汽轮机间歇性振动故障分析处理

汽轮机间歇性振动故障分析处理
摘要：引起汽轮机振动的因素很多，几乎所有误差都会反映在汽轮机振动的
不同程度。

本文针对汽轮机间歇性振动故障的成因进行分析，通过汽轮机振动成
因及大量现场实际振动案例的分析，归纳总结出一系列间歇性振动故障的处理方法。

一方面防止汽轮机组的间歇性振动过大导致的意外停机，一方面减小汽轮机
组的振动延长机组的寿命，可以更好地保证汽轮机组的安全、正常的运行和生产。

关键词：汽轮机间歇性振动;故障分析;处理;
每台汽轮机组均会存在或大或小的振动，但是在规定范围以内的振动均属于
正常，不会对机组造成恶劣影响。

但是当振动远远高于报警甚至连锁停机值时，
就会对汽轮机组造成恶劣的后果，严重影响汽轮机组的正常使用以及服役寿命，
严重时甚至造成汽轮机组毁坏的恶性事故。

汽轮机的安全性能是机组极为重要的
性能指标，汽轮机的异常振动表明需要检查机组运行中存在安全隐患，本文分析
汽轮机运行过程中异常间歇性振动故障原因分析及处理措施。

1. 汽轮机间歇性振动故障分析
常见的振动故障一般是持续变大的，包括：动平衡不佳、动静刮擦、转子过
临界、机组沉降或接触不实、对中不佳等原因。

而在现实中经常出现间歇性振动故障，也就是不定期的振动迅速上升在持续
很短一段时间之后迅速下降，这个振动的波动值远远超出正常的振动波动值，我
们称之为间歇性振动故障。

常见的汽轮机间歇性振动故障包括：油膜振荡、油挡环积碳、振动探头假信号、水汽油管路不畅、被驱动设备的影响、工艺原因。

根据常见的间歇性振动故障我们可以对其特性现象进行分析，进而给出了以
下分类：
1.1 油膜振动
频谱为半倍频，轴心轨迹为紊乱或8字（详见图1-1c,f），对应管路的油压有明显的波动。

1.2 油挡环积碳
频谱为一倍频，轴心轨迹为椭圆上有尖锐毛刺（详见图1-1d及图1-3），新机组不会出现该现象，常见于运行一段时间的老机组。

1.3 振动探头假信号
常见现象是几十毫秒内振动急速升高然后下降。

1.4 水管路不畅
频谱为一倍频，轴心轨迹为椭圆上有尖锐毛刺，现象疏水管路温度偏低，前后汽封处疏水不畅还会有水被转子甩出。

图1-1轴心轨迹
图1-2正常波形图
图1-3带毛刺波形图及频谱
1.5 油管路不畅
现象同油膜振荡，频谱为半倍频，轴心轨迹为紊乱或8字，实际上油管路不
畅现象会导致油膜振动。

1.6 汽管路不畅
频谱为一倍频，现象转子转速或负荷剧烈波动。

1.7 被驱动设备的影响
频谱为二倍频，现象为被驱动设备振动先上升进而带动驱动端振动升高。

1.8 工艺原因
工艺参数急剧变化导致振动瞬间波动。

基于上述数据归纳总结出常见的汽轮机间歇性振动故障。

2. 事例分析
实例分析：某厂沈鼓配套杭汽循环氢压缩机机组，汽轮机型号NG32/25根据
用户反馈在运行过程中后轴承座多次发生不规律振动故障，最大值甚至达到56um （该机60um报警，80um联锁跳车）。

综上可以看出该机组的振动属于间歇性振动，且以1倍频为主，并且轴心轨
迹和波形图均存在毛刺，所以去油挡环处进行检查，发现油挡环处存在积碳现象，对积碳进行处理后，机组运行一切正常。

3. 间歇性振动故障处理措施
根据间歇性振动故障的形成原因和处理方法进行归纳总结，进而给出以下分类：
3.1 油膜振动、油管路不畅
形成原因：油的温度过低或过高，压力过小或过大，轴与瓦的间隙过大或过小。

解决方法：稳定油膜有三个前提：温度、压力、间隙，所以要通过冷油器和电加热控制保证润滑油温在42℃～45℃，通过刮瓦或者更换瓦块及更换瓦块种类使瓦块间隙合格，通过油压节流阀控制油压稳定。

3.2 油挡环积碳
形成原因：由于轴承座内为微负压导致外界杂质向轴承座内吸入，杂质、油污以及蒸汽高温炭烤进而形成积碳现象，当积碳累积到一定量与转子接触导致振动变大，积碳被转子碰掉之后振动又回至正常值。

解决方法：在前后油挡环处增加氮封管路，有氮封管路的建议增大氮封气压力，大大减缓积碳时间，同时在大修时检查油挡环间隙和汽轮机外气封间隙，对间隙过大的进行更换处理。

3.3 振动探头假信号
由于信号干扰导致振动探头信号发生变化，进而影响数值。

解决方法：增加抗干扰设备，使用抗干扰能力突出的振动探头种类。

3.4 水管路不畅
由于疏水不畅，导致冷凝水倒灌至转子，进而导致转子冷热不均导致振动变大。

解决方法：通过测量疏水管路温度，确定问题管路并且对其进行处理。

3.5 油管路不畅
油管路不畅导致油压波动进而导致油膜振荡，导致振动。

解决方法：对油管
路进行吹扫以确保通畅。

3.6 汽管路不畅
汽量发生大量变化进而影响转速及负荷，导致转速及负荷剧烈变化，进而导
致振动增大。

解决方法：对汽管路进行吹扫排查，对堵塞管路阀门进行处理。

3.7 被驱动设备的影响
被驱动设备振动上升，进而导致汽轮机驱动端振动连带提升。

解决方法：解决驱动设备的振动原因。

3.8 工艺原因
工艺参数发生大幅度变化，进而导致振动增大。

解决方法：工艺进行调整，避免该种情况。

4. 结束语
汽轮机是把蒸汽热能转化为转子旋转机械能的设备，多用于工业拖动、发电
等领域。

汽轮机振动将严重影响机组的正常使用以及服役寿命，严重时甚至造成
汽轮机组毁坏的恶性事故。

本文对汽轮机运行过程中出现的异常间歇性振动故障
进行了原因分析及处理措施。

汽轮机是把蒸汽热能转化为转子旋转机械能的设备，多用于工业拖动、发电等领域。

参考文献：
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