汽轮机振动故障诊断与分析 - 图文(5)

来源：网络收集时间：2026-10-06

导读：做到很� �?为振动传感器和键相传感器的夹角（或与光电探头的夹角）。某厂一台仿西屋型300MW机组，运行中高中压转子轴振偏大，表2-12为带负荷运行、3000r/min和降速通过临界转速时的振动。表2-12 带负荷、空载和降

做到很小。?为振动传感器和键相传感器的夹角（或与光电探头的夹角）。

某厂一台仿西屋型300MW机组，运行中高中压转子轴振偏大，表2-12为带负荷运行、3000r/min和降速通过临界转速时的振动。表2-12 带负荷、空载和降速过临界的振动 μm/°

工况 300MW 3000r/min 过临界 1X 通频 75 58 62 工频 58∠251 39∠243 45∠31 1Y 通频 33 33 75 工频 13∠353 17∠7 65∠96 2X 通频 143 141 89 工频 123∠38 118∠31 71∠25 2Y 通频 100 101 92 工频 80∠130 81∠131 71∠113 从表中可以看出，通过一阶临界转速时工频振动最大为71um，说明一阶不平衡分量不是很大，主要是工作转速和带负荷后轴振2X、2Y偏大。从轴振2X和轴振1X的相位看，相位差接近1800，说明二阶分量偏大。

考虑到二阶分量较大，开、停机过程中重点注意了接近工作转速时的振动，表2-13为在一次停机过程中测得的振动变化。表2-13 停机过程中振动变化 μm/°

转速r/min 1x 2x 3000 39∠243 118∠31 2950 31∠240 118∠27 2900 27∠235 120∠10 2850 23∠233 70∠35 2800 18∠229 84∠33 2750 15∠226 84∠1 2700 14∠228 85∠32 从表中可以看出，从3000r/min降至2700r/min过程中，轴振1x和2x幅值变化较大。从2900r/min降至2850r/min时2x轴振有突变，但相位变化较小。考虑到轴振2x、2y比轴振1x、1y大，在两端相位差不是180°的情况下，以轴振2x为主，加重方位以下式进行计算：

????????180o

式中：?为测得的相位角，取轴振2x的相位并结合考虑1x的相位，取?=40°。

考虑到工作转速离二阶临界转速较远，取?=30°，?为轴振x方向的探头与键相探头的夹角，取? = 45°。

于是可算出：?=40°-30°+45°±180°=-125°即#2侧（高中压转子后端平衡面）加重位置为键相槽顺转向125°处，#1侧（前端平衡面）加重位置与#2侧相差180°，加重大小是参考同型转子的灵敏度进行估算。两端综合考虑后决定每端加一块重量（280克。

2、不对中

所谓中心不正是指相邻两个转子的对轮存在圆周偏差或张口，连接后不成一直线。

（1）两转子中心线平行错位，称平行不对中，如图3-1（a）所示；（2）两转子中心连接后形成折线，称角度不对中，如图中3-1（b）所示；

（3）上述两种情况兼有，称混合不对中，如图中3-1（c），显然这种情况较多。

转子中心不正对振动的影响

（1）可直接产生引起振动的扰动力，在升速过程中就可以表现出来。以一倍频为主，有时也可能有较明显的二倍频分量，刚性联轴器：大机组大转子多用，振动对不对中不十分敏感，振动频谱以1X为主。（2）半挠性联轴器（波型联轴器、齿型联轴器）：不对中故障反而较多。尤其齿型联轴器不对中故障较复杂，特征主要有： ? 径向振动主频率一般为2X；

? 转子轴向位移较大，从动转子的轴向振动的频率与转子的回转频率相同；

? 齿式联轴器的严重“不对中”，可引起振动随负荷急剧爬升、轴承油膜失稳及轴瓦损伤；

? 齿式联轴器如带齿轮箱耦合轴系，振动频率存在交叉调制现象，应仔细区分。

2015V/mm/s1050Hz050100150200250(a)30035040045050043V/mm/s210Hz050100150200250(b)300350400450500压缩机①频谱（a）故障处理前（b）故障处理后

动平衡试验时常常出现无法同时消除相邻两轴承的振动，或无法同时降低垂直和水平振动．即动平衡无规律性可言．

3、摩擦振动

动静碰磨使转子振动高点H处发热后导致圆周方向不均匀，在温度应力的作用下引起转子热弯曲，从而增加一个新的不平衡力，所以首先表现的是工频振动。碰撞是一个时间很短的冲击效应，相当于一个脉冲函数，包含丰富的频谱成分，存在许多谐波分量，碰撞同时使转子正常的运动受到阻碍，正弦波顶部通常被截断。谐波分量幅值的大小取决于转子的稳定性，离心力与碰撞的大小，比如汽轮机转子，

摩擦产生振动逐渐爬升阶段，谐波分量较大较多，当变形较大时，振动增大，离心力增大的比率远超过碰撞力增大的比率（汽封可退让），谐波分量幅值反而更小。试验室一般离心力与碰撞的比值低于现场实际转子，所以谐波分量表现相当明显。

摩擦振动发生时，振动往往在开始的时候缓慢增加，然后振动增加速度逐渐增快，表现为指数函数的曲线特征。

一般碰磨时，机组振动波动的持续时间可能比较长。持续时间长达数天甚至更长，振动波动周期一小时到几个小时。严重碰磨时，振动发生时间十几分钟到数十分钟，轴振动幅值大幅度增加，这种情况汽轮发电机组上也容易出现。剧烈碰磨发生时，短短几秒钟轴振动增加到保护值以上而使机组跳机。这种情况现场并不多见，也容易与叶片断裂引起的振动故障相混淆。注意两者在振动增加时间方面的差别，叶片断裂引起振动增大时间在1秒以内，剧烈碰磨发生振动时间在几秒到十几秒钟以上。

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