汽轮机振动及事讲义故处理
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– 飞脱时产生的工频振动是突发性的，在数秒钟内以某一瓦振或轴振为 主，振幅迅速增大到一个固定值，相位也同时会出现一个固定的变化。 相邻轴承振动也会增大，但变化的量值不及前者大。这种故障一般发 生在机组带有某一负荷的情况。
发生松动的部件可能有护环、转子线圈、槽楔、联轴器等。
– 部件松动所造成的工频振动大的情况可以发生在升速、定速或带负荷 过程。有的情况下大振动会变小，出现波动现象。
汽轮发电机组振动故障特征汇总表
序号
故障名称
1 原始质量不平衡
频谱特征 1X
其它特征
振幅、相位随转速变化，随时间不变，轴心轨迹呈椭圆轨迹 或圆轨迹
2 转子原始弯曲
1X
3 转子热弯曲
1X
4 转动部件（叶片、
1X
平衡块）飞脱
低转速下转轴原始晃度大，临界转速附近振动略减小 振幅、相位随时间缓慢变化到一定值，转子冷却后状况恢复 振动突增，相位突变到定值，伴随声响
序号
故障名称
频谱特征
其它特征
14 转子中心孔进油
1X、0.8X～0.9X 与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大
15 转轴截面刚度不对称
2X
1/2临界转速有2X振动峰
16 轴承座刚度不对称
2X
垂直、水平振动差别大
17 轴承磨损
1X、次同步 1X、1/2X、1.5X高
18 轴承座松动
1X
与基础振动差别大
– 原始不平衡； – 转动过程中的部件飞脱、松动; – 转子的热弯曲。 原始不平衡是主要原因。
原始不平衡
原始质量不平衡指的是转子开始转动之前在转子上已经存在的不平 衡。它们通常是在加工制造过程中产生的，或是在检修时更换转动 部件造成的。
这种不平衡的特点：
– 除振幅和相位的常规特征外，它的最显著特征是“稳定”，这个稳定是 指在一定的转速下振动特征稳定，振幅和相位受机组参数影响不大，与 升速时或带负荷的时间延续没有直接的关联，也不受启动方式的影响。
速，大于1X振幅
10 汽流激振
fcril
与负荷密切相关，突发性的大振动，频率为转子第一临界转
速，改变负荷即消失
11 结构共振 12 结构刚度不足 13 转子裂纹
1X、分数、倍频 1X
1X、2X
存在明显的共振蜂，与转速有关 与转速有关，瓦振轴报接近 降速过1/2临界转速有2X振动峰，随时间逐渐增大
汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)
1X、2X
振幅逐渐增大
常见振动故障的诊断
下面介绍机组常见振动故障特征、判断方法。
– 质量不平衡 – 转子的弯曲 – 动静碰摩 – 油膜失稳和汽流激振 – 结构共振 – 结构刚度不足 – 联轴器不对中 – 裂纹转子 – 转子中心孔进油 – 转子截面刚度不对称
质量不平衡
转子质量不平衡是汽轮发电机组最常见的振 动故障，它约占了故障总数的80％。随着制 造厂加工、装配精度以及电厂检修质量的不 断提高，这类故障的发生率正在逐渐减少。 即使如此，质量不平衡目前仍是现场机组振 动的主要故障。
– 具体所测的数据中，在同一转速，工况相差不大时，振幅波动约20％， 相位在10°~20°范围内变化的工频振动均可以视为是稳定的。
对于新机组，原始不平衡在第一次升速就会显现出来，在对转子进 行任何处理之前的升降速振动数据中，特征重复性很好。
转动部件飞脱和松动
汽轮发电机组振动发生转动部件飞脱可能有叶片、围带、拉 金以及平衡质量块；
最关键的特征是：稳定的工频振动在整个信号 中占主要成分。
工频振幅为主的状况应该是稳定的，这包括：
– 各次启机； – 升降速过程； – 不同的工况，如负荷、真空、油温、氢压、励磁电
流等。
工频振动的相位同时也是稳定的。 第二个主要依据是这种状况的重复性。
转子质量不平衡的分类特征
汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的 原因有三个：
5 转轴不对中 6 联轮器松动 7 动静碰摩 8 油膜涡动 9 油膜振荡
1X、2X
高的2X或3X振幅，1/2临界转速有2X共振峰，“8”字形轨迹
1X 、2X等
与负荷有关
1X、整分数、倍频 内环或外环轨迹，振幅、相让缓慢旋转；或根幅逐渐增加
0.35~0.5X
低频的出现与转速有关
fcril
在一定转速出现，突发性的大振动，频率为转子第一临界转
精品
汽轮机振动及事故 处理
百度文库
汽轮机常见故障
机组振动 油系统着火
水冲击 超速
机组振动故障
机组振动故障的现场处理要求
近几十年国内有关单位对机组振动故障处理的历史和经验 教训说明，对振动故障的定性一般并不困难，但在确定故 障的具体原因时，由于对造成故障的机理分析有分歧，使 得误判时有发生。因此，机组振动故障的诊断除需要现场 经验外，还应该掌握一定的基础理论和科学的分析能力， 这样才能快捷地找出故障的确切原因，提出正确的根治措 施，而不致盲目地一概采用现场高速动平衡的方法，使得 表面上振动有所减小，实际上没有根治，机组经过一段时 间的运行或检修后，振动重复出现。
19 瓦差松动，紧力不足 1X、分频、1/2X 可能出现和差振动或拍振
20 瓦体球面接触不良
1X和其他
振幅不稳定
21 叶轮松动
1X
相位不稳定，但恢复性好
22 轴承供油不足
1X
瓦温、回油温度过高
23 匝间短路
1X、2X
和励磁电流有关
24 冷却通道堵塞
1X
与风压、时间有关
25 磁力不对中
2X
随有功增大
26 密封瓦碰摩
平衡质量块飞脱的一个案例
某电厂的200MW机组大修后启机，3、4号轴承振动大进 行动平衡，接长轴联轴器加重1600g，用两个M14的螺钉 固定，升速到2600rpm时，3号轴承附近发出一声响声， 振动增大，立即停机，发现平衡块飞脱。2600rpm平衡块 飞前，3号轴振为 179mm∠14°，瓦振为 41mm∠69°， 飞后3号轴振为 220mm∠60°，瓦振为 47 mm∠118°，平 衡块飞脱使得轴振和瓦振相位变化约60°，轴振振幅增加 40mm，瓦振振幅增加 6mm。
处理手段：低速动平衡，高速动平衡。
转子不平衡（Rotor Imbalance）
Mass centerline Shaft centerline
Static imbalance
Mass centerline
Shaft centerline Coupled imbalance
9
质量不平衡的一般特征
发生松动的部件可能有护环、转子线圈、槽楔、联轴器等。
– 部件松动所造成的工频振动大的情况可以发生在升速、定速或带负荷 过程。有的情况下大振动会变小，出现波动现象。
汽轮发电机组振动故障特征汇总表
序号
故障名称
1 原始质量不平衡
频谱特征 1X
其它特征
振幅、相位随转速变化，随时间不变，轴心轨迹呈椭圆轨迹 或圆轨迹
2 转子原始弯曲
1X
3 转子热弯曲
1X
4 转动部件（叶片、
1X
平衡块）飞脱
低转速下转轴原始晃度大，临界转速附近振动略减小 振幅、相位随时间缓慢变化到一定值，转子冷却后状况恢复 振动突增，相位突变到定值，伴随声响
序号
故障名称
频谱特征
其它特征
14 转子中心孔进油
1X、0.8X～0.9X 与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大
15 转轴截面刚度不对称
2X
1/2临界转速有2X振动峰
16 轴承座刚度不对称
2X
垂直、水平振动差别大
17 轴承磨损
1X、次同步 1X、1/2X、1.5X高
18 轴承座松动
1X
与基础振动差别大
– 原始不平衡； – 转动过程中的部件飞脱、松动; – 转子的热弯曲。 原始不平衡是主要原因。
原始不平衡
原始质量不平衡指的是转子开始转动之前在转子上已经存在的不平 衡。它们通常是在加工制造过程中产生的，或是在检修时更换转动 部件造成的。
这种不平衡的特点：
– 除振幅和相位的常规特征外，它的最显著特征是“稳定”，这个稳定是 指在一定的转速下振动特征稳定，振幅和相位受机组参数影响不大，与 升速时或带负荷的时间延续没有直接的关联，也不受启动方式的影响。
速，大于1X振幅
10 汽流激振
fcril
与负荷密切相关，突发性的大振动，频率为转子第一临界转
速，改变负荷即消失
11 结构共振 12 结构刚度不足 13 转子裂纹
1X、分数、倍频 1X
1X、2X
存在明显的共振蜂，与转速有关 与转速有关，瓦振轴报接近 降速过1/2临界转速有2X振动峰，随时间逐渐增大
汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)
1X、2X
振幅逐渐增大
常见振动故障的诊断
下面介绍机组常见振动故障特征、判断方法。
– 质量不平衡 – 转子的弯曲 – 动静碰摩 – 油膜失稳和汽流激振 – 结构共振 – 结构刚度不足 – 联轴器不对中 – 裂纹转子 – 转子中心孔进油 – 转子截面刚度不对称
质量不平衡
转子质量不平衡是汽轮发电机组最常见的振 动故障，它约占了故障总数的80％。随着制 造厂加工、装配精度以及电厂检修质量的不 断提高，这类故障的发生率正在逐渐减少。 即使如此，质量不平衡目前仍是现场机组振 动的主要故障。
– 具体所测的数据中，在同一转速，工况相差不大时，振幅波动约20％， 相位在10°~20°范围内变化的工频振动均可以视为是稳定的。
对于新机组，原始不平衡在第一次升速就会显现出来，在对转子进 行任何处理之前的升降速振动数据中，特征重复性很好。
转动部件飞脱和松动
汽轮发电机组振动发生转动部件飞脱可能有叶片、围带、拉 金以及平衡质量块；
最关键的特征是：稳定的工频振动在整个信号 中占主要成分。
工频振幅为主的状况应该是稳定的，这包括：
– 各次启机； – 升降速过程； – 不同的工况，如负荷、真空、油温、氢压、励磁电
流等。
工频振动的相位同时也是稳定的。 第二个主要依据是这种状况的重复性。
转子质量不平衡的分类特征
汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的 原因有三个：
5 转轴不对中 6 联轮器松动 7 动静碰摩 8 油膜涡动 9 油膜振荡
1X、2X
高的2X或3X振幅，1/2临界转速有2X共振峰，“8”字形轨迹
1X 、2X等
与负荷有关
1X、整分数、倍频 内环或外环轨迹，振幅、相让缓慢旋转；或根幅逐渐增加
0.35~0.5X
低频的出现与转速有关
fcril
在一定转速出现，突发性的大振动，频率为转子第一临界转
精品
汽轮机振动及事故 处理
百度文库
汽轮机常见故障
机组振动 油系统着火
水冲击 超速
机组振动故障
机组振动故障的现场处理要求
近几十年国内有关单位对机组振动故障处理的历史和经验 教训说明，对振动故障的定性一般并不困难，但在确定故 障的具体原因时，由于对造成故障的机理分析有分歧，使 得误判时有发生。因此，机组振动故障的诊断除需要现场 经验外，还应该掌握一定的基础理论和科学的分析能力， 这样才能快捷地找出故障的确切原因，提出正确的根治措 施，而不致盲目地一概采用现场高速动平衡的方法，使得 表面上振动有所减小，实际上没有根治，机组经过一段时 间的运行或检修后，振动重复出现。
19 瓦差松动，紧力不足 1X、分频、1/2X 可能出现和差振动或拍振
20 瓦体球面接触不良
1X和其他
振幅不稳定
21 叶轮松动
1X
相位不稳定，但恢复性好
22 轴承供油不足
1X
瓦温、回油温度过高
23 匝间短路
1X、2X
和励磁电流有关
24 冷却通道堵塞
1X
与风压、时间有关
25 磁力不对中
2X
随有功增大
26 密封瓦碰摩
平衡质量块飞脱的一个案例
某电厂的200MW机组大修后启机，3、4号轴承振动大进 行动平衡，接长轴联轴器加重1600g，用两个M14的螺钉 固定，升速到2600rpm时，3号轴承附近发出一声响声， 振动增大，立即停机，发现平衡块飞脱。2600rpm平衡块 飞前，3号轴振为 179mm∠14°，瓦振为 41mm∠69°， 飞后3号轴振为 220mm∠60°，瓦振为 47 mm∠118°，平 衡块飞脱使得轴振和瓦振相位变化约60°，轴振振幅增加 40mm，瓦振振幅增加 6mm。
处理手段：低速动平衡，高速动平衡。
转子不平衡（Rotor Imbalance）
Mass centerline Shaft centerline
Static imbalance
Mass centerline
Shaft centerline Coupled imbalance
9
质量不平衡的一般特征