汽轮机组振动初探

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1、汽轮机组振动初探周宏摘要：汽轮机组过大的振动危害极大，为了确保机组的安全可靠运行，了解振动的相关知识对汽轮机组的安全运行意义重大。关键词：振动频谱诊断分析thediscussionaboutsteamturbine’svibrationZHOUHong(PowerPlant,ChongQingIron&SteelCo.Ltd.，ChongQing400084，China)AbstractSteamturbine’slargervibrationisharmful.Inordertoensurethesafetyofsteamturbine，weshouldstudysomeknowled

2、geaboutsteamturbine’svibration,itisveryimportanttous.Keywords：vibrationspectradiagnosisanalysis1引言动力厂的旋转设备较多，其中尤以汽轮鼓风机、汽轮发电机和TRT发电机最为重要。由于汽轮机组是高速运行的回转设备，通常都有一定程度的振动。然而，振动是汽轮机组运行中最常见的主要故障之一，当机组发生过大的振动时会产生以下危害：⑴直接造成汽轮机组事故：如果机组振动过大，且发生在机组前部，则有可能引起危急保安器误动作，导致故障停机；⑵损坏机组事故：如汽轮机组的各轴瓦面因振动造成巴氏合金破裂或者脱落、轴承支

3、座的连接螺钉松动以及与机组连接的部分管道损坏；⑶动静部分摩擦：汽轮机组过大的振动可能导致汽轮机转子叶片围带磨损引起叶片松动甚至金属块脱落撞击后级叶片造成转子损坏的特大事故，还可能导致高低压汽封和隔板汽封(鼓风机的前后气封)、轴承油挡发生磨损，严重时划伤轴颈，甚至造成转子弯曲等严重事故；⑷损坏机组转子零部件：机组转子零部件松动或造成机组基础松动及周围建筑物的损坏。由于振动过大的危害性极大，所以在机组启停及正常运行过程中应加强对汽轮机组振动的监测，保证其振动值控制在规定的范围以内，确保机组安全运行。本文就汽轮机组振动的相关知识及故障诊断进行了简要的阐述。2振动的周期信号和离散频谱虽然汽轮机组

4、在运行过程中由于负荷的变化可能引起机组转速的变化波动，但是在某一时间段内，我们可以将汽轮机组的转速视为恒定转速，其振动信号即可视为周期信号。周期信号是按一定的时间间隔T(周期)不断重复的信号，它通常满足以下关系式；x(t)=x(t+nt)根据高等数学知识，在有限区间上，任何周期函数(信号)x(t)凡满足狄里赫利条件都可以展开成傅立叶级数。傅立叶级数的三角函数展开式如下：其中：T——周期——圆频率，=2π/T，n=1，2，3……将表达式中的同频项合并，可以改写成：其中：tg=/从以上表达式我们可以得出一个结论：任何一个满足狄里赫利条件的复杂周期信号，都可以看作是一个直流分量和若干个具有谐波

5、分量的正弦信号之和。以圆频率为横坐标，幅值或相角为纵坐标所作的图称为频谱图，—ω图叫幅频谱，—ω图为相频谱。由于n为整数序列，相邻频率的间隔△ω==2π/T，即各频谱都是的整数倍，因而频谱是离散的。其中称为基频，n次倍频成分称为n次谐波。因此，我们看到的汽轮机组振动频谱分析中看到的并不是连续的频谱，而是离散的频谱。3振动信号的测试目前动力厂使用的振动测试装置主要有以下三种；1、便携式振动仪：这种振动仪可以简单测量汽轮机组轴承盖壳体的振动位移、速度和加速度值，测量简单，携带方便，不需要特殊的要求；2、专业复合型振动测试仪：如在新风机使用的美国本特利3300监测系统，它测试的是机组的转轴振动

6、，因此其测量的数值较便携式测振仪更加准确，但是由于传感器离高速旋转的转轴较近，故它对安装的要求较高。它采用模块化设计，可以加装不同的测量模块同时测量机组的热膨胀和轴向位移；3、专业振动频谱分析仪：它测量汽轮机机组轴承盖壳体的振动位移、速度和加速度值，通过计算机显示出振动的时域记录(即时间——峰值图)，由于时域记录只能给出强度的概念，可以将它经过频谱分析后则可以得到频域记录(即频率——峰值图)，我们据此可以探寻其振动的根源，因此它较前两种振动测量装置而言更加可靠实用，可以用于大部分机械振动故障的分析和诊断。由于便携式振动仪的使用比较简单，现主要对后两种装置进行概述。专业复合型测试仪和专业振

7、动频谱分析仪主要由振动传感器和仪表本体(分析软件)两个部分组成，其振动传感器也称为拾振器，它的作用是将机械振动的位移、速度和加速度转换成电压、电流或电荷信号，输入仪表系统，经过相应处理后显示出位移、速度和加速度值，或经过计算机软件分析后得到时域图和频谱图等相关信息。⑴专业复合型振动测试仪专业振动复合型振动测试仪的传感器通常是固定在支架上，而支架又固定在轴瓦或者轴承支座上，所以通过此方法测量出来的转轴振动值实际上是转轴相对于轴瓦或轴承