旋转机械振动故障分析与治理

随风飘舞

　　汽轮发电机组是火电厂的关键设备。一旦出现故障，往往会造成很大的经济损失。在汽轮发电机组的各种故障中，振动问题比较突出，越来越引起人们的重视。
　　汽轮发电机组振动故障的分析与治理是一个非常复杂的问题。它具有以下几点特征：(1)多种故障可能具有相同征兆，征兆与故障间并非一一对应的关系;(2)故障往往是由于多种原因造成的，需要从中找出主要原因;(3)除非特殊需要，否则很难将机组解体进行彻底检查;(4)一些故障特征的获取可能需要长时间的观测;(5)出于经济性和安全性的需要，汽轮发电机组的启停次数受到限制。因此，故障发生时需要对机组结构、振动信号、故障特征和运行工况等进行非常深入、仔细的研究。就目前情况而言，故障原因分析主要依靠的是先进的测试分析仪器、振动基础理论和专家丰富的实践经验。专家在其中起到了非常重要的作用。
　　寻找故障原因还需要科学和严密的推理方法。目前常用的推理方法分为正向推理、反向推理和混合推理三种。正向推理首先根据振动特征找出所有可能的故障，然后对这些故障逐个分析、比较和排除，最后剩下不能排除的故障即为诊断结果。反向推理则是首先假设一个故障原因,然后以掌握的振动规律来验证或排除该故障，找出诊断结果。正向推理无须掌握所有的故障原因和特征，对特征明显故障的诊断效率比较高，但可靠性较差。对大型旋转机械而言，用得最多的还是将正、反向推理结合在一起的混合推理方式。混合推理首先采用正向推理的方式，根据振动特征找出可能的故障，然后对每一种故障采用反向推理的方式确认，找出真正的故障原因。
　　故障诊断按其对时间的要求可以分为在线诊断和离线诊断。前者要求对出现的故障作出快速、敏捷的判断，防止事故扩大，因而对时间的要求较严。后者对时间无特殊要求，可以通过实验等手段获取更多故障特征，从而使诊断结果更可靠、详细。
　　旋转机械故障有治标和治本两种治理方式。一些机组出现故障后，由于生产需要，不可能停下来进行彻底治理。这时就可以首先采用治标的方式，暂时维持机组运行，等到机组大修时，再对故障原因采用治本的方式进行彻底治理。例如大型汽轮发电机组运动中出现了油膜振荡故障，就可以采用调整润滑油温、改变轴系标高等方式暂时抑制故障，满足生产需要。等到大修时再采用更换轴承、消除轴系缺陷等方式来彻底消除油膜振荡。
　　汽轮发电机组振动从性质上可以分为强迫振动和自激振动两大类。对于一个振动系统而言，阻尼总是客观存在的。系统要维持振动，必须有能量不断输送给振动系统。如果维持振动的能量是由外界激振力提供的，那么这种振动称为强迫振动。如果振动系统通过本身的运动不断向自身提供能量维持振动，那么这种振动就称为自激振动。汽轮发电机组常见振动故障中属于强迫振动的有转子不平衡、热弯曲、不对中、电磁激振、分谐波共振等，属于自激振动的有油膜涡动、油膜振荡、汽流激振等。
　　从频谱特征来看，汽轮发电机组振动又可分为工频故障、低频故障和高频故障。属于工频故障的有转子不平衡、热弯曲、轴承座刚度不足、不对称电磁力、动静部件摩擦等，属于高频故障的有转子不对中、电磁激振等，属于低频故障的有油膜涡动、油膜振荡、汽流激振等。
　　振动分析的首要任务是对振动原因作一个定性的判断。例如振动是属于强迫振动还是自激振动，是干扰力过大还是轴承座刚度不足，是发电机问题还是汽轮机问题。要正确判断振动原因，必须抓住振动的主要特点。振动是通过幅值、相位和频率这三个要素来反映的。因此应全面了解这三个参数随运行条件和时间的变化规律，做一些相关试验。同时还应从以下几个方面进行分析，主要包括：
　　(1)机组异常振动的历史和现状;
　　(2)机组异常振动时汽缸膨胀、油温、油压、风温、冷却水温、真空、排汽缸温度等相关运行参数情况;
　　(3)机组机构、安装和检修情况，如滑销系统有没有变动等。
　　火电机组振动国家工程研究中心已在多年为电厂解决实际振动问题的基础上开发了旋转机械振动故障智能诊断系统。这套系统完全模拟了专家思维方式，具有初级和高级两种诊断方式，可以给出非常具体的诊断结果。这套系统已成功运行于多家电厂上，取得了较好的经济效益，得到了用户的好评。
　　[ 本帖最后由 随风飘舞 于 2007-7-9 15:35 编辑 ]

随风飘舞

没人气啊

timedomain

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随风飘舞

　　强迫振动的激振力主要是由于机械和电磁两部分引起的。机械激振力包括转子不平衡、热弯曲、靠背轮和滑销系统存在缺陷等，电磁激振力包括发电机转子线圈匝间短路、转子和静子间空气间隙不均等。
　　一、转子不平衡力
　　如果按激振力的性质来分，现场发生的故障中属于转子不平衡的比例高达90%。对于刚性转子而言，当忽略轴承座动刚度随转速改变的影响时，在一定不平衡作用下，轴承振幅与转速的平方成正比。柔性转子升速过程中将发生挠曲变形，转子平衡状态也将发生变化。此时转子中的不平衡是原来存在的不平衡与转子挠曲产生的新不平衡的总和。从前章的分析可以得出以下两点有用的结论：
　　(1)如果转子在某阶临界转速下出现较大振动，那么转子必然存在相应阶型式的不平衡。
　　(2)如果工作转速下出现大的工频振动，而且幅值比较稳定，在排除轴承座动刚度不足和联轴器缺陷后，可以认为转子振动过大是由于不平衡引起的。
　　二、靠背轮引起的激振力
　　汽轮发电机组采用的靠背轮可以分为挠性、半挠性和刚性三种。挠性和半挠性联轴器能起一定的调节作用，在一定转子对中偏差下不会产生明显振动。刚性联轴器则不然。由于刚性联轴缺陷所引起的激振力可以分为以下四种情况：
　　(1)靠背轮开口或圆周偏差大
　　上述偏差无论多大，当靠背轮螺丝拧紧后，两个转子会自然同心。但是这种偏差将会改变轴颈在轴瓦中的位置，从而改变轴瓦载荷分配。偏差严重时可能产生油膜振荡。

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谁告诉我下,怎么做

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图1-29 排汽缸底部台板分布

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随风飘舞

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随风飘舞 发表于 2007-7-9 15:55
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很好的资料