新装超临界600MW机组振动问题分析及处理

2009年第3卷增刊南方电网技术技术论坛三等奖论文 2009，V ol. 3，Supplement SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Articles of 3rd Grade Award in Forum

文章编号：1674-0629(2009)S0-0126-05 中图分类号：TM34 文献标志码：A 新装超临界600 MW机组振动问题分析及处理

刘石

（广东电网公司电力科学研究院，广州510600）

摘要：针对多台新投产超临界600 MW机组的振动特性进行分析和统计，特别是对于集电环小轴振动、低压缸结构共振、发电机振动爬升、现场动平衡等问题的处理进行了详细论述，供同类型机组的调试和运行参考。

关键词：超临界机组；振动；故障诊断；动平衡

Analysis and Treatment of Shaft System Vibration Characteristics of

New 600 MW Supercritical Units

LIU Shi

(Guangdong Power Test and Research Institute, Guangzhou 510600, China)

Abstract: The paper makes the statistical analysis for vibration characteristics and processing strategies of multiple 600 MW supercritical units. The vibration problems are discussed in detail, including high shaft vibration of collecting ring, structure sympathetic vibration of LP cylinder, generator vibration climbing and field balancing, are discussed in detail. The summarized rules may provide some reference value for the vibration treatment of the same type units in their commissioning and commercial operation.

Key words: supercritical unit; vibration; fault diagnosis; balancing

引进型超临界600 MW机组N600-24.2/566/566采用高中压合缸，轴系为5转子9轴承结构，1号和2号轴承为支撑高中压转子的轴承，3号和4号轴承为支撑汽侧低压缸转子的座缸式轴承，5号和6号轴承为电侧低压缸转子支持轴承，7号和8号轴承为发电机的两个端盖轴承，9号轴承为集电环小轴的支持轴承。亚临界机组为高中压缸分缸布置，相对超临界机组多一个转子两个轴承。对于不同动力厂的引进型600 MW机组还存在细微的差异，东汽（引进日立技术）较上汽（与西屋合作）和哈汽（引进日本三菱技术）的差别在于两低压转子间没有短轴联接，同时上汽在接长轴上加工了可供添加径向平衡螺钉的平面，而哈汽则没有。超临界600 MW机组的轴系简图及振动测试系统如图1所示。

通过对多台新投产的600MW机组的振动问题进行总结，从振动特性上主要可以归纳为以下几个方面[1-3]：一是励磁机/发电机采用三支撑型式，导致集电环小轴的9瓦轴振偏大；二是发电机振动在

基金项目：国家自然科学基金资助项目（50475084）;广东电网公司科研项目（10083092）。运行过程中的逐步爬升问题；三是低压缸的结构共振问题，以及不平衡和碰磨等常见振动问题。

图1 超临界600 MW机组轴系及振动测试简图

对于以上振动问题，在机组调试启动和商业运行中逐步得到解决，本文将对这些振动问题的产生原因和处理方法进行分类论述，供同类型机组的振动处理时参考。

1 轴系振动问题的分类统计

在表1中列出了目前广东省内新投运的部分600 MW机组的振动问题分类统计信息。

增刊刘石：新装超临界600 MW机组振动问题分析及处理 127

表1 超临界600 MW机组振动问题统计列表

电厂和机组号汽机制造厂故障类型

贵港电厂1号机上汽超临界低压缸轴振动波动，碰磨

贵港电厂2号机上汽超临界发电机振动逐步爬升

珠海金湾3号机上汽超临界轴系不平衡、集电环小轴振动、

碰磨故障

珠海金湾4号机上汽超临界轴系不平衡、发电机振动逐步

爬升

汕尾红海湾1号机东汽超临界

盘车时的振动跳动问题、低压缸

结构共振、

汕尾红海湾2号机东汽超临界

盘车时的振动跳动问题、低压缸

结构共振、轴系不平衡

惠来靖海1号机东汽超临界发电机振动逐步爬升

大唐潮州1号机哈汽超临界轴系不平衡、集电环小轴振动大唐潮州2号机哈汽超临界集电环小轴振动

华能汕头3号机哈汽超临界轴系不平衡

2 3振动问题的分析及处理

2.1 集电环小轴的振动问题

引进型600 MW机组均采用励磁机/发电机三支撑结构，集电环小轴通过对轮与发电机共用一轴承，从表1中可见集电环小轴的振动问题在多台上海、哈尔滨机组中都曾出现（注：东电配套的超临界机组在9瓦处未安装轴振测点），表现的主要振动特征是，轴振大瓦振小，轴振主要以工频分量为主，空负荷和带负荷。在机组调试期间，由于安装单位对三支撑导致的振动问题认识不足，多台机组在首次启动中都表现为集电环小轴振动偏大，严重威胁机组安全。由于调试期间为了节省处理时间，在多台机组上如珠海金湾3号机[1]、台山3号和5号机、潮州2号机等均采用现场动平衡方法处理，上海机组平衡面位于集电环风扇平衡槽以及励发刚性对轮，哈尔滨机组则可通过在9瓦外伸端的平衡盘添加配重。从多台机组的平衡响应来看，表现为影响系数高且同类型机组在相同平衡面试重影响系数差异较大；从平衡效果看一次平衡后振动平均能维持6个月，随后最后一个瓦（9瓦或11瓦）连同发电机后瓦振动出现爬升并逐步稳定在较高值（约160～190 nm），该振动特征与发电机转子热弯曲引发的振动特征十分吻合，最初曾怀疑密封瓦有碰磨，但调整密封油温后振动并没有明显变化，检修中也未发现明显的碰磨点。通过多台机组检修中的数据分析，发现出现集电环小轴振动爬升故障的机组都存在两个方面的问题，一是集电环支撑瓦修前顶隙超标；二是励-发对轮和集电环小轴末端晃度超标。检查安装期间的数据均在标准范围，说明安装参数超标是机组运行一段时间后才出现，轴承间隙超标导致支承动刚度不足，9瓦（或11瓦）负载较轻，轴振大、瓦振小（瓦振一般不超过10 nm）。

过去处理引进型300 MW机组振动时，就多次碰到过三支撑发电机和励磁机转子（对应5、6、7瓦）振动大的问题[4]，与引进型600 MW机组振动的特点相比有共性也有差异，主要共性是都发生在三支撑的轴系上，对于引进型300 MW机组5、6、7瓦的振动问题，已有的研究成果认为三支撑方式导致励磁机转子实际变为发电机转子的外伸端，发电机转子工作转速超过其二阶临界转速，对二阶不平衡量较为敏感，当外伸端励磁转子的一阶临界转速接近工作转速，其一阶不平衡会引起励磁机转子显著的一阶挠曲，从而引起发电机转子二阶平衡状态的改变，瓦振和轴振均增大[4]。从已积累的600 MW机组最后一个瓦振动处理经验看，主要区别是轴振大但瓦振小，9瓦的爬升对相邻的发电机转子的振动影响较小。

通过多台机组9瓦（或11瓦）振动问题的分析和处理，总结该瓦处轴振动原因可以归结为以下两点：一是三支撑形式使集电环小轴减少了一个径向约束，且该转子位于自由端所受负载小，容易出现类似悬臂外生端的“摆头”现象，如图2示意；二是励-发对轮紧力不足，在运行一段时间后容易出现中心发生偏移，导致摆头现象。为此处理9瓦振动爬升问题要从以上两个方面考虑，通过控制励－发对轮原始晃度、增加励－发对轮紧力、增大9瓦的负载来减小9瓦轴振。

图2 超临界600 MW机组发电机、励磁机轴系振型

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南方电网技术 第3卷

珠海金湾3号机在调试期间9瓦轴振较大，2006年12月通过现场动平衡处理效果较好，并于2007年2月通过168 h 试运。该机组在随后的商业运行中9瓦轴振出现了爬升现象，2008年2月机组首次大修前9瓦Y 方向轴振一度超过180 μm ，大修中通过严格控制安装参数来改善9瓦振动。检修前振动爬升原因分析主要有三点：一是9瓦相位变化较大，可能励－发对轮中心出现偏移，停机检修测量励－发对轮晃度有0.11 mm ，且高点在键相附近与振动相位吻合；二是9瓦负荷较轻，表现为瓦振小，轴振大，9瓦对集电环转子的支撑和约束能力较弱；三是碰磨故障造成振动不断爬升。调整方案：1、将励发对轮原始晃度尽量控制在0.05 mm 标准以下；2、调整9瓦顶隙至标准值；3、按照经验值，建议将9瓦标高提高0.12 mm ，增加9瓦的负载；4、鉴于目前9瓦相位较调试期间平衡后的测试结果相差较大（70～100°），保留原平衡块不作调整；5、增加励发对轮的紧力，取上限1 930 N·m 。大修针对9瓦的检修处理获得了预期的良好效果，带负荷后9瓦两个方向振动均未出现报警值。

2.2 发电机振动逐步爬升问题

珠海金湾4号机调试期间对发电机前瓦的振动进行了动平衡处理，2007年2月份顺利通过168 h 试运，振动均在合格范围内。从2007年4月开始该机组7瓦（发电机前瓦）轴振动出现了异常，在振动爬升开始的一个月，随着负荷的上升7瓦轴振爬升，但降低负荷后7瓦轴振也随之降低，但无法恢复到相同负荷下振动爬升前的状态，当负荷再次增加时7瓦轴振又爬升至新的高度。随着时间的推移

和负荷的变化7瓦轴振不断上升，最高时7Y 振动到了203 μm 。通过对振动进行的跟踪监测，发现7瓦轴振间隙电压变化显著（如图3所示），从趋势上看与振动存在明显的内在联系，同时通过改变励磁电流的试验进一步排除了转子匝间短路导致振动爬升的可能。随后对轴瓦进行解体检查，发现轴承与瓦枕严重接触不良，特别是球面座垫块中的绝缘垫片变形严重，导致固定螺栓松动，这是导致振动爬升的真正原因。现场处理轴瓦故障，考虑到检修工期紧，未解对轮复查转子中心，仅在7瓦左侧球面座加不锈钢垫片0.15 mm 将原间隙垫实，同时将轴承座外园与端盖轴承挡内圆，以及下瓦枕与瓦体球面，研磨至接触面不小于75%。再次启机，振动爬升现象消失，但7Y 轴振仍有125 μm ，接近报警值，未恢复到过168 h 的状态。

2007年7月监测数据显示机组7瓦振动再次出现爬升，本次监测较为担心的问题在于7瓦左侧瓦枕又出现年初下沉的迹象，通过7月5日和8月15日数据对比，7Y 间隙电压从?8.4 V 变至?9.8 V ，轴颈约向左下方偏移18丝，怀疑7瓦瓦枕有可能再次松动。由于转子中心的偏移，导致动静间隙缩小产生碰磨，振动逐步爬升；同时，下沉还会导致各瓦负荷分配的变化，6瓦负载大、瓦温高，7瓦负载小、瓦温低。由于正处于迎峰度夏没有条件停机翻瓦检查，决定对珠海4号机7瓦振动通过动平衡方式进行了处理，目的是通过改善平衡状态减少碰磨的概率，确保机组能顺利运行到大修期。机组平衡后启动，动平衡减振效果十分明显，除了5瓦振动稍有增大外，7Y 的振动数值大幅度下降，空转时在

50 μm

图3 珠海金湾4号机振动爬升前后的特征数据

增刊

刘石：新装超临界600 MW 机组振动问题分析及处理 129

以下小范围波动，机组的不平衡分量得到有效抑制，减小了碰磨的可能。从目前7瓦轴心轨迹看，Y 方向（右45°）仍然刚度较弱，平衡仅为缓解振动恶化的临时手段，需要彻底解决7瓦振动问题，仍需在大修中彻底检查7瓦瓦枕、间隙、接触面，轴系需重新找中心。2007年11月机组进行大修，确认7瓦振动爬升原因仍为球面座垫块中的绝缘垫片变形严重，导致固定螺栓松动引起转子下沉和碰磨，随后通过压实瓦枕、更换绝缘垫片并调整平衡块的方法，彻底解决了振动问题[2]。

2.3 低压缸的结构共振问题

低压缸的结构共振问题在汕尾和惠来4台东方600 MW 超临界主机组低压缸瓦振上都有不同程度的反映。主要振动特征体现为：一是瓦振接近甚至大于轴振，以汕尾2号机处理前5瓦振动为例，5瓦轴振最大为93 μm ，但瓦振达到了89 μm ；二是从Bode 图（如图4a 所示）分析，超速试验可以看出在惠来1号机6瓦振动在2 700 r/min 之前振动在从30 μm 之下，但2 700 r/min 至3 000 r/min 间瓦振急剧爬升，在3 000 r/min 时达到最大值77.5 μm ，转速超过3 000 r/min 后瓦振又急剧下降，在3 100 r/min 时瓦振已降至50微米，显然低压缸在工作转速下存在一个结构共振区，该共振造成座缸式轴承随缸体振动，但轴振并未有该共振区，如图3b 所示。降低瓦振的方法可以从减少激振力和提高刚度（改变共振频率）两方面入手。从汕尾2号机动平衡试验效果看（如表2所示），在主机厂家没有对低压缸结构设计进行修正前，动平衡是一种有效降低激振力从而改善振动的手段。

2.4 动平衡处理

在本文表1中列举的10台超临界机组的振动问

题中有6台都进行了现场动平衡，虽然对各机组进行现场动平衡时出发点并不一致，但从平衡效果来说均达到了预期的目的。

a) 垂直瓦振

b) Y 方向（45R ）轴振

图4 超临界600 MW 机组低压缸6瓦振动Bode 图

在这6台机组的平衡处理中，均未对高中压转子进行动平衡处理，动平衡处理主要集中在低压转子、发电机转子和集电环小轴。动平衡的目的主要

表2 针对瓦振平衡的振动数据

测点 1瓦

2瓦

3瓦

4瓦

5瓦

6瓦

7瓦

8瓦

X 轴振18 24 39 17 92 28 31 27 Y 轴振24 27 26 19 93 33 78 42 平衡前，空载 3 000 r/min 07-05-13 瓦振 2 9 38 32 89 85 17 13

X 轴振17 25 26 18 33 22 39 23 Y 轴振24 27 27 24 40 31 61 24 平衡后，空载 3 000 r/min 07-10-17 瓦振 4 7 30 24 25 33 24 17

X 轴振42 36 22 20 56 15 30 14 Y 轴振

48 30 30 29 58 30 60 51

平衡后，600 MW

08-1-26

瓦振 5 5 14 21 38 19 25 16

130 南方电网技术第3卷

有三个方面：一是转子连成轴系后平衡状态变化导致轴系存在真实的不平衡量，需要动平衡处理，例如调试期间对珠海金湾4号机的处理；二是瓦振对不平衡量十分敏感，虽然轴振达标，但为了减小瓦振需要进一步降低激振力，例如调试期间对汕尾2号机两个低压转子的动平衡；三是在没有彻底检修条件时，通过动平衡短时间内补偿由于轴系中心变化引起的振动，减少碰磨等其他振动故障的概率，如珠海金湾4号机在商业运行中对7瓦轴振的处理、以及大唐潮州电厂2号机在首次大修后开机过程的振动处理。前两类动平衡处理，在机组检修时仍保留平衡配重不变。对于第三类问题，在机组检修时会根据检修中发现的轴瓦问题和找中心情况对平衡块重新进行调整甚至可以全部取消，动平衡作为现场处理振动的有效手段在处理紧急问题时能获得立竿见影的效果，但动平衡必须是在确定不平衡是机组的主导故障时才能进行，因此不建议在出现第三类问题时就盲目进行动平衡，动平衡只是在不具备检修条件时的临时处理手段，而且在某些情况下并不一定有明显效果，在有停机检修条件时仍需根据测试数据给出明确的故障原因，建议电厂对机组相关部件以及轴系中心等进行检查。表3列出了多台超临界600 MW机组动平衡的统计表。3 结语

本文对新投产多台国产超临界600 MW机组振动问题进行了总结，归纳出了部分有代表性的振动问题，包括励集电环小轴的9瓦轴振偏大、发电机振动爬升问题、低压缸结构共振以及动平衡等，这些问题在不同动力厂的机组上都存在共性。本文对上述问题展开了分析，并对实际处理过程进行了阐述，供同类型机组的振动处理时参考。

参考文献：

[1]刘石, 杨群发. 超临界600 MW机组振动问题分析与轴系平衡[J].

广东电力，2007，20（9）：43?46.

[2]刘石，冯永新，等. 基于多传感器及空间模态分析的国产600 MW

机组振动问题的研究及处理[R]//广东电网公司2008科技进步二

等奖技术报告. 广州：广东电网公司，2008.

[3]LIU Shi, QU Liangsheng. A New Field Balancing Method of Rotor

Systems based on Holospectrum and Genetic Algorithm[J]. Applied

Soft Computing，2008，8（1）：446–455.

[4]施维新. 引进型300 MW机组轴系振动特性测试和分析[J]. 中国

电力，1998, 31(4): 3?7.

收稿日期：2009-09-28

作者简介：

刘石（1974），男，湖北大冶人，高级工程师，工学博士，主要从事大型旋转机械信号检测分析、特征提取、故障诊断，以及现场动平衡，虚拟仪器软件的开发（e-mail）liushi@https://www.wendangku.net/doc/64757186.html,。

表3 超临界600 MW机组动平衡统计表

电厂和机组号平衡目的平衡时间平衡面

珠海金湾3号机降低集电环小轴（9瓦）振动调试期间励-发对轮、集电环风扇槽珠海金湾4号机降低发电机转子（7、8瓦）振动调试期间发电机转子风扇槽

珠海金湾4号机降低发电机转子（7瓦）振动商业运行低-发对轮平衡螺钉

珠海金湾4号机降低2号低压转子（5瓦）振动商业运行低-低间短轴平衡螺钉汕尾红海湾2号机降低发电机转子（7瓦）振动调试期间低-发对轮平衡槽

汕尾红海湾2号机降低两低压缸轴承箱振动调试期间低压转子末级叶轮平衡槽

大唐潮州1号机检修后低压缸和发电机振动均较检修前增加检修后低压转子末级叶轮平衡槽、低-发对轮平衡螺钉

大唐潮州2号机集电环小轴振动商业运行集电环小轴外伸端平衡槽华能汕头3号机检修更换叶片后轴系不平衡检修后低-发对轮、低压转子末级

005,振动信号的分析方法

振动信号的分析方法 在对设备进行监测和故障诊断中，大多都采用对设备进行振动状态监测，所以对振动信号进行有效地分析，使用不同的分析方法来获得振动信号的特性参数，这种方法是机械设备实现故障诊断的主要措施。常用的振动信号分析方法有时域分析法，频域分析法，阶次跟踪分析法，经验模态分析法和包络解调分析法，下面逐个对这五种分析方法进行详细说明。 1时域分析法 振动时域参数分析是对风力发电机组进行故障检测和诊断的简易方法，时域波形是经过DSP数据处理器去噪处理后的信号，包含较多的信息量。在时域诊断中，采用的参数有:均值、均方根值、峭度值、峰值、脉冲因子、裕度系数……通过监测这些特征参数是否超过设定的_值来诊断传动部件是否发生机械故障。幅域参数一般分为有量纲和无量纲2种类型的指标。均值、均方根值等为有量纲的时域参数。无量纲的时域参数包含偏态系数、波形因子、峰态系数、脉冲因子、裕度系数……现对时域分析中所涉及的主要釆用的参数进行简要介绍。 (1)均值:平均值又可称为直流分量，是用来评价信号是否稳定。表征了振 动信号变化的中心波动，是信号的常量分量，其表达式为 其中，n为总的采样点数;表示振动信号的样本函数。 (2)均方根值:均方根值，也叫方均根值，它是对信号先平方，再求取平均值后开方得到的，是对没有规律的信号比较有用。其表达式为 (3)峭度:峭度值是可以直接体现概率密度的一种可靠参数，概率密度函数分布形态偏移越大，峭度值的绝对值就越大。 峭度值可以反映概率密度图形的对称性。概率密度函数分布形态偏移越大，

峭度值的绝对值越大。 除此之外，还有几种比较常见的时域参数， 2频域分析法 时域振动信号的频谱分析是目前所知的研究故障特征方法中基础的方法之一，可以在频谱中，获得比较全面的故障信息。在频域中，主要从幅值频谱、功率频谱、倒频谱3个基本的频谱进行分析。频谱的功能是用来分析原始信号中轴承内圈、外圈的固有频率和故障频率，以及齿轮箱齿轮互相哨合产生的哨合频率;倒频谱的功能是用于容易地获得频谱的边频带中的周期成分，并确定故障发生的位置。 1.幅值谱分析 幅值频谱就是对传感器釆样所得的原始信号经处理后的振动信号进行一次傅立叶变换(FFT)，计算并画出该时域振动信号的频率图谱，傅立叶变化的表达式为：

一种典型的基础刚性不足引发机组振动的故障诊断

一种典型的基础刚性不足引发机组振动的故障诊断 罗伟，赵林芳，施建忠 （江苏永钢集团机动处，江苏张家港215628） 摘要：通过对机组进行振动监测，采用频谱分析技术进行故障诊断，并制定解决方案，采取相应措施解决了一例典型的基础刚性不足引发机组振动的故障。 关键词：电机；振动；刚性；频率；故障 1 前言 江苏永钢集团是大型钢铁联合企业，年炼钢、轧钢能力680万t。大型旋转设备作为生产的关键设备，一直是公司设备管理的重中之重。公司共有大型高压、直流电动机400余台均能实现精密点检，开展设备状态分析与故障诊断工作。 但是，随着近年来公司跨越式的发展，新建项目逐步增多，大型旋转设备的设计、安装质量问题也偶有发生。 2 机组故障情况 该公司烧结三厂新建300m2带烧生产线一条，其中二次混料机为高压电机经液力耦合器调速驱动齿轮箱带动混料滚筒转动，实现将配料均匀混合的生产过程。该机组具有转动惯量大、负荷重、转矩大等特点。从2011年12月11日开始，发现该分厂二次混料机高压电机非负载侧和负载侧垂直径向振动发生突变，振动数值快速上升并严重超标，严重影响了设备的正常运行。 3 诊断过程 （1）、设备参数及测点布置图电机型号：YKK560-6，电机编号560Y1020624,功率800kW，转数986r/min，测点布置见图1。 （2）数据采集该电机12月3日与12日的振动数据如表1所示（注：1 Av代表非负载侧轴向振动速度，1 Hv代表非负载侧水平径向振动速度，1 Vv代表非负载侧垂直径向振动速度）。 （3）数据分析由表1数据可以看出该机组负载侧振动较大，特别是负载侧垂直径向振动严重超标，而且从12月3日到12日之间有一个明显的上升趋势。其时域波形图如图2所示，频谱图如图3所示。由图2可以看出在波峰A至波峰B之间存在较为明显的单一方向的振动能量，且峰峰间距均为16.25 Hz（即1×r/min，转频成分）。对应的频谱图显示最大振动幅值在49.375 Hz处，达7.02 mm/s，整个谱图存在较为明显的3倍频成分，且垂直方向振动明显大于轴向和水平，说明存在松动和刚性不足的可能。

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态。所以，提高对内燃机运行状态的检测水平和故障诊断率，对于系统的安全、稳定运行来说，意义重大。下面就从振动分析的角度，对内燃机的结构和振动特性以及故障的诊断问题等进行分析。 内燃机的振动结构和振动特性 由于内燃机在运行的时候，在各种力的激励下，很容易产生振动的现象，再经过不同的传递路径传递到内燃机的表面。因此，当内燃机的零件产生变化的时候，内燃机的表面振动现象也会呈现出不同的振动特性。在此基础上，专家们研究出了在从内燃机的振动特性进行内燃机故障的诊断。 内燃机属于热能动力机械范畴，在人们长期的实践和创新中，内燃机的主运动系统已经形成了由连杆、活塞和曲轴组成的结构可靠、生命力强的曲柄连杆结构为主的系统。再加上其他的辅助系统，便组成了内燃机的结构。按

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哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 2.6 《机组运行规程》太仓电厂 3. 调试质量目标 符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》中有关系统及设备的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上，满足机组整套启动要求。 专业调试人员、专业组长应按附录1（调试质量控制点）对调试质量的关键环节进行重点检查、控制，发现问题应及时向上级领导汇报，以便协调解决，保证启动调试工作顺利进行。 4. 调试对象及简要特性介绍 该汽轮机系哈尔滨汽轮机厂与日本三菱公司联合设

机械故障诊断案例分析

六、诊断实例 例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断 某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。 图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势 图1-8 测点振值较小时的波形与频谱

图1-9 测点强振时的波形和频谱 (1)正常时，机组各测点振动均以工频成分）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的（相当于×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。 (2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。 (3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持×左右的比例关系。 (4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。 (5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。 诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。 生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。 例2：催化气压机油膜振荡 某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下： 工作转速：7500r/min出口压力：轴功率：1700kW 进口流量：220m3 /min 进口压力：转子第一临界转速：2960r/min 1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。

汽轮机轴振动监测中的数据采集与处理

汽轮机轴振动监测中的数据采集与处理 【摘要】本文详细地说明了轴心轨迹振动信号的预处理过程，对振动信号采样和滤波简单的分析了轴心轨迹信号频谱。通过对轴心轨迹特征的识别为轴心轨迹的稳定性及机组的在线监测系统提供 依据，对现场汽轮机发电机组的安全平稳运行有重大的意义。 【关键词】汽轮机组；轨迹识别；滤波；故障诊断 近年来，状态监测和故障诊断技术与系统的研究得到了高速发展。随着电力工业的发展，汽轮发电机组的总装机容量和单机容量都得到了迅速提高，机组轴系也越来越复杂，诱发机组振动的潜在因素也相应增加。振动问题在机组安全运行中的影响越来越大，人们也越来越关注机组振动对于生产安全稳定经济运行的影响。 1.研究意义 结合兰州石化公司动力厂背压发电装置，发电装置的各监控仪器仪表中，没有对整个机组在运行中的振动进行直接的监控。操作人员只能通过机组在运行过程中，对轴瓦的温度监控或是通过机组运行时所产生的声音进行经验性判断。因此，针对汽轮发电机组振动监测的数据采集和预处理做出大胆的设计。 本设计的实施对发电装置的生产运行的意义： （1）避免汽轮机转子发生重大安全事故而造成的巨大经济损失，保证转子在规定的期间内无故障安全可靠运行。 （2）振动监测诊断系统可及时判断转子是否有故障，并能够迅速

查明故障原因、部位、预测故障影响，提高汽轮机转子的维修管理水平，而本文所做的汽轮机发电机组振动监测的数据采集和预处理工作正是振动监测诊断系统的基础。它将对今后的汽轮发电机组进行全面远程监控及自动化改造提供可靠的数据来源。 2.振动信号采集 旋转机械轴系振动信号是以转速为基频的周期信号。在转子系统的振动检测中，需要对振动信号进行整周期采样来避免由于泄露、栅栏等不良效应带来的相位严重失真。传统振动分析方法通过硬件电路锁相倍频法来实现整周期采样，该方法的核心是锁相倍频电路的应用。键相信号经锁相电路倍频后，产生采样脉冲序列，控制采样电路的触发与关闭。该方法的优点在于同步性能好，结合并行采样/保持电路，可自动实现对各个通道振动信号的实时同步采样。但这种方法需要专用的数据采集卡，因此系统硬件成本比较高，开发周期长，且适应能力及硬件升级能力较差。 伪同步采样法充分发挥了通用数据采集卡中数据采集通道资源多的特点，将键相信号与振动信号进行同步采样，对振动信号的整周期截取则在采集后通过数据处理来实现。结合对柔性转子实验系统进行动平衡的实验结果表明：这种伪同步采样方法可有效满足转子振动信号处理对信号采样的要求。 3.振动信号的处理 在机械设备状态监测和故障诊断过程中，传感器的输出信号经采

机组轴系振动诊断及处理方法研究

机组轴系振动诊断及处理方法研究 发表时间：2017-07-17T16:02:39.080Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：王新雷[导读] 摘要：我们针对某机组在汽轮机高压转子临界转速下及带负荷过程中振动幅度大、随机性波动，以及转子后瓦轴振周期性波动、振幅增大等故障进行了分析诊断。 (中国电建集团河南工程公司河南省郑州市 450000) 摘要：我们针对某机组在汽轮机高压转子临界转速下及带负荷过程中振动幅度大、随机性波动，以及转子后瓦轴振周期性波动、振幅增大等故障进行了分析诊断。结果表明，引起振动的原因分别为汽轮机高压缸膨胀不畅、油挡积碳、发电机转子滑环以及发电机转子热不平衡等。我们对以上问题进行了诊断和处理的定向研究，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握机组轴系机构及产生机组振动的重要原 因，同时也为后期更好的处理机组振动问题提供参考。关键词:轴系振动;高压缸;膨胀;积碳;动静碰摩;热不平衡。 1、引言在发电企业运行过程中，机组轴系的正常运转与机组的发电效率有密切的联系，实际工作中，机组工作环境复杂，经常出现振动，危害较大，因此在现阶段加强对于机组轴系振动的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的掌握关于机组轴系的机构引发振动的主要原因，从而更好的保障机组轴系的正常运行，保障良好的运行效率。 2、机组轴系结构概述本文主要针对某型号双缸双排汽的轮机机组进行研究。该机组在高、中压部分采用合缸结构，双层缸设计为低压缸部分。在工作运行中负荷或蒸汽参数等变化，导致波动出现在低压转子两端轴振的幅值和相位上。在机组运行过程中负荷变动，轴承处轴振(分别为低压转子前、后轴承处)随时间呈类似周期性变化。而且凝汽器真空变化引起轴承处轴振的变化。使轴承处轴变化轨迹呈不规则的状态，轴振“削波”现象比较明显。机组轴承瓦温偏高，在运行中震动不稳定，而且轴振低频分量较大。根据上述异常现象在机组运行过程中的具体体现，我们推断有可能在低压缸中心存在动态偏移问题，使低压汽缸的中心与轴系的中心不符，导致局部区域动、静间隙消失，产生摩擦振动。为了确定导致轴瓦发生异常振动的真正原因，需对该问题进行分析研究。机组轴系由高、中压转子、低压转子、发电机转子和励磁机转子组成。各转子之间分别用常规刚性联轴器连接。高中压转子为落地式轴承，低压转子轴承安装在排汽缸上，而另一部分发电机轴承为端盖式轴承。还有一些轴承与励磁机安装在台板上，低压转子轴瓦、发电机转子轴瓦和励磁机转子轴瓦都为椭圆瓦，分别支撑在6个轴承上。 3、机组轴系振动原因分析对于高压缸膨胀故障，随着运行时间的延长，机组在升速通过临界转速时汽轮机高压转子振幅越来越高，并且在定速带负荷过程中出现大幅度爬升、回落的不稳定的现象。现场检查发现，汽轮机高压缸立销垫片己经拉毛、卷曲，严重影响汽轮机高压缸的膨胀及收缩。垫片的损坏直接影响了机组的正常工作。同时，在无任何操作的正常运行状态下的机组，汽轮机高压转子相对轴振出现无规律的波动现象最高振幅处于报警状态。由于工作转速下汽轮机高压转子呈现二阶振型的弯曲，转子两端靠近振型高点，所以应该在汽封处存在动静接触部位。通过检查也发现，汽轮机高压转子轴封发生严重漏气。由于热辐射的原因，机组长期运行将使油挡积碳，使动静间隙消失，从而导致汽轮机高压转子碰摩振动。而在机组起动定速以后，发电机转子后瓦轴振呈周期性波动。由此我们发现发电机转子振动以基频分量为主，且处于不稳定状态。据此分析，发电机转子由于较为明显的热弯曲和外伸端不平衡响应导致存在持续性、轻微的动静碰摩。引起周期性震动。但是随着机组功率的升高，发电机转子相对轴振幅值大幅度爬升，额定负荷工况下的测点处于报警状态。根据振动与负荷的趋势特征，我们分析发现该振动为发电机转子存在热不平衡所致。机组由于转子热不平衡造成了匝间短路故障、氢气冷却风道局部堵塞、转子线棒膨胀受阻。 4、机组轴系振动的处理方法我们通过对高压机故障进行系统排查得知，汽轮机高压转子轴振与汽轮机高压缸膨胀有关，更换垫片后，机组轴系的振动正常。而且通过排查发现，在机组运行过程中，由于发电机转子振动、滑环晃度过大、碳刷过硬以及安装紧力过大等因素的影响，均会引起发电机转子产生较为明显的热弯曲，对于外伸端不平衡响应灵敏度较高的发电机转子，则会引起明显的周期性振动。调整碳刷安装紧力后，发电机转子轴振周期性波动消失。我们在机组供热期操作时，应尽量缓慢调整抽汽量，避免瞬间增大或减小。同时严密监视机组、供热管道等振动。利用机组停机检修机会，做好高中压缸进汽部位汽缸保温，进一步检查阻碍汽缸膨胀的收缩因素，如滑销系统，抽汽管道以及支吊架等。而在正常运行中观察瓦轴振和瓦振以及偏心实时在线监控曲线，一旦发现当振动有增大趋势且继续上升时，应立即采用减小供热量，降低负荷等措施，及早控制振动的进一步增大，及时汇报和做好记录。机组正常运行当中，应尽量缓慢调整负荷，要符合规程的进行各主要参数的幅度变化。同时我们在根据负荷及热网供水温度的要求在调整热网加热器进汽时，要兼顾调整中压缸至低压缸蝶阀。并检查其中排压力和温度的变化，防止超压或者压力低于规程规定值。机组在停运时，轴瓦外油档应该进行认真清理，使油档下部回油孔增大，并加装挡汽隔热板在油档外侧。对高、中压汽缸进汽侧垂直部位加装保温，减少积碳的产生。机组在停运后，检修人员要严格执行检修工艺，避免再次泄漏。在揭缸检修中，对高中压缸汽封、立销间隙进行检查和调整，避免径向碰磨。现在,故障诊断在机械、电子、能源、化工、交通运输、航空航天、军事等各个领域得到了广泛应用。应用对象包括旋转机械、往复机械、流程工业、加工过程、仪器仪表等。由于旋转机械是各行各业用得最多的一类机械设备,所以,旋转机械的故障诊断问题始终是设备诊断技术研究的热门课题。汽轮机组是大型旋转机械,而且用途非常广泛,其故障诊断问题引起了有关单位和人员的高度重视。 5、结语通过以上防范措施，机组各瓦振动值均稳定有力的证明我们所采取的措施是有效的，这为以后类似机组维护提供了宝贵的经验，也为未来更好的处理同类型机组问题提供了参考。参考文献

50MW汽轮发电机组振动在线监测方案.

编号：M-20SZRD135Y-GZ-QJ-12 XX造纸集团有限公司环保迁建二期工程废综合利用动力车间工程汽轮发电机组振 动在线监测方案 工作人员：XXX 编写人员：XXX 审核：XXX 批准：XXX XX电力建设第二工程公司 二○一一年九月

摘要 本措施依据火电工程启动调试工作规定及机组调试合同的要求，主要针对XX造纸集团有限公司环保迁建二期工程废渣综合利用动力车间工程1×50MW汽轮发电机组、350t/h循环流化床燃煤锅炉机组启动调试工作提出具体方案。依据相关规定，结合本工程具体情况，给出了汽轮发电机组振动在线监测需要具备的条件、调试程序、注意事项等相关技术措施。 关键词：汽轮发电机组；振动在线监测；调试方案

目录 一、编制目的 (4) 二、编制依据 (4) 三、调试质量目标 (4) 四、调试对象及简要特性介绍 (4) 五、组织与分工 (4) 六、调试基本条件 (6) 七、调试启动过程中的预防措施 (6) 八、质量检验标准 (7) 九、调试过程中记录项目、内容和格式 (7) 十、调试工作的安全措施 (7) 附录1 (8) 附录2 (9) 附录3 (10)

一、编制目的 1.1测取机组在各种工况下的振动数据，全面了解机组振动情况，为机组以后启 停和正常运行提供判断故障的依据。 1.2测取机组实际的各临界转速值。 1.3检查及设备的运行情况，检验系统的性能，发现并消除可能存在的缺陷。 1.4为高速动平衡提供计算数据。 二、编制依据 2.1《火电工程启动调试工作规定》1996年 2.2《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》2009年版 2.3《火电工程调整试运质量检验及评定标准》 2.4《电力建设施工及验收技术规范》电力工业部 2.5《汽轮机运行说明书》 三、调试质量目标 符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（2006年版）》中有关系统及设备的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上，满足机组整套启动要求。 专业调试人员、专业组长应按附录1（调试质量控制点）对调试质量的关键环节进行重点检查、控制，发现问题应及时向上级领导汇报，以便协调解决，保证启动调试工作顺利进行。 四、调试对象及简要特性介绍 汽轮机主要技术参数 型式冲动式、高温、高压、单缸、双抽凝汽式汽轮机 制造厂东方汽轮机有限公司 型号CC60－8.83／1.27／0.49型 汽轮机的额定蒸汽参数： （1）主蒸汽压力8.83MPa 主蒸汽温度535℃ 主蒸汽流量217.9t/h

引风机振动增大原因的诊断与处理

引风机振动增大原因的诊断与处理 2007-09-18 12:11:30 作者：liuguimin1 来源：热电联盟浏览次数：10 文字大小：【大】【中】 【小】 简介：在历次处理引风机故障经验的基础上，通过分析、现场检测、诊断，认为其基础支持刚度不足是风机高负荷振动增大超标的主要原因，采用加固基础解决了问题。 关键字：引风机支持刚度；振动；诊断；处理 1台300 MW机组锅炉配备2台型号为AN25eb、静叶可调轴流式引风机。该风机自投运以来，因振动超标等问题采取过一些措施，但风机振动特性仍表现在空载或低负荷运行时振动小，在高负荷、满负荷时振动增大现象，且多次被迫降负荷或停风机处理，振动威胁着机组安全经济运行。 1 振动诊断 1.1 原因分析 (1) 引风机振动，一般来说其振动源应该来自风机本身，如转动部件材料的不均匀性；制造加工误差产生的转子质量不平衡；安装、检修质量不良；锅炉负荷变化时引风机运行调整不良；转子磨损或损坏，前、后导叶磨损、变形；进出口挡板开度调节不到位；轴承及轴承座故障等，都可使引风机在很小的干扰力作用下产生振动。但由于采取了一系列相应的处理措施，如风机叶轮和后导叶进行了防磨处理，轴承使用进口优质产品，轴承箱与芯筒端板的连接高强螺栓采取了防松措施，对芯筒的支承固定进行了改进，还增加了拉筋；严格检修工艺质量，增加引风机运行振动监测装置等，解决了一些实际问题，风机低负荷运行良好，但高负荷振动增大现象仍未能解决。 (2) 该风机在冷态下启动升至工作转速和低负荷时振动小，说明随转速变化由转子质量不平衡引起振动的问题影响不大；从风机振动频谱分析看出风机振动主要是工频振动，可以排除旋转失速，喘振等影响。 (3) 用锤击测量风机叶片的自振频率，该风机工作频率(叶片防磨后)为16.5 Hz，叶片一阶频率已大于K=7，故对第一类激振力是安全的；该风机进口导叶24片，第二类激振力频率为16.5×24=396 Hz，但频谱分析中，未发现有400 Hz左右的频率，可以认为第二类激振力对叶片振动和风机振动的影响不大。 (4) 风机振动主要是高负荷或满负荷振动增大，且振动不稳，出现波动或周期性振动。 ①振动不稳可能与锅炉燃烧调整、烟气流速、两台并联运行风机的流量分配等有关，同时也反映了风机支承刚度差、可能有局部松动等问题。风机进入高负荷发生振动增大现象，若在此情况下继续长时间运行，主轴承可能受损，其基础、台板、叶轮与主轴联接部件就有可能被振松，进而使振动更加恶化，最终导致停运风机解体检修。 ②从风机运行承力情况看，高负荷时，风机出力增大，根据作用力与反作用力原理，结果使支承转子

MATLAB在机械振动信号中的应用

MATLAB在机械振动信号中的应用 申振 （山东理工大学交通与车辆工程学院） 摘要：综述了现代信号分析处理理论、方法如时域分析（包括时域参数识别、相关分析等）、频域分析（包括傅立叶变换、功率谱分解等），并结合MATLAB中的相关函数来对所拟合的振动信号进行时域分析和频域分析，并对绘出的频谱图进行说明。 关键词：时域分析频域分析MATLAB 信号是信息的载体，采用合适的信号分析处理方法以获取隐藏于传感观测信号中的重要信息(包括时域与频域信息等)，对于许多工程应用领域均具有重要意义。对获取振动噪声信号的分析处理，是进行状态监测、故障诊断、质量检查、源识别、机器产品的动态性能测试与优化设计等工作的重要环节，它可以预先发现机械部件的磨损和缺陷等故障，从而可以提高产品的质量，降低维护费用。随着测试技术的迅速发展，各种信号分析方法也随之涌现，并广泛应用在各个领域[1]。 时域描述简单直观，只能反映信号的幅值随时间的变化，而不能明确的揭示信号随时间的变化关系。为了研究信号的频率组成和各频率成分的幅值大小、相位关系，应对信号进行频谱分析，即把时域信号通过适当的数学方法处理变成频率f（或角频率 ）为独立变量，相应的幅值或相位为因变量的频域描述。频域分析法将时域分析法中的微分或差分方程转换为代数方程，有利于问题的分析[2]。 MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一种功能强大、效率高、交互性好的数值计算和可视化计算机高级语言，它将数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示

有机地融合为一体，形成了一个极其方便、用户界面良好的操作环境。随着其自身版本的不断提高，MATLAB 的功能越来越强大，应用范围也越来越广，如广泛应用于信号处理、数字图像处理、仿真、自动化控制、小波分析及神经网络等领域[3]。 本文主要运用了MATLAB R2014a 对机械振动信号进行分析。分析过程包括时域分析和频域分析两大部分，时域分析的指标包括随机信号的均值、方差以及均方值。频域分析的性能指标包括对功率谱分析、倒频谱分析。在进行上述分析之前先要对振动信号进行拟合。机械振动分为确定性振动和随机振动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，周期振动又进一步分为简谐振动和复杂的周期振动。所以可以根据上述的分类来拟合振动信号[2]。在设计信号的处理程序时，运用MATLAB 中的相关函数来对所拟合的振动信号进行时域分析和频域分析，并对绘出的频谱图进行说明。 1 时域分析 1.1 均值 对于一个各态历经随机随机信号()x t ，其均值x μ为 1lim ()T x T x t dt T μ→∞=? （1） 式中 ()x t ——样本函数； T ——观测时间； x μ——常值分量。 1.2 方差 2 x σ是描述随机信号的波动分量，定义为 2 201lim [()]T x x T x t dt T σμ→∞=-? （1） 它表示信号()x t 偏离其均值x μ平方的均值，方差的正平方根x σ称为标准差。

汽轮发电机组振动在线监测技术措施(标准版)

( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 汽轮发电机组振动在线监测技 术措施(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

汽轮发电机组振动在线监测技术措施(标 准版) 1编制目的 为保证徐矿综合利用发电有限公司一期2X330MW机组#1机组顺利投产，对汽轮发电机组振动进行监测，特制定本措施。 2编制依据 2.1《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》1996年版 2.2《电力建设施工及验收技术规范》汽轮机组篇1992年版 2.3《火电工程调整试运质量检验及评定标准》1996年版 2.4《火电工程启动调试工作规定》1996年版 2.5汽轮机主机说明书及设计资料上海汽轮机厂有限责任公司 2.6机组运行规程徐矿综合利用发电有限公司 3调试质量目标

符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》中有关系统及设备的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上，满足机组整套启动要求。 专业调试人员、专业组长应按附录1（调试质量控制点）对调试质量的关键环节进行重点检查、控制，发现问题应及时向上级领导汇报，以便协调解决，保证启动调试工作顺利进行。 4系统及主要设备技术规范 该汽轮机系上海汽轮机厂设计、生产的亚临界、单轴、一次中间再热，双缸双排汽、凝汽式汽轮机，并配以上海电机厂生产的水、氢、氢冷发电机。本措施调试范围为汽轮机高中、低压转子，发电机构成的轴系轴振监测处理及轴瓦瓦振监测处理。与振动有关的主要部件特性简介如下： 4.1轴系构成 该机组轴系共由高中、低、发电机四个转子构成。高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。带有主油泵叶轮及超速跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起，主油泵叶轮

机组振动基础知识的讲解..

机组振动 一、基本概念 1．振动：物体偏离平衡位臵，出现动能和位能的连续相互转换的往复运动形式称振动。受一次冲击力产生的振动——自由振动：受周期性的变化力产生的振动——受迫振动。 2．振动的描述：振幅；频率；相位；方向。 3．振幅：单向振幅——振动极限位臵与平衡位臵之间的距离； 双向振幅——振动两极限位臵之间的距离，也称峰—峰值； 4．频率：每一秒钟振动的次数； 通频——最大振幅的振动频率； 基频——振幅最大的正弦振动频率； 分频——某一振动中各种正弦振动的频率 5．相位：振动信号最大值与转子谋一点的相对位臵； 6．方向：横向；轴向；扭转。 二、机组产生振动的原因 机组转子受周期性的不平衡力产生受迫振动，产生不平衡力的原因很多,按力的性质可分为： 1．不平衡离心力——转子的质量中心与回转中心不重合产生的不平衡离心力或不平衡力矩，周期性变化； 2．发电机不平衡的电磁力——转子磁场与静子磁场间不平衡作用力； 3．轴承油膜不平衡的作用力

4．蒸汽对转子作用的不平衡周向力 受迫振动的特点是：振幅大小与激振力成正比；振动频率等于激振力的频率；振动相位于激振力的相位有关； 作用在转子上的不平衡力或力矩，不可能完全消除，只能设法减小。因此，机组的振动不可避免，只要振幅不超过允许值，不影响安全运行。但轴承支撑刚度不足，可能使振幅放大，原来合格的振动变为不合格。 一般厂家保证：额定转速稳定运行时，轴承座的双振幅值不大于0.025mm，轴颈相对振动的双振幅值不大于0.076mm；在通过临界转速时，各轴承座双振幅值不大于0.08mm，各轴颈相对振动双振幅值不大于 0.24mm。若出现异常振动，表明存在机械故障，影响安全运行。 三、机组振动的危害 1．动静部分摩擦、转子弯曲； 2．轴承磨损，轴承脱胎；轴承座紧固螺钉松动； 3．凝汽器管束和主油泵零件损坏。 4．发电机振动过大，滑环和电刷磨损加剧，静子槽楔松动、绝缘磨损。 四、机组振动的测量——无法测量直接转子的最大振幅 过去测量轴承座的振动振幅。虽然轴承座的振动与转子的振动成比例，但受轴承座刚度的影响，不能真实地反映转子的振动状况。现在机组采用涡流位移传感器测量轴颈相对轴承座的振动和轴承座的振动。 测量轴颈相对振动的振幅会出现机械偏差，即轴颈圆周表面的椭圆度、偏心率、剩磁，或材质不均等引起的偏差。一般可以通过扣除偏心率的方法修正，但对弹性热弯曲引起的误差无法估量。

振动检测与故障诊断分析

概述 对旋转设备而言，绝大多数故障都 是与机械运动或振动相密切联系的，振 动检测具有直接、实时和故障类型覆盖 范围广的特点。因此，振动检测是针对 旋转设备的各种预测性维修技术中的核 心部分，其它预测性维修技术：如红外 热像、油液分析、电气诊断等则是振动 检测技术的有效补充。 相关仪器-----测振仪 VIB05 来自中国祺迈KMPDM的VIB05多功能振动检测仪是 基于微处理器最新设计的机器状态监测仪器，具备有振动 检测，轴承状态分析和红外线温度测量功能。其操作简单， 自动指示状态报警，非常适合现场设备运行和维护人员监 测设备状态，及时发现问题，保证设备正常可靠运行。 振动测量 VIB05可测量振动速度，加速度和位移值。当保持振 动速度读数时，仪器立即比较内置的ISO10816-3振动标准，自动指示机器报警状态。 轴承状态检测 VIB05可测量轴承状态BG值和BV值，它们分别代表高频振动的加速度和振动速度有效值。当保持轴承状态读数时，仪器按内置的经验法则自动指示轴承报警状态。 振动检测仪是测量物体振动量大小的仪器，在桥梁、建筑、地震等领域有广泛的 应用。振动检测仪还可以和加速度传感器组成振动测量系统对物体加速度、速度和位 移进行测量。

VIB07 来自中国祺迈KMPDM的VIB07多功能振动检测仪是基 于微处理器最新设计的机器状态监测仪器，具备有振动检测， 轴承状态分析和红外线温度测量功能。其操作简单，自动指 示状态报警，非常适合现场设备运行和维护人员监测设备状 态，及时发现问题，保证设备正常可靠运行。 主要特点 1、测振仪设计先进，具有功耗低、性能可靠、造型美 观、使用携带极为方便的特点。 2、按国标制造，测量值与国际振动烈度标准(ISO2372)比对可直接判断设备运行状态。 3、高可靠性的环形剪切加速度传感器，性能远远优于压缩式传感器。 4、具有高低频分档功能，在振动测量时，便于识别设备故障类型。 5、备有信号输入功能，配接温度传感器，即可测量温度。 6、备有信号输出功能，选配专用耳机，兼具设备听诊器功能；配接示波器、可用来监测、记录振动信息。 7、按振动传感器与主机的连接方式分为一体式和分体式供您选择。 8、适用于各类机械的振动、温度测量。 动平衡仪-----KMBalancer现场动平衡仪 现场动平衡分析仪KMBALancer是KMPDM 祺迈公司的产品。它嵌入式计算机技术和动平衡技 术，兼备现场振动数据测量、振动分析和单双面动 平衡等诸多功能，简捷易用。是工矿企业预知保养 维修，尤其是风机、电动机等设备制造厂和振动技 术服务机构最为理想之工具。它是美国尖端科技产 品。

振动信号的采集与预处理

振动信号的采集与预处理 几乎所有的物理现象都可看作是信号，但这里我们特指动态振动信号。 振动信号采集与一般性模拟信号采集虽有共同之处，但存在的差异更多，因此，在采集振动信号时应注意以下几点： 1. 振动信号采集模式取决于机组当时的工作状态，如稳态、瞬态等； 2. 变转速运行设备的振动信号采集在有条件时应采取同步整周期采集； 3. 所有工作状态下振动信号采集均应符合采样定理。 对信号预处理具有特定要求是振动信号本身的特性所致。信号预处理的功能在一定程度上说是影响后续信号分析的重要因素。预处理方法的选择也要注意以下条件： 1. 在涉及相位计算或显示时尽量不采用抗混滤波； 2. 在计算频谱时采用低通抗混滤波； 3. 在处理瞬态过程中1X矢量、2X矢量的快速处理时采用矢量滤波。 上述第3条是保障瞬态过程符合采样定理的基本条件。在瞬态振动信号采集时，机组转速变化率较高，若依靠采集动态信号（一般需要若干周期）通过后处理获得1X和2X矢量数据，除了效率低下以外，计算机（服务器）资源利用率也不高，且无法做到高分辨分析数据。机组瞬态特征（以波德图、极坐标图和三维频谱图等型式表示）是固有的，当组成这些图谱的数据间隔过大（分辨率过低）时，除许多微小的变化无法表达出来，也会得出误差很大的分析结论，影响故障诊断的准确度。一般来说，三维频谱图要求数据的组数（△rpm分辨率）较少，太多了反而影响对图形的正确识别；但对前面两种分析图谱，则要求较高的分辨率。目前公认的方式是每采集10组静态数据采集1组动态数据，可很好地解决不同图谱对数据分辨率的要求差异。 影响振动信号采集精度的因素包括采集方式、采样频率、量化精度三个因素，采样方式不同，采集信号的精度不同，其中以同步整周期采集为最佳方式；采样频率受制于信号最高频率；量化精度取决于A/D转换的位数，一般采用12位，部分系统采用16位甚至24位。 振动信号的采样过程，严格来说应包含几个方面： 1. 信号适调 由于目前采用的数据采集系统是一种数字化系统，所采用的A/D芯片对信号输入量程有严格限制，为了保证信号转换具有较高的信噪比，信号进入A/D以前，均需进行信号适调。适调包括大信号的衰减处理和弱信号的放大处理，或者对一些直流信号进行偏置处理，使其满足A/D输入量程要求。 2. A/D转换

振动监测意义和如何实现复习过程

一、振动监测的意义 风力发电机组是风电场的关键设备，长期以来一直采用计划维修(即机组运行2500h或5000h 后进行例行维护)或事后维修(出现故障后再维修)的方式。计划维修无法及时了解设备的运行情况，而事后维修则由于事先的准备不够充分,造成维修工作的耗时太长、损失严重。在风电机组上应用振动监测技术，定期监测风电机组的振动信号并结合风电机组的温度等参数可以实现预知维修，实现维修体制的转变。采用预知维修和故障诊断技术可以延长机组连续运行的周期；做到对机组的状态心中有数，从而针对不同的机组采取不同的措施。属于正常运行状态的机组，按例行方法继续监测；属于状态劣化和故障进行性发展的机组，重点监测；而个别故障严重发展的机组，应及时进行诊断和停机检修，同时根据预测结果，可针对性地准备有关零部件的备件。这样可以大大减少盲目维修及突发性事故停机时间、延长机组的使用寿命、提高企业的综合经济效益。 综上所述，对风电机组实施振动监测的意义有以下几点： ?预知故障 对机组可能发生的故障及时预警，实现在故障初期实施修正 ?明确故障部位 确定故障部位及其原因，节省维修成本与时间 ?合理安排零部件库存 既保证零部件最小库存，也保证部件更换具有足够的准备 ?实现预知维修 实现预知维修，避免过度维修和维修不足 二、振动监测分类 风电机组振动监测的实施方法有连续监测、定期监测和故障监测。其各自特点如下： ?连续监测 也称在线监测，以数据采集和计算机分析技术，包括远程故障诊断系统为手段的精密诊断。 优点：信息收集比较全面，分析手段丰富，准确性较高。 缺点：设备投资较高，操作人员需要较高的理论基础。 ?定期监测 按照确定的时间间隔，进行定期监测，一般以简单小型便携式检测仪器为手段，属于简易诊断。 优点：设备简单、投资较小，操作简便、易行。 缺点：信息收集和分析相对简单。 ?故障监测 操作人员和维修人员以巡回检查为基础，感官发现设备运行异常时，再对设备进行测试和分析，查找故障原因，评价运行状况，为检修提供依据、指明方向。 目前较为常用的监测方法，介于精密诊断和简易诊断之间，适合于小型机组或离线监测设备的诊断分析。

振动监测与故障诊断

压电式：必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段，有足够高的共振频率 内置IC的集成加速度传感器，恒流供电阻抗变换方式，对电缆铺设要求不高 非集成式：电压干扰进入通道，要求该电容不随机壳振动而变化。因而必须紧贴机壳固定，使耦合电容值最小且不变。 应变式：粘贴式：加电桥线路，温度补偿。 非粘贴式：不粘贴于弹性元件，直接贴在活动。质量块与基座之间。电阻变化反应灵敏度高，低频特性好，稳定，易受温度湿度影响。 安装方式：绝缘：1钢螺栓安装（绝缘螺栓，钢螺栓）2双面胶（AB 胶，502胶，不耐高温，可用丙酮、酒精清洗）3石蜡（薄螺母）不耐高温 2·瞬时转速诊断内燃机故障原理 柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。 负载（包括轴带系，摩擦损失扭矩等）的扭矩TL为常数，即柴油机输出扭矩。 简化后，柴油机运动方程： 某缸做功能力↓，该缸转速波动峰值↓↓ 某缸做功能力↓，各缸之间转速波动率↑ 由波动率作功峰值变化+波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与功率不足故障，定位故障缸 转速波动原因：气体压力，往复惯性力 3·振动信号按频率范围分类，各振动考察什么物理量。 机械振动：1、低频振动（<10HZ）2、中频振动（10~100）3高频振动（>1000HZ） 低频：主要测量位移量-与应力相关 中频：主要测速度量-疲劳进程，振动能量正比于速度平方 高频：主要测量振幅是加速度。表征冲击力的强度 4·频谱分析 时间长度：T=N*△t，分析频率：fs=1/△t， 时间分辨率：△f=1/T，采样频率：fs=1/△t 频率分辨率：fc=Nf*△f，谱线数目参数：fs=2.5bfc，采样总数点：Nf=N/2或N/2.56 5·正常示功图的特征

汽轮发电机组振动在线监测技术措施(通用版)

汽轮发电机组振动在线监测技术措施(通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0672

汽轮发电机组振动在线监测技术措施(通 用版) 1编制目的 为保证徐矿综合利用发电有限公司一期2X330MW机组#1机组顺利投产，对汽轮发电机组振动进行监测，特制定本措施。 2编制依据 2.1《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》1996年版 2.2《电力建设施工及验收技术规范》汽轮机组篇1992年版 2.3《火电工程调整试运质量检验及评定标准》1996年版 2.4《火电工程启动调试工作规定》1996年版 2.5汽轮机主机说明书及设计资料上海汽轮机厂有限责任公司 2.6机组运行规程徐矿综合利用发电有限公司 3调试质量目标

符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》中有关系统及设备的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上，满足机组整套启动要求。 专业调试人员、专业组长应按附录1（调试质量控制点）对调试质量的关键环节进行重点检查、控制，发现问题应及时向上级领导汇报，以便协调解决，保证启动调试工作顺利进行。 4系统及主要设备技术规范 该汽轮机系上海汽轮机厂设计、生产的亚临界、单轴、一次中间再热，双缸双排汽、凝汽式汽轮机，并配以上海电机厂生产的水、氢、氢冷发电机。本措施调试范围为汽轮机高中、低压转子，发电机构成的轴系轴振监测处理及轴瓦瓦振监测处理。与振动有关的主要部件特性简介如下： 4.1轴系构成 该机组轴系共由高中、低、发电机四个转子构成。高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。带有主油泵叶轮及超速跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起，主油泵叶轮