振动故障机理及案例资料

转子质量不平衡

案例一：轴流式送机现场动平衡
转子质量不平衡
转子质量不平衡
转子质量不平衡
表1 B送风机动平衡数据
轮毂侧轴承水平振动(μm)
电机侧轴承水平振动(μm)
通频 平衡前第一次启动 平衡前第二次启动 平衡后 328 306 32.5
工频 286∠278° 271∠283° 28.2∠164°

案例：某600MW机组，在大修后并网发 电，此时低压转子前轴承振动偏大。在 加负荷至约300MW时，低压转子振动增 大，随后降低负荷，一段时间后振动降 低，随后再次加负荷，转子振动持续增 大，约十几分钟后跳机。
转子在工作转速下发生碰磨

故障应对：对于新建机组或大修后的机 组，在加负荷过程中应该小心操作，加 减负荷速率不能太快，同时应严格监视 和控制各项运行参数。在加负荷过程中 如果出现振动显著增大的情况，应及时 减负荷。待转子振动降低且平稳后再进 行加负荷操作。
动静碰磨


故障特征： 转子在升速过程中接近一阶临界转速时 振动迅速增大，停机过程中振动明显大 于升速过程。 通常发生在一阶临界转速之下的碰磨较 为严重，危害也较大。在有些情况下， 发生在高转速下的碰磨也会严重影响振 动。
动静碰磨

案例一：150MW机组调试启动过程中发 生碰磨故障
动静碰磨
转子质量不平衡
转子质量不平衡


转子使用ENTEK B140型移动式软支撑 动平衡机进行现场低速动平衡。 平衡精度达到国标GB9239-88 G2.5级 平衡中转子上配重调整量达5kg。
转子质量不平衡
转子质量不平衡
转子质量不平衡



振动分析： 发电机转子一、二阶模态振动响应都比 较明显。 工作转速下振动受二阶模态影响较为明 显，发电机两个轴承振动相位接近相反。 事故前汽轮机低压转子振动较好，说明 低压转子的平衡没有问题。

转子在工作转速下发生碰磨

故障机理：此类故障一般发生在机组带 负荷运行过程中，由于运行操作不当， 加负荷过快，使金属温度变化较快，各 部件膨胀变形不均匀，局部动静间隙消 失，产生摩擦。同时，某些转子的二阶 临界转速较为靠近工作转速，转子摩擦 变形后激起较大的二阶模态振动，严重 时会导致跳机。
转子在工作转速下发生碰磨
部件飞脱


故障机理： 转子在运行时，部件突然飞脱，产生较 大的不平衡力，转子振动突然增大。 部件飞脱后，有可能伴随产生碰磨故障。 一般情况下，振动突变后，转子振动维 持在较高水平。
动静碰磨故障的一般处理原则

如果观察到转子在较低转速下振动过大，尤其 是瓦振偏大，且在固定转速下持续增大时，发 生碰磨故障的可性能很大，应及时停机，不能 再尝试升速越过临界转速区。
机组在启动（尤其是冷态）过程中应严格控制 各项参数，各项保护均应投入，当因振动大跳 机后，不能立即挂闸再次启动

动静碰磨故障的一般处理原则
转子质量不平衡

平衡方案： 在发电机转子上添加一组650g的反对称 重量。
转子质量不平衡
转子质量不平衡


该案例总结： 挠性转子采用刚性平衡法平衡后，可以 大幅减小其不平衡量，使转子在临界转 速下振动不致过大。 刚性联轴器连接的各转子振动相互影响 较大。
动静碰磨


故障机理： 转子局部高速碰磨后迅速发热，使转子 发生热弯曲，产生很大的不平衡力，转 子振动随之迅速上升。 由于动静碰磨是一种复杂的非线性过程， 因此会产生一些复杂的振动现象。
通频 152
工频 119∠273° 测点故障
26.7
20.1∠172°
转子质量不平衡
ຫໍສະໝຸດ Baidu
案例2：200MW机组现场动平衡
转子质量不平衡


2009年1月，机组在运行过程中发生发电 机转子漏水事故，随即停机检修。 检修后转子应返回制造厂进行高速动平 衡，考虑到工期及费用的因素，决定采 用现场低速动平衡，机组启动后再进行 现场高速动平衡。

机组停机后，应进行连续盘车，同时检 查转子晃度。一般来说，碰磨后的转子 晃度会严重超标。
经盘车后如果转子晃度回到原始值，并 且听音检查无异常，机组各项参数均正 常的情况下，可以尝试再次启动。

动静碰磨故障的一般处理原则

一般较为轻微的碰磨经过一两次启动后即可消 除，转子可以顺利通过临界转速区。 如果转子连续数次不能通过临界转速区，不能 再次启动机组，更不能通过放宽保护限值甚至 解保护的方式强行冲动，否则极易造成转子严 重磨损和永久弯曲的严重事故。
动静碰磨


机组启动前轴晃度指示约为10μm，停机 投入盘车后，轴晃度指示约为80μm，经 过数小时的盘车，又恢复到10μm 。 经过数次启动后，再次启动时注意监视 和调整汽缸金属温度。机组终于顺利定 速。
动静碰磨

案例二：600MW机组发电机碰磨 振动现象： 机组第一次启动。在升速至400r/min进 行定速检查的时候，发电机的轴振和瓦 振持续增大，最后因轴振达到保护值 （250μm）而跳机，惰走过程中轴振最 大达到380μm。 。
动静碰磨

在盘车检查时，发现5瓦外侧裸露轴段有 一处灼烧痕迹，用手摸可以明显感觉到 发热。在此处打百分表测量也显示，轴 颈晃度较大，达到60μm，高于启动前的 测量值30μm。因此可以确定在5瓦处， 轴颈与油挡发生了较为严重的碰磨。
动静碰磨

5号轴承的油挡采用的是尼龙材料，而不是以 往常用的金属材料，因此安装时忽略了发生严 重碰磨的可能性，将动静间隙留得较小。在机 组启动后，转子随即与油挡发生碰磨。由于此 处转子轴颈较粗，在低转速下，其轴颈表面线 速度也比较大，因此碰磨情况比较严重，导致 转子局部产生高温，发生热弯曲，进一步加重 了碰磨。最后导致轴承振动迅速增大而跳机。
振动故障机理及案例
东北电力科学研究院 常强 2009年8月
转子质量不平衡



机理：转子残余质量不平衡过大，产生 较大离心激振力，转子——轴承系统振 动响应较大。 对于挠性转子来说，低阶不平衡响应对 高转速下的振动响应影响较小 不平衡故障可以通过动平衡试验消除
转子质量不平衡

故障特征： 振动频率成分以工频振动为主 在固定转速下，振幅和相位比较稳定 振动随转速变化比较明显，其他工况的 变动对振动影响不大。