转子振动测量、计算基础及汽轮机组振动标准

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　　1. 常用的振动测量参数
　　常用的振动测量参数有振幅、振动速度(振速)、振动加速度。 对应单位表示为：mm、mm/s、mm/s2。

　　振幅是表象，定义为在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大位移。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量，单位用米或厘米表示。它描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。系统振动中最大动态位移，称为振幅。 在下图中，位移y表示波的振幅。振动速度反映的是振动能量的大小，振动加速度则表征的是转子激振力的大小程度。

　　2. 位移、速度、加速度三者的区别
　　位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言，位移的测量能够直接反映轴承/固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如：通过分析汽轮机上滑动轴承的位移，可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。

　　表达上三者均为正弦曲线，分别有90度，180度的相位差。现场应用上，对于低速设备(转速小于1000rpm)来说，位移是最好的测量方法。而那些加速度很小，其位移较大的设备，一般采用折衷的方法，即采用速度测量，对于高速度或高频设备，有时尽管位移很小，速度也适中，但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。

　　3. 现场的一般选用原则
　　振动位移：与频率f无关，特别适合低频振动(<10Hz))选用，一般用于低转速机械的振动评定。

　　振动速度：速度V=Xω，与频率f成正比，通常推荐选用，一般用于中速转动机械(或中频振动(10~1000Hz))的振动评定。

　　振动加速度：A=Vω=Xω2，与频率f2成正比，特别适合高频振动选用，一般用于高速转动机械(或高频振动(>1000Hz))的振动评定。

　　其中：

　　工程上对于大多数机器来说，最佳诊断参数是速度(速度的有效值)，因为它是反映诊断强度的理想参数，表征的是振动的能量;所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。

　　4. 振动速度与位移换算

　　其中：Sp-p为振动位移峰峰值，Vf：振动速度，A：振动幅值，f：振动频率，n：转子转速。

　　当f=50Hz时，振动速度与振动位移对应值见下表：

　　表1 振动速度与振动位移对应值

　　5. 汽轮机组轴承振动标准

　　图片来源：发电厂全能值班员技术交流与培训

　　(1) 附属机械轴承振动标准

　　表2 附属机械轴承振动标准

　　(2) 机组轴振动标准
　　国产200MW及以下机组，一般以测轴承为准，如测轴振动制造厂家无规定时，可参照下表执行。

　　表3 大型汽轮发电机组轴振参考标准(双振幅,um)

　　(3) 轴承振动标准

　　表4 轴承振动标准(双振幅,mm)

　　(4) ISO-3945振动标准

　　表5 ISO-3945振动标准

　　(5) IEC振动标准

　　表6 国际电工委员会IEC振动标准(双振幅,um)

　　6. 我国现行的汽轮机振动标准规定
　　(1) 汽轮机转速在1500r/min时，振动双振幅50um以下为良好，70um以下为合格;汽轮机转速在3000r/min时，振动双振幅25um以下为良好，50um以下为合格。

　　(2) 标准还规定新装机组的轴承振动不宜大于30um。

　　(3) 标准规定的数值，适用于额定转速和任何负荷稳定工况。

　　(4) 标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量进行了规定。在进行振动测量时，每次测量的位置都应保持一致，否则将会带来很大的测量误差。

　　(5) 在三个方向的任何一个方向的振动幅值超过了规定的数值，则认为该机组的振动状况是不合格的，应当采取措施来消除振动。

　　(6) 紧停措施还规定汽轮机运行中振动突然增加50um应立即打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不超过100um。

　　本文根据百度文库wlzslzs于2013年1月18日分享的《振动测量与计算》一文编辑而成。