析多用于對(duì)于隨機(jī)信號(hào)的處理，旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)大多數(shù)是確定性周期信號(hào)，相關(guān)分析較少采用。333 頻響函數(shù)分析及應(yīng)用對(duì)機(jī)組進(jìn)行結(jié)構(gòu)共振分析時(shí)，需要知道機(jī)組構(gòu)件與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)之間隨轉(zhuǎn)

39、速變化的關(guān)系，這種傳遞關(guān)系可以用頻響函數(shù)來(lái)研究。常常采用錘擊法測(cè)量結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)。知道H(f)后，可以判斷機(jī)組結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是否存在共振。這項(xiàng)判斷的難點(diǎn)在于需要有足夠大的力的輸入以激起足夠大的響應(yīng)。頻響函數(shù)還用在軸承油膜動(dòng)特性試驗(yàn)測(cè)定中。334倒頻譜分析倒頻譜分析”1的目的是尋找頻譜中的周期成分。利用倒頻譜可以精確地量度功率譜中的諧振頻率和邊帶頻率，倒頻譜用一個(gè)量值即可以代表了諧振和邊帶的全部功率。這在分析滾動(dòng)軸承的故障時(shí)是很有用的。335小波分析及其在機(jī)組振動(dòng)故障診斷中的應(yīng)用付里葉變換適用于平穩(wěn)信號(hào)。不適合于非平穩(wěn)時(shí)變信號(hào)的處理。加窗付里葉變換一定的局限性。小波變換發(fā)展了加窗付里葉變換的時(shí)域局部化

40、思想It4,tS，窗口寬隨頻率的增高而縮小，保持高頻信號(hào)仍具有較高的分辨率。小波變換適當(dāng)離散化之后可構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的正交系。小波變換是一種多分辨率的信號(hào)處理技術(shù)。它利用一系列不同尺度的基函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解，這些基函數(shù)可以根據(jù)信號(hào)不同的頻率段，通過(guò)母小波的伸縮與平移而得到。34穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和瞬態(tài)數(shù)據(jù)的特征圖形機(jī)組轉(zhuǎn)速不變，運(yùn)行參數(shù)不斷變化時(shí)，振動(dòng)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)稱為穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)升速或停機(jī)降速過(guò)程的振動(dòng)的數(shù)據(jù)，稱之為瞬態(tài)數(shù)據(jù)。341瞬態(tài)數(shù)據(jù)的特征圖形l、波特圖波特圖是表示振動(dòng)幅值、相位隨轉(zhuǎn)速變化的圖形。圖形的橫坐標(biāo)是轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)有兩個(gè)，一個(gè)是振幅峰峰值，一個(gè)是相位。每個(gè)圖上有兩條曲線，分別表示了該測(cè)點(diǎn)振幅、

41、相位隨轉(zhuǎn)速是如何變化的或稱作幅頻、相頻特性。波特圖是用來(lái)確定：(1)臨界轉(zhuǎn)速(2)共振放大因子AF：兩種計(jì)量法：半功率帶寬法和幅值比率法(3)分析轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量所處的軸向位置不平衡振型階數(shù)(4)結(jié)構(gòu)共振分析(5)動(dòng)靜碰摩分析2、軸心靜態(tài)軌跡當(dāng)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它應(yīng)該座落在軸承內(nèi)孔的底部，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于油楔的動(dòng)壓作用，轉(zhuǎn)子要上抬。隨轉(zhuǎn)速的升高，油膜產(chǎn)生的向上的作用力增加，軸心的位置會(huì)畫(huà)出一條向上的連續(xù)曲線來(lái)，這就是軸心靜態(tài)軌跡。軸心靜態(tài)軌跡圖給出了軸頸在軸承中的位置，它是診斷的有用工具，用它可以確定轉(zhuǎn)子的下列情況：(1)送高壓頂軸油后軸頸浮起量。 可以用來(lái)確定頂軸油泵、油路是否正常。(2)轉(zhuǎn)速升高過(guò)

42、程以及3000rrain定速后軸頸在軸承中的位置。將軸心軌跡和正常情況下進(jìn)行比較，可以知道當(dāng)前的轉(zhuǎn)子是否受到不正常的約束力作用，或判斷軸瓦是否異常。(3)支承狀況變化時(shí)對(duì)軸頸靜態(tài)位置的影響。支承狀況較多是由于溫度變化引起的標(biāo)高變化，進(jìn)而引起軸頸相對(duì)軸承的靜態(tài)位置的變化。(4)缸體左右位置變化引起軸承相對(duì)軸頸位置的變化。判斷缸體跑偏，缸體受到側(cè)向推力，軸承座在臺(tái)板上滑動(dòng)不良等缺陷。(5)油膜狀況的變化。發(fā)生油膜失穩(wěn)時(shí)，軸頸在軸承中應(yīng)該處于小偏心的位置。根據(jù)軸心靜態(tài)軌跡以及和油溫、油壓等相應(yīng)參數(shù)的比較，可以確定軸頸偏心率的變化是否是油膜變化所致。(6)外部作用力，如汽流激振力等。轉(zhuǎn)子發(fā)生汽流激振時(shí)

43、一個(gè)可能的原因是汽門的開(kāi)啟次序使得轉(zhuǎn)子受到額外的向上的作用力軸頸在軸承中向小偏心方向移動(dòng)，抑制失穩(wěn)的能力降低，進(jìn)而發(fā)生失穩(wěn)。在判斷失穩(wěn)是否出自這一原因時(shí)，軸心靜態(tài)軌跡是有用的。(7)判斷瓦溫升高的原因。通常情況，瓦溫的升高意味著軸頸距離軸瓦面的接近這種變化在軸心靜態(tài)軌跡圖中也很容易看到。軸心靜態(tài)軌跡的測(cè)試是利用渦流傳感器的間隙電壓，且必須用兩個(gè)渦流傳感器才能礙到。如果受條件限制，一個(gè)平面只有一個(gè)傳感器雖然不能得到兩維軌跡圖，但可以得到軌跡在傳感器方向的位移變化，這個(gè)單一量在許多情況下也是有用的。例如，利用垂直安裝的渦流傳感器可以測(cè)得軸頸在軸承中垂直方向上的變化，同樣可以用來(lái)判斷軸承標(biāo)高，外部激

44、振力、頂軸油壓等造成的軸頸位置的變化。342穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的特征圖形1頻譜圖對(duì)時(shí)域波形進(jìn)行頻譜分析可以得到信號(hào)中所含各諧振分量的頻率和幅值。以頻率為橫坐標(biāo)，以振幅為縱坐標(biāo)，將分析結(jié)果繪制在圖上即可得到頻譜圖。頻譜圖是目前進(jìn)行故障分析和診斷的最普遍使用的圖形，從中可以得到有關(guān)信號(hào)所含頻率成分的重要信息。有三種連續(xù)的三維頻譜圖：瀑布圖、級(jí)聯(lián)圖和全頻譜級(jí)聯(lián)圖。2、瀑布圖用某一測(cè)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)測(cè)得的一組頻譜圖順序組成的三維譜圖是瀑布圖，一般情況是在相同轉(zhuǎn)速下測(cè)得的。圖的z軸是時(shí)間軸，相同頻率的譜線和z軸應(yīng)該是平行的，從圖中可以清楚地看出各種頻率的振幅隨時(shí)間如何變化的，對(duì)分析定轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)的動(dòng)靜碰摩、熱彎曲、電磁激振、汽流激振等故障是很有用的。3、級(jí)聯(lián)圖級(jí)聯(lián)圖是轉(zhuǎn)速連續(xù)變化時(shí)，不同轉(zhuǎn)速下得到的頻譜