汽轮机转子不平衡诊断及治理
汽轮机转子常见故障及处理方法
汽轮机转子常见故障及处理方法摘要：汽轮机组是发电系统的主要设备之一,其设备结构复杂和运行环境较为恶劣,一旦发生故障危害较大,会对汽轮机组运转状态的监测造成严重的影响。
汽轮机组的故障监测和诊断系统功能主要是预防突发故障的发生,提高检修效率。
关键词：汽轮机转子；故障；处理方法1出现的故障分析1.1设计制造方面分析由于在汽轮机中,转子一直是处于高速运转的过程中,如果是在生产制造的过程中出现问题,就会使得转子在运行的过程中,其质心和几何中心没有重合在一起,并且由于转子在运行的过程中处于高速运转的过程中,这样就会产生一个离心力,离心力主要是通过旋转中心线的静止平面上进行投影,这是一个周期性的简谐外力,如果在这个时候进行强迫振动,这就会使得汽轮机转子的振动出现加剧现象。
并且由于在运行的过程中,由于现代汽轮机的制造为了提高汽轮机工作的效率,因此汽轮机动静之间的间隙十分小,所以这就使得汽轮机在高温高速运行的过程中,很容易使得转子产生振动现象,并且由于汽缸在运行的过程中出现受热不均匀的现象,这样就会使得汽缸出现变形,加剧了转子振动,严重的时候就不断的产生循环,最终就导致故障的产生。
1.2运行方面分析汽轮机转子在运行的过程中,由于转子的材料存在着缺陷,例如是材料不均匀,在受热之后就会使得转子出现弯曲以及变形等现象,因此汽轮机在运行的时候会使得盘车或是暖机的准备不充分,因此就使得转子的横截面内的温度不均匀,使得汽轮机转子出现弹性热弯曲或者是出现永久变形,甚至是汽轮机出现的摩擦和碰触也会使得转子出现永久变形,并且由于汽轮机在启动的时候各个金属和管道都处于不稳定的传热过程,因此这就使得汽轮机在热力作用下,出现热膨胀,并且由于热膨胀比较复杂,因此我们在启动的时候一定要特别的注意。
例如,由于相关的设备存在着较大的温差,因此这就使得汽轮机相关的零部件手打热应力之外,还受到了热膨胀的现象,正是由于这些因素的影响,使得安装的零部件的位置发生了变化,因此转子出现磨损的事故,加剧了振动的产生。
汽轮机转子不平衡的原因与平衡方法
Machinery & Equipmemt︱298︱2017年4期汽轮机转子不平衡的原因与平衡方法郭则传 吴 娟杭州汽轮机股份有限公司，浙江 杭州 310000摘要：在目前的社会工业生产发展中，汽轮机转子主作为汽轮机的主要部件，特别是在汽轮机的实际使用过程中，其作用不容小觑。
本文主要是根据汽轮机转子不平衡的原因与平衡方法进行探讨，并且提出相关的建议。
关键词：汽轮机转子不平衡；原因；方法中图分类号：TK26 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）04-0298-011 汽轮机转子不平衡的情况 我们知道的汽轮机转子不平衡的情况主要有几种: （1）原始不平衡 这种不平衡的情况主要是在制造的时候存在一定的误差，也就是制造过程中装配的情况不符合标准，然后使用的材料也没有达到基本的要求，这就是在制造时留下的隐患，也导致出厂的时候因为受到一定的压力或者是震动造成的平衡精度不够准确。
（2）渐发性不平衡 在汽轮机的使用过程中我们可以看到，随着使用频率的增加以及使用次数的增多，都会导致转子出现污垢沉积不均匀的情况，包括会产生介质磨损叶片以及叶轮、转子受到不同程度的腐蚀，因此造成了汽轮机转子的渐发性不平衡。
（3）突发不平衡 在汽轮机转子的结构中，由于使用的问题导致一些部件的脱落，以及转子的叶轮会出现卡塞的情况，最后导致的是机组真值突变的情况。
2 汽轮机转子不平衡的特点 由于汽轮机的转子会产生一种离心力，同时在这种离心力的作用下就会造成汽轮机转子不平衡的问题。
特别是在汽轮机转子的转轴上，因为转轴刚度会受到方向的影响，不过转轴的轨迹却是趋近于椭圆形的，我们能够看到汽轮机转子不平衡的特点。
（1）我们可以看到不平衡震动波形（图1）。
图1 不平衡震动波形图和转子不平衡故障频谱图（2）我们能够根据汽轮机转子不平衡的频谱图来看，能发现在基频上会呈现出谐波能量，包括高次谐波有时候也会出现，我们可以看图1。
转子不平衡的故障机理与诊断
转子不平衡的故障机理与诊断(1)转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。
据统计，旋转机械约有一半以上的故障与转子不平衡有关。
因此，对不平衡故障的研究与诊断也最有实际意义。
一、不平衡的种类造成转子不平衡的具体原因很多，按发生不平衡的过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡等几种情况。
原始不平衡是由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的，如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求，在投用之初，便会产生较大的振动。
渐发性不平衡是由于转子上不均匀结垢，介质中粉尘的不均匀沉积，介质中颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素造成的。
其表现为振值随运行时间的延长而逐渐增大。
突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成，机组振值突然显著增大后稳定在一定水平上。
不平衡按其机理又可分为静失衡、力偶失衡、准静失衡、动失衡等四类。
二、不平衡故障机理设转子的质量为M，偏心质量为m，偏心距为e，如果转子的质心到两轴承连心线的垂直距离不为零，具有挠度为a，如图1-1所示。
图1-1 转子力学模型由于有偏心质量m和偏心距e的存在，当转子转动时将产生离心力、离心力矩或两兼而有之。
离心力的大小与偏心质量m、偏心距e及旋转角速度ω有关，即F＝meω2。
众所周知，交变的力（方向、大小均周期性变化）会引起振动，这就是不平衡引起振动的原因。
转子转动一周，离心力方向改变一次，因此不平衡振动的频率与转速相一致，振动的幅频特性及相频特性。
三、不平衡故障的特征实际工程中，由于轴的各个方向上刚度有差别，特别是由于支承刚度各向不同，因而转子对平衡质量的响应在x、y方向不仅振幅不同，而且相位差也不是90°,因此转子的轴心轨迹不是圆而是椭圆，如图1-2所示。
由上述分析知，转子不平衡故障的主要振动特征如下。
(1) 振动的时域波形近似为正弦波（图1-2）。
汽轮机转子不平衡的诊断及治理 王占国
汽轮机转子不平衡的诊断及治理王占国摘要：汽轮机转子属于汽轮机重要组成结构，汽轮机在使用过程中，往往会因为转子出现故障而影响汽轮机的正常使用，比如说转子重心偏离、转子破损等。
根据统计分析，旋转机械绝大多数故障都与转子不平衡有密切的联系，在汽轮机方面同样如此。
因此，对于汽轮机转子的不平衡诊断有着非常重要的作用和意义。
关键词：汽轮机；转子不平衡；诊断；治理1汽轮机转子运行原理汽轮机是一种将蒸汽的热能转换成机械功的旋转式原动机，蒸汽膨胀后压力降低，速度提升，把热能转化成动能，机械能，带动发动机。
转子在瞬间的加热冷却后，得到较大热应力，蒸汽对转子的换热系数影响很大，以及转子的结构，轴承等要素。
汽轮机启动过程需要控制转子的热应力，冲动力影响运动物体的质量和速度变化和转子的临界转速、不平衡响应和稳定性。
一维模型以及二维模型的计算需要使用有限元来求解固有频率以及瞬态响应，重点分析温度场。
在温度的冷热交换中，转子承受交变热应力，计算机控制监测转子热应力，优化了启动程序，提升汽轮机的经济性和发电效率。
热血原理中，温度升高导致循环次数减少，气温气压都是影响转子系统动力特性的计算因素，汽轮机进汽，引起转子震动，从盘车转速上升为同步转速，降低热应力。
热分析计算出各个节点温度，计算方法主要有有限元、传递矩阵法、模态综合法和刚度法。
转子温度升高会加大偏差，材料也会影响数值，但决定因素还是转子的内外温差。
转子寿命预测考虑屈服极限问题，当转速值超过报警极限，就当即产生转速保持。
温度要低于蒸汽饱和度，中心无内热源，蠕变与疲劳交互作用，转子热应力，热流密度，热梯度等，结合计算出热应力和位移。
热量凝结后传递转子表面，热能与其它形式能量转换，推算出向量公式。
過程复杂，温度升高参数变化，热应力的寿命损耗计算，转轴的升温，保持应力裕度，温度的分布随时间变化的载荷，设置时间曲线，与温度曲线相互作用。
大容量的汽轮机应用双层杠结构，因此要减薄壁厚，放热系数也随着转子的温度表换，无论轴向还是径向都较平缓。
浅析电厂汽轮机常见故障及处理措施
浅析电厂汽轮机常见故障及处理措施电厂的汽轮机是电力发电的核心设备之一，常见故障的发生会导致电厂的运行中断，产生巨大的经济损失。
因此，及时识别和处理汽轮机的常见故障是电厂运行管理的重要任务之一、本文将对电厂汽轮机的常见故障和处理措施进行浅析。
1.转子失衡故障转子失衡是汽轮机运行中常见的故障之一，主要由转子质量分布不均或叶片失衡引起。
失衡会导致机组振动加大，进而引起机组振动超限保护及仪表误差等问题。
处理该故障的常见措施是进行动平衡调整，即在特定转速下给转子定位附加平衡质量。
2.轴瓦磨损故障由于长时间的运行或设备设计、制造方面的原因，轴瓦的工作表面会出现磨损，严重时会导致水平移动间隙过大，进而影响汽轮机的工作性能。
处理该故障的方法主要有加工研磨、更换轴瓦等，需要根据磨损情况选择合适的处理方式。
3.叶片断裂故障叶片断裂是汽轮机运行过程中较为严重的故障之一，会导致叶片脱落、进一步破坏叶轮以及转子的严重失衡等问题。
处理此类故障需要及时停机，更换受损叶片，对其他叶片进行检查和修复。
4.油脂污染故障油脂污染是指燃气轮机中的润滑油或箔片油中加入了杂质或污染物质，导致油路流动不畅，增加油温，从而影响汽轮机的正常运行。
处理该故障的常见方法是定期清洗油回路和更换油品，确保油系统的良好工作。
5.过热故障过热是指汽轮机的热端温度超过设计值，导致叶片和叶轮等部件的温度过高。
处理过热故障的方法主要有降低负载、增加冷却水量、减少转速等方式，以降低汽轮机工作温度。
6.普通断轴普通断轴是指主动叶片或副动叶片漏叶，导致碰撞轴或磨损部件，进而造成断轴。
处理该故障主要采取检修叶片，修复受损部件，防止再次发生断轴。
总之，电厂汽轮机的常见故障多种多样，处理的方法也因故障种类而异。
在应对和处理这些故障时，电厂应建立完善的检修管理制度，进行预防性的维护保养工作，及时发现故障并采取有效的措施进行处理，以确保汽轮机的正常运行和安全稳定的发电。
汽轮机转子不平衡的诊断及治理
等方面工作再提高一步，把修船质量搞好，争取修船业有更大发展；第三，修船行业如何上新台阶，达到
新水平。根据大家讨论意见，要集中抓好三件事：一是创造条件，做高附加值船的修理；二是在修船组织
管理上要走专业化修船道路，不能每个船厂都搞“大而全”、“小而全”，万事不求人，这样浪费损失大，
修理差。如每个厂的清洗装置都要有污水处理投资，合并后能节省不少钱。学委会专业技术学组下半年要
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中国修船
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汽轮机转子不平衡的诊断及治理
姚其峰，刘建民，王立江，崔忠善 （!"##$ 部队装备部，山东 青岛 "%%&$"）
摘要：文章就汽轮机转子的不平衡故障产生的机理及诊断方法进行了简述，并结合设备修理 中遇到的设备故障进行了分析和修理后验证。
管理、落实质量预控、确保产品质量”的质量管理指导思 想，我们准备开展以下 ) 方面工作。
图 & 转子力学几何图
具有偏心质量的转子，设其偏心质量集中于 %
图 " 幅频响应曲线与相频响应曲线图
从图 " 可知，由于外阻尼，转子中心 &0 对不 平衡质量的响应在! F !/ 时不是无穷大而是有限 值，而且不是最大值。最大值发生在 !J !/ 的时
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全船信息集中在“系统”中，有利于主管领导了解全船的系统、设备目前状况以及能迅速由计算机给出各
种需要维修的等级排序，有利于维护经费的正确使用，这对于维修计划、方案制订提供了科学、快捷新手
电厂汽机运行故障排查与解决
电厂汽机运行故障排查与解决电厂汽机是电力工业中重要的能源转换设备，故障时会导致电网出现停电甚至损毁。
处理汽机故障需要先掌握汽机的基本结构和工作原理，结合实际情况进行分析，制定正确的维修方案。
一、常见故障1.转子不平衡：由于旋转部件不平衡，导致振动和噪音增加，严重时造成机械损坏。
可能的原因包括磨损、松动、插销故障、磁极损坏、轴承损坏、转子不对称等问题。
2.轴承故障：轴承是汽轮机组件中最常见的故障点，包括单个或多个轴承间接触、摩擦或剥落等现象。
故障可能原因有轴承本身出现误差、润滑不良或清洗不彻底、缺少润滑油或润滑油腐化变质等。
3.蒸汽泄漏：汽机运行时，蒸汽在其附近及其它密封接口处发生泄漏，导致效率降低和机械损坏。
可能的原因有密封件老化失效、安装不规范、压缩装置（如止回阀）堵塞或变形等。
4.若干电动机故障：汽机线圈短路、绕组接头脱落、绝缘损坏、弹簧熔断或熔丝等现象可能造成电动机熄火，影响汽机的稳定运行。
二、排查步骤1.检查标准界定汽机故障，首先需要检查汽机运行指标。
根据汽机内部压力、温度、振动等参数的变化，可以得出是否存在故障。
同时，需要排除掉其它设备故障导致的误判。
2.检查设备如果发现汽机确实存在故障，需要对设备进行详细检查。
取下部件，检查是否存在损坏、松动或老化等问题。
检查需要严格遵循安全操作规程，并有专业维修人员协助。
3.维护和调整通过检查，可以确定汽机具体哪个部件出现了问题。
需要及时更换损坏部件，校正偏差，润滑维护等。
在中小故障时，只需要安装正确的新部件即可。
对于频繁出现的故障，需要检查整个汽机系统并进行更彻底的调整。
4.后续维护汽机作为公司重要的能源设备，需要经常进行维护。
通过指导工人进行正确的操作、定期更换失效零部件以及及时将问题反馈给维修人员等，可以延长汽机使用寿命，降低发生故障的可能性。
同时，需要加强安全教育，确保员工不会在操作汽机时出现危险。
总之，排查汽机故障是一项重要的工作，需要根据实际情况制定准确的处理方案。
转子不平衡故障诊断方法及应用实例分析
5.生产验证：在次日对该机组进行检修，发现第二级叶片上有明显裂纹，第一、 三级叶片上分别存在多处细小裂纹，叶片出现了较严重缺损。因此证明பைடு நூலகம்此次诊 断的正确性。
五
转子不平衡故障诊断应用实例
鉴于质量不平衡引起的激励力F是一个交变力，它会使转子产生振动，当转 子每旋转一周，离心力就会改变一次方向，不平衡故障的振动频率为转子的转频， 振动的时域波形近似为正弦波。
图2 不平衡转子时域波形
时域分析仅能为机械故障诊断提供非常有限的信息， 通常只能粗略地回答机械设备是否有故障以及故障严重 的程度，但不能检测和定位故障发生的位置。因此，时 域分析只用于设备的简易诊断。对于设备管理和维修人 员，诊断出设备是否有故障，这只是解决问题的开始， 更重要的工作在于确定哪些零部件出现了故障，以便采 取针对性的措施。因此，故障定位问题在设备故障诊断 与检测研究中显得尤为重要。
2012, 15(3):57-59. [4] 黄永东. 转子不平衡现象的分析[J]. 发电设备, 2009, 23(3):164-169. [5] 徐福泽. 转子系统不平衡-不对中耦合故障的动力学分析与诊断[D]. 湖南科技大学, 2013. [6] 张茉. 转子系统振动故障的诊断方法及时频分析技术研究[D]. 东北大 学, 2008. [7]楼向明. 运转状态下转子不平衡识别方法的研究[D]. 浙江大学, 2001.
图12 转子正常运转时时域信号波形图 图14 转子正常运转频谱图
图11转子不平衡故障仿真实验装置
图13 转子不平衡时时域信号波性特征 图15 转子不平衡频谱图
六
热电厂汽轮机异常振动原因及处理措施
热电厂汽轮机异常振动原因及处理措施
热电厂汽轮机的异常振动可能是由以下几个原因引起的：
1. 轴心偏移：轴心偏移可能是由轴承错位、螺栓松动或轴瓦损坏等原因引起的。
处理措施包括检修轴承，修复螺栓和更换损坏的轴瓦。
2. 不平衡：汽轮机转子的不平衡可能是由转子质量分布不均匀、转子装配不准确或刀片磨损不均匀等原因引起的。
处理措施包括校正转子平衡、更换磨损严重的刀片和调整刀片间隙。
3. 转子松动：转子的松动可能是由轴向间隙变大、锁紧装置松动或转子安装不牢固等原因引起的。
处理措施包括调整轴向间隙，加固锁紧装置和重新安装转子。
4. 涡轮叶片失效：涡轮叶片的失效可能是由过热、疲劳或腐蚀等原因引起的。
处理措施包括修复破损的叶片、增加冷却措施和提高涡轮叶片的耐热性能。
5. 轴承故障：轴承的故障可能是由润滑不良、加载过重或轴承老化等原因引起的。
处理措施包括更换润滑油、减轻负荷和更换老化的轴承。
1. 定期检修：定期对汽轮机进行检修，包括检查轴承、涡轮叶片和锁紧装置等，确保它们工作正常。
2. 检测与监控：安装振动传感器和温度传感器等监测装置，实时监测汽轮机的振动和温度，及时发现异常并采取相应的处理措施。
3. 增强维护：加强润滑系统的维护工作，确保润滑油的质量和供应充足，定期更换老化的轴承，延长汽轮机的使用寿命。
4. 增加冷却措施：在涡轮叶片等容易出现过热的部位增加冷却装置，降低温度，减少叶片的失效率。
5. 加强人员培训：提高工作人员的技能和知识水平，使其能够及时发现和处理汽轮机异常振动问题，确保热电厂的安全稳定运行。
135 MW汽轮发电机转子热不平衡振动故障检测与处理
135 MW汽轮发电机转子热不平衡振动故障检测与处理
暴广勤;高德民;陈东升
【期刊名称】《东北电力技术》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】运行工况下,赤峰热电厂1号发电机组振动随负荷的增加而增大.通过深入的检测分析,发现发电机转子同一槽内相邻通风孔连续堵塞19个,占本槽总孔数的37.25％,楔下垫条的窜动移位导致转子发生热不平衡,从而造成振动.为此赤峰热电厂对发电机转子进行了拔护环检查,发现4～8槽楔下垫条磨损且尺寸不足,将其更换.回装后转子通风道检测试验合格.机组B级检修并网发电运行180 d,且状况良好.【总页数】4页(P21-24)
【作者】暴广勤;高德民;陈东升
【作者单位】赤峰热电厂,内蒙古赤峰024001;赤峰热电厂,内蒙古赤峰024001;赤峰热电厂,内蒙古赤峰024001
【正文语种】中文
【中图分类】TM311
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汽轮发电机组转子不平衡方法概述
汽轮发电机组转子不平衡方法概述摘要：本文主要介绍了汽轮发电机组转子的平衡方法。
首先介绍了转子静平衡，然后介绍了转子动平衡，着重介绍了柔性转子的谐分量法和影响系数法，并且就常用的影响系数法存在的问题提出了改进方法。
关键词：转子；静平衡；动平衡1 引言质量不平衡是引起汽轮发电机组轴系振动的最常见原因之一。
在制造过程中，转子平衡是一道必不可少的工艺，在现场运行的回转机械，例如风机、水泵、电机以及汽轮发电机组，其振动主要原因是转子不平衡，因此转子和轴系平衡是消除现场运行的回转机械振动的一项重要的消震措施[1]。
2 转子静平衡目前制造厂装备有较先进的微机控制的平衡工作台，为汽轮机转子和发电机转子在出厂前进行振动平衡，一般需要经过两个步骤：1）明显的静不平衡的平衡首先将转动部件安装在原来的转轴或假轴上，转轴在导轨上滚动，部件不平衡重心总会转到最下面，在其对面加重，使部件任一位置向上，都可以在导轨上停留，则转子明显的静不平衡就得到了平衡。
2）不明显的静不平衡的平衡为了减少导轨摩擦阻力对不平衡力矩的影响，可采用下列的方法对部件做进一步的平衡。
（1）静轮盘圆周分为8等份。
（2）分别将各等分转到水平位置，并分别加重。
（3）将各点加重或同一加重摆动不同角度绘制曲线，如图1所示。
静平衡只能使转子达到静力平衡，不能减小转子上力矩的不平衡，精确度一般较低，对于长径比较大、工作转速较高的转子，还需要进行动平衡。
3 转子动平衡3.1刚性转子的动平衡刚性转子在任一转速下做好了平衡，消除了偏心质量，在整个转速范围内都有效。
转子在运动时，其各偏心重量所产生的惯性力之和为零，而且这些惯性力所构成的惯性力偶矩之和也等于零。
制造厂的转子低速平衡多是在平衡机上完成的，平衡机上配有转子支承系统和转子驱动系统，并配有振动测量和动平衡分析仪。
3.2 柔性转子的动平衡柔性转子的平衡一般称为高速平衡，有模态平衡法和影响系数法两大类。
模态平衡法的最大特点是以加重与有关阶振型满足正交为前提，因此平衡过程是逐阶进行的，一般由低到高分别平衡相应阶不平衡分量。
汽轮机异常振动的分析和治理
汽轮机异常振动的分析和治理汽轮机是一种常见的设备，广泛应用于电力、化工、冶金等行业。
在汽轮机运行过程中，有时候会出现异常振动的情况，这不仅会降低汽轮机的工作效率，还可能导致设备故障和安全事故。
对汽轮机的异常振动进行分析和治理是非常重要的。
一、汽轮机异常振动的原因分析1. 不平衡：汽轮机转子的不平衡是导致异常振动的常见原因之一。
不平衡通常由于制造过程中的加工误差或装配不准确引起，也可能是由于叶片或滚珠轴承的磨损不均匀导致。
2. 不当安装：汽轮机的安装必须严格按照技术规范进行，如果安装过程中出现错误，如基础不稳定、轴承预紧力不当等，就会导致振动增加。
3. 轴瓦磨损：轴瓦磨损会导致轴承间隙变大，引起转子不稳定运动，从而产生异常振动。
4. 油膜失效：汽轮机中的润滑油起到降低摩擦和冷却轴承的作用，如果润滑油质量不合格或使用过久，就会导致油膜失效，进而引发异常振动。
5. 叶片松动：叶片是汽轮机的核心部件，一旦叶片松动或断裂，就会导致转子不平衡，产生异常振动。
二、汽轮机异常振动的治理方法1. 动平衡校正：对于车轮、叶片等旋转部件的不平衡问题，可以采用动平衡校正的方法。
通过在旋转部件上增加或减少质量，使得整个系统达到平衡状态。
2. 安装调整：对于安装不当引起的振动问题，应重新检查和调整安装过程，确保基础稳定，轴承预紧力适当等，排除不当安装引起的问题。
3. 轴瓦更换：对于轴瓦磨损引起的异常振动，应及时更换轴瓦，保证轴承良好的工作状态。
4. 润滑油替换：定期更换润滑油，确保润滑油质量合格，防止油膜失效引起的振动问题。
5. 叶片维护：定期检查叶片的连接螺栓和密封状况，及时更换磨损或断裂的叶片，确保叶片的牢固和工作正常。
除上述方法外，还可以采取以下措施来治理汽轮机的异常振动问题：- 定期对汽轮机进行检查和维护，发现问题及时处理；- 进行振动监测，掌握汽轮机的振动情况，及时采取相应措施；- 加强人员培训，提高操作和维护人员的技能水平，减少操作和维护误操作；- 进行定期的设备改造和更新，减少设备老化和磨损程度。
汽轮发电机组转子不对中引起的振动故障诊断和处理
民营科技２ ０ １ ３ 年第９ 期
汽 轮发 电机组转子不 对 中引起 的振动 故障诊 断和处理 。
李玉生 ’ 高
欣
（ １ 、 哈 药 集 团 制 药 总厂 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ６ ； ２ 、 深圳建筑股份有 限公 司， 广 东 深圳 ５ １ ８ ０ ４ ９ ）
个 轴 系 的稳 定 眭。
转子不对中通常指相邻转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏 移程度。转子不对中可以分为联轴器不对中和轴承不对中。 １ ． １ 联轴器不对中。联轴器不对中是指相邻两根转轴轴线不在同一 直线上 ， 或不是一条连续 的光滑 曲线 ， 在联轴器部位存在拐点或 阶跃 点。 联轴器不对中包括三种 隋况 ： 一是联轴器端面与轴心线不垂直（ 端
１ 转子不对 中的分类和产生原 因 量为主， 但有时也会有一些 ３ Ｘ振动分量。 ’
２ ． ２ 联轴器不 同心产生 的振动现象和端面瓢偏 时的振动相类似 ， 但 其表现为较大的径向振动，且沿联轴器两端轴承测量振动相位相差 １ ８ ０ 度， 此时＂ ２ Ｘ振动分量常大于 １ Ｘ分量 ， 其大小决定于联轴器类型 和结构。而且， 联轴器两侧轴承容易发生油膜失稳 。 ２ ． ３ 当联轴器端面瓢偏或不同心较严重时 ，可能产生更高频率的振 面瓢偏 ） 形成偏角不对 中； 二是联轴器的有关圆柱面和连接螺栓孔节 动谐波分量（ ４ ｘ 一 ８ Ｘ） ， 而目 这 时联轴器结构会对振动频谱的特征产生 园中心与轴颈不同心（ 圆周偏差 ） 形成平行不对中（ 不同心 ） ； 三是前两 重要影响。需要说明的是 ， 当汽轮发电机组联轴器不对中Ｊ 隋况一般较 种不对 中的组合 ， 即平行偏角不对中。 为轻微时 ， 振动频谱仍基本上呈 Ｉ Ｘ分量为主。 联轴器存在端面瓢偏时 ， 拧紧连接螺栓后使轴产生变形 ， 此时轴 ２ ４ 轴承不对中造成各轴承负荷分配的变化和轴承动特性的改变 ， 颈会出现较大的晃度 ， 有时由于联轴器圆周方向连接螺栓紧力存在差 从而影响转子和轴承系统的稳定 陛； 支撑负荷的变化引起轴系临界转 异， 旋转时因附加的弯矩作用而产生强迫振动 ； 联轴器不同心时 ， 联轴 速变化 ， 激发结构共振， 也会造成工作转速下轴系振型变化， 使不平衡 器连接后会产生偏心（ 即两轴产生中心偏差） ， 旋转时也会引起附加强 灵敏度发生改变。 迫力而产生振动。总之， 联轴器不对中会在转子连接处产生附加的弯 矩和剪切力 ， 以及相邻轴承承受径 向作用力 ， 它们都将使轴承受方 腈 况恶化 ， 产生振动 ， 对结构和安全产生不利影响。 １ ． ２ 轴承不对中。轴承不对中包括偏角不对中和标高变化两种 隋况。 由于目前机组多使用 自位轴承 ， 因此 ， 一般程度的轴承偏角不对中容
燃气发电机组轴系不平衡振动分析及消除
燃气发电机组轴系不平衡振动分析及消除发布时间：2022-04-01T08:52:04.380Z 来源：《当代电力文化》2021年34期作者：忻雷鸣[导读] 燃机转子作为燃机电厂最主要的部件，转子不平衡是燃气机组常见的故障。
转子不平衡是由于转子系统质量分布不平衡或转子部件出现缺陷引起的故障。
轴系故障诊断主要从振动幅值、频域和时域三个方面识别机器的故障信息。
忻雷鸣中国能源建设集团科技发展有限公司发电运营公司，天津红桥区 300000摘要: 燃机转子作为燃机电厂最主要的部件，转子不平衡是燃气机组常见的故障。
转子不平衡是由于转子系统质量分布不平衡或转子部件出现缺陷引起的故障。
轴系故障诊断主要从振动幅值、频域和时域三个方面识别机器的故障信息。
现场动平衡是解决燃机转子不平衡而引发的轴系振动超标的重要措施。
现场动平衡前需要对轴系振动大的原因进行详细分析，只能针对不平衡故障才可以采用动平衡措施。
机组轴系动平衡不同于单转子的平衡，平衡方案还需要考虑某一转子上加重对相邻转子的影响，原则上应该选择可操作并且最有效的加重平面。
关键词:燃气轮机；轴系；不平衡；消除1轴系不平衡机理转子质量分布不平衡将造成转子质量偏心，这与转子的制造、装配和材质分布原因有关，又称为初始不平衡。
转子在旋转中由于腐蚀、磨损、介质结垢、零部件局部脱落或拉杆转子盘间错位等都会造成转子运行不平衡。
造成转子质量不平衡的原因虽然各不相同，但是其不平衡机理却有共同之处。
转子质量不平衡产生的离心力周期性的作用在转子上，其振动频率与转子转动频率相同，其突出表现为转频振幅大，振动高次谐波幅值低，振动时域波形接近正弦波。
当转子支撑轴承刚度各向差距不大时，在X，Y两侧的振幅接近，相位接近90度，转子轴心轨迹接近圆形，转子振动幅值在临界转速处达到最大值。
由于燃机转子质量不平衡，转子的重心与轴心会产生一个偏心距离，当转子旋转时形成周期性的离心力干扰，作用在轴承上使机器发生振动。
汽轮机转子不平衡诊断及治理
汽轮机转子不平衡诊断及治理发表时间：2018-07-03T10:22:54.897Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：齐莹莹[导读] 摘要：工业生产是经济的重要组成部分，在生产过程中，汽轮机的装机容量在需求下不断提升。
（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江省哈尔滨 150046）摘要：工业生产是经济的重要组成部分，在生产过程中，汽轮机的装机容量在需求下不断提升。
由此，也使得汽轮机的结构愈加的复杂，零件也更加精密，因此出现故障的几率和引发故障的原因也不断增加，故障的诊断变得越来越有难度。
而汽轮机转子出现不平衡就会极大地影响发电效率，造成发电量不足，所以说对汽轮机转子不平衡的问题的研究以及如何治理显得尤为重要。
本文将会简单介绍汽轮机转子不平衡的现象，讲解如何诊断汽轮机转子不平衡状况，对汽轮机转子不平衡治理加以深入地研究分析，希望利用这些分析使得汽轮机转子的工作运营能够稳定，更好地完成工作，促进工业生产的更好发展。
关键词：汽轮机；转子；不平衡；诊断；治理0引言汽轮机的重要组成部分之一就是汽轮机转子。
在现实问题中，汽轮机转子使得汽轮机发生故障导致运行出状况的主要原因有两个方面：一方面是转子重量偏离重心，另一方面就是转子破损。
有资料分析显示，在旋转机械中有超过一半的故障是由转子不平衡引起的，汽轮机也包括在其中。
因此，加大对汽轮机转子不平衡的诊断以及原理研究具有十分重要的现实意义，合理的治理方法地提出也刻不容缓。
1 汽轮机转子不平衡的种类1.1 可汽轮机转子不平衡的种类1.1.1原始不平衡指的是在制造过程中就已经发生差错，例如装备达不到标准，用于制造的材料不均匀等，这些都会使汽轮机转子在出厂时因振幅过大而致使平衡精度不符合标准。
1.1.2渐发性不平衡由于时间较长，汽轮机转子会出现不均匀的污垢沉积现象，灰尘等物质磨损叶片或叶轮，磨蚀转子，都会造成不平衡的幅度越来越大。
1.1.3突发性不平衡转子零部件由于某种缘故脱落或者叶轮出现卡塞，机组真值突变。
汽轮发电机转子典型故障机理分析及诊断方法
汽轮发电机转子典型故障机理分析及诊断方法摘要：由汽轮发电机转子常见故障入手，分析了常见故障的机理成因，故障造成的危害，在此基础上提出了偏心故障的诊断方法，不对称冷却的预防措施和不对称摩擦的诊断方法，为发电子转子日常维护提供了理论依据。
关键词：偏心；不对称；摩擦力1导致转子发生故障的因素1.1冷却系统故障对于氢内冷发电机，通风孔是转子热交换的主要风路通道，通风孔变形、杂物堵塞等会引起通风孔通流面积减小，这将破坏冷却的对称性，使转子横截面的温度不对称，进而引起热弯曲。
该故障的特点是：随着氢温的升高，发电机转子的冷却效果会变差，但转子不对称冷却程度就相对减小，最终导致热不平衡振动减小。
为此，进行了变氢温试验，试验中发现7，8号轴承振动与氢温变化的相关性不大。
1.2转子线圈膨胀受阻发电机的磁场由转子绕组的励磁电流建立，励磁电流通过绕组并加热线圈，线圈受热后向两端膨胀。
如果这种膨胀不受约束，并不会在转子上产生内应力，而在旋转过程中线槽中的铜线承受巨大离心力，使线圈紧贴在槽楔和护环的内壁，导致结合面存在很大的摩擦力，阻碍线圈膨胀；如果有些线槽中的线圈完全膨胀出来，膨胀受阻的线圈将产生一个反作用力，通过槽楔和护环作用在转子上，使转子弯曲。
该故障的特点是：线圈膨胀量随着转子电流增大而加大，这类振动总体上与电流大小有关。
但由于存在一定的摩擦力，线圈受热膨胀及冷却收缩均会受阻，2 者都可以引起转子的弯曲。
所以当转子电流增加后振动上升，但电流恢复到初始状态时，振动不会完全恢复，往往更高。
另外，经过一段时间的运行后，这类故障随着线圈多次膨胀、收缩后，会慢慢消失。
1.3转子绕组匝间短路因发电机短路，定子膛内被污染，未被彻底清理的污染物可能会进入转子通风槽或其他部位，引起匝间短路。
通过以下试验，并与转子修后返回的交接试验进行比对验证，结果如下：空载特性曲线与交接试验曲线符合性好；转子直阻与出厂值比较在合格范围内，且较出厂值略大；转子绕组静态交流阻抗试验数据正常；动态转子绕组 RSO 脉冲试验显示，正、负2 条相应曲线出现了不吻合部分，不吻合部分的电压最大偏差接近 250 mV。
转机械转子不平衡故障诊断与处理
转机械转子不平衡故障诊断与处理哎呀，这转机械转子不平衡故障可真让人头疼啊！你说要是这转子不平衡，那机器还能正常运转吗？肯定不能啊！那怎么办呢？别着急，我这就来给你说说怎么诊断和处理这个问题。
咱们得弄清楚什么叫转机械转子不平衡。
简单来说，就是转子的重心和旋转轴之间的距离不相等，导致转子在运转过程中产生振动和噪音。
这可不是一个小问题，如果不及时处理，可能会导致机器损坏甚至出现安全事故。
那么，如何诊断这种故障呢？其实也很简单，只要用一个叫做动平衡仪的工具就行了。
动平衡仪是一种专门用来检测物体平衡性能的仪器，它可以通过测量转子的振动情况来判断是否存在不平衡现象。
如果你没有动平衡仪，也可以用手摸一摸转子，感觉一下有没有明显的摇晃感。
不过这个方法比较费时间，而且准确性可能不如动平衡仪高。
找到问题所在之后，接下来就是处理了。
处理转机械转子不平衡的方法有很多种，这里我就给你介绍几种常见的方法吧。
第一种方法是增加转子的重量。
这种方法的原理是通过增加转子的重量，使得转子的重心下降，从而达到平衡的目的。
不过这种方法需要重新设计和制造转子，成本比较高，而且对于某些特殊场合可能不太适用。
第二种方法是减少转子的重量。
这种方法的原理是通过减轻转子的重量，使得转子的重心上升，从而达到平衡的目的。
不过这种方法同样需要重新设计和制造转子，成本也比较高。
第三种方法是给转子加装偏心块。
偏心块是一种专门用来调整转子平衡的装置，它可以在一定程度上抵消转子的不平衡力矩，从而达到平衡的目的。
这种方法操作简单，成本较低，但是对于一些高速旋转的转子可能不太适用。
第四种方法是给转子做动平衡校正。
动平衡校正是通过专业的技术和设备，对转子进行精确的平衡调整，使得转子的重心和旋转轴之间的距离达到最佳状态。
这种方法效果最好，但是成本也最高。
处理转机械转子不平衡故障需要根据具体情况选择合适的方法。
如果你对这个问题不是很了解，建议还是找专业人士来处理吧。
毕竟安全第一嘛！。
110MW汽轮发电机组轴系转子不平衡故障的诊断及治理技术
110MW汽轮发电机组轴系转子不平衡故障的诊断及治理技
术
朱传银;姜和;关凤志
【期刊名称】《振动工程学报》
【年(卷),期】2004(017)0z1
【摘要】根据振型分离方法和模态理论的基本思想,对检修后的捷克110 MW汽轮发电机组转子不平衡故障进行了诊断.在工作转速下对轴系各轴承进行实测和分析诊断,得出发电机转子7#瓦振动超标的主要原因是转子存在较大的二阶不平衡分量的激振力,并且在转子激振力作用下发电机轴承座刚度降低,轴承座基础产生差别振动,导致7#瓦垂直振动和轴向振动超过振动标准数倍.这种诊断方法在故障诊断和轴系动平衡领域有着良好的工程应用前景.
【总页数】3页(P434-436)
【作者】朱传银;姜和;关凤志
【作者单位】鞍钢集团第二发电厂,鞍山,114012;鞍钢集团第二发电厂,鞍
山,114012;鞍钢集团第二发电厂,鞍山,114012
【正文语种】中文
【中图分类】TK267
【相关文献】
1.大型汽轮发电机组轴系振动故障的远程诊断 [J], 王延博;张卫军;张学延;葛祥
2.200MW汽轮发电机组轴系监测与故障诊断系统 [J], 杨士瑞;侯雷
3.汽轮发电机组轴系振动故障的相位差诊断法 [J], 田国成;赵乾
4.汽轮发电机组轴系低频振动故障特征及其诊断实例 [J], 王延博
5.600MW汽轮发电机组轴系标高测试及振动故障治理 [J], 田新启;高亹
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汽轮机转子不平衡诊断及治理
发表时间：2018-07-03T10:22:54.897Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：齐莹莹
[导读] 摘要：工业生产是经济的重要组成部分，在生产过程中，汽轮机的装机容量在需求下不断提升。
（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江省哈尔滨 150046）
摘要：工业生产是经济的重要组成部分，在生产过程中，汽轮机的装机容量在需求下不断提升。
由此，也使得汽轮机的结构愈加的复杂，零件也更加精密，因此出现故障的几率和引发故障的原因也不断增加，故障的诊断变得越来越有难度。
而汽轮机转子出现不平衡就会极大地影响发电效率，造成发电量不足，所以说对汽轮机转子不平衡的问题的研究以及如何治理显得尤为重要。
本文将会简单介绍汽轮机转子不平衡的现象，讲解如何诊断汽轮机转子不平衡状况，对汽轮机转子不平衡治理加以深入地研究分析，希望利用这些分析使得汽轮机转子的工作运营能够稳定，更好地完成工作，促进工业生产的更好发展。
关键词：汽轮机；转子；不平衡；诊断；治理
0引言
汽轮机的重要组成部分之一就是汽轮机转子。
在现实问题中，汽轮机转子使得汽轮机发生故障导致运行出状况的主要原因有两个方面：一方面是转子重量偏离重心，另一方面就是转子破损。
有资料分析显示，在旋转机械中有超过一半的故障是由转子不平衡引起的，汽轮机也包括在其中。
因此，加大对汽轮机转子不平衡的诊断以及原理研究具有十分重要的现实意义，合理的治理方法地提出也刻不容缓。
1 汽轮机转子不平衡的种类
1.1 可汽轮机转子不平衡的种类
1.1.1原始不平衡
指的是在制造过程中就已经发生差错，例如装备达不到标准，用于制造的材料不均匀等，这些都会使汽轮机转子在出厂时因振幅过大而致使平衡精度不符合标准。
1.1.2渐发性不平衡
由于时间较长，汽轮机转子会出现不均匀的污垢沉积现象，灰尘等物质磨损叶片或叶轮，磨蚀转子，都会造成不平衡的幅度越来越大。
1.1.3突发性不平衡
转子零部件由于某种缘故脱落或者叶轮出现卡塞，机组真值突变。
1.2 汽轮机转子不平衡原理
在旋转过程中，汽轮机转子将会产生离心力，离心力的大小可以根据公式F=mew2来进行确定，其中e指的是转子的偏心距。
离心力属于交变力，它最终导致了转子产生不平衡的状况。
1.3 汽轮机转子不平衡特征
在不一样的方向方面，汽轮机转子的刚度也不尽相同，严格来说的话，实际转轴的轨迹并不是一个十分标准的圆，而是接近椭圆的形状。
不平衡的特征表现主要有以下五个方面：
第一点，转子不平衡振动波形可类似看作是正弦波形。
第二点，如果转子的实际转速低于临近转速，振幅就会以正相关的形式展现，如果转子的转速比临界转速高，那么振幅就会变成一个固定的值，而如果转子转速与临近值十分接近，就会产生共振现象，振幅会在这个时候出现峰值。
第三点，对汽轮机转子的频谱图进行分析，可以发现谐波能量主要集中自基频方面，这就使得实际的频谱图的表现形状展现为“枞树形”。
第四点，转轴的运行轨迹不是一个圆形，准确来说是一个类似椭圆的形状。
第五点，实际上，转子的转速应归为确定值，所以在相位方面不会有较大的波动。
下图展示的汽轮机转子的三维图。
汽轮机转子的三维图
2 汽轮机转子不平衡诊断方法
上面提到，转子不平衡的形式主要有三种，包括原始不平衡、渐变不平衡和突发性不平衡。
在这三种不平衡之间不仅存在着许多直接、确定的联系，而且也有着较大的不同。
在进行故障诊断的时候，主要从以下两个方面来进行判断 2.1 汽轮机转子振幅变化趋势
在原始不平衡方面，汽轮机转子会显现出清晰的表现特征，而在转子的渐变不平衡方面，当汽轮机还在运行的最初阶段时，不平衡的现象并不会显著地表现出来，只有在伴随着运行时间的推移之后，这样的不平衡现象才会愈加地凸显展示出来。
再说转子的突发性不平衡方面，汽轮机转子会出现振动值突变的表现，而在这以后就会展现出比较严重的不平衡的现象。
2.2 汽轮机转子矢量域变化
从矢量域的角度来说，如果是转子的原始不平衡方面，矢量域变化幅度就会比较低，变化过程从整体上看是比较稳定的；而在渐变不平衡方面，汽轮机转子的矢量域变化幅度会表现出不稳定的变化形式，但是在整个变化过程中的特点就是有着一定的连续性；再说到转子的突发性不平衡方面，汽轮机转子的矢量域在最初的时候是比较稳定的形式，但在某一时刻就会发生突变，变化幅度较大，最后优惠逐步趋于稳定。
3 故障位置的诊断及确定故障位置
3.1 故障位置的诊断
（1）故障发生在什么位置，需要有准确地判断，这样才能采取相应的高效的治理措施。
较为简单的判断方法就是：三位诊断法，具体表现如下：根据转子的一阶和二阶振型，可以将转子分为A、B、C三段，以此来求出每一段的振型。
(2)如果用V1c,V1d来分别表示1#轴承处A段的一阶及二阶振动响应,另外用V2c,V2d来表示2#轴承处C段的一阶及二阶振动响应,则V1=V1c+V1d，V2=V2c+V2d。
3.2 确定故障的位置
当故障位置出现在转子的左端A段时：
（1）V1> {V1c,V1d}max
（2）V2< {V2c,V2d}max
当故障位置出现在转子的中间位置B段时：
（1）V1≈V1c
（2）V2≈V2c
当故障位置出现在转子的右端C段时：
（1）V1< {V1c,V1d}max
（2）V2> {V2c,V2d}max
4 汽轮机转子不平衡治理方法
既然已经可以判断汽轮机转子发生的故障类型以及故障的具体位置，就要针对其不同情况具体问题具体分析，分别进行诊治。
如果汽轮机转子的不平衡为原始不平衡，在治理过程中，就需要根据相关的技术要求的标准，调整整个转子的动态平衡，如果发生缺少零件的情况，一定要按照实际情况来安装相对应的零部件，然后还要细致地对每一个零部件进行查看，同时紧固处理所有的零部件，避免有松动的零部件出现。
当汽轮机转子发生的不平衡为渐变不平衡时，在其治理上，需要做的就是首先清除汽轮机转子上的所有污垢灰尘，需要定期地对处于正常运行状态中的汽轮机进行全方位的检查，保证使用的是清洁型的介质，这样才能有效避免介质对汽轮机转子的腐蚀情况，又或者是会产生更多的生产污垢。
最后，如果汽轮机转子发生的不平衡状况为突发性不平衡，针对这种不平衡的治理，所采用的主要就是首先停机接受检查，发生损坏的汽轮机转子需要得到定期的检查，然后处理干净流道中存在的异物，保证流道处于通畅的状态，最后，很重要的一点就是，一定要及时消除系统中存在的应力，来防止汽轮机转子在运行过程中因为受到应力作用而发生损坏。
结语
综上所述，本文首先介绍了汽轮机转子不平衡的种类以及相应的具体特征，然后研究了汽轮机转子不平衡的故障机理，接下来介绍了如何判断不平衡故障以及故障的位置，最后研究了不平衡的诊断方法以及治理措施。
由于汽轮机转子在实际的生产活动中有着非常重要且广泛的作用，影响日常生活，因此需要我们格外地注意它的使用和运行情况，对汽轮机转子在运行过程中会发生的故障加以详细的研究分析，找出发生故障的具体原因，确定故障是文中提到的三种情况中的哪一种，再根据不同的情况分别处理，制定合理的诊治方案，充分保障了汽轮机转子在实际运行过程中的稳定性，还能够增加汽轮机转子的使用寿命，充分地保证了工业生产中的工作效率。
参考文献
[1]史俊.汽轮机转子不平衡的诊断及治理[J].化工管理，2017，6-21.
[2]刘达，翟春艳，李书臣，苏成利.汽轮机转子故障诊断算法应用研究[J].辽宁石油化工大学学报，2013，9-15.
[3]李利.汽轮机发电转子不平衡的诊断及治理[J].工业b.2015.。