国华准格尔电厂2号机组振动故障诊断与处理

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1、国华准格尔电厂2号机组振动故障诊断与处理张晓波王微俊杰（国华准格尔发电有限责任公司，内蒙古010300）［摘要］国华准格尔电厂2号机组，在超速和带负荷试运期间，振动超过了国家标准，通过对机组轴系振动实施监测和数据分析，对振动故障作出了正确判断，提出了处理方案，现场实施后取得良好效果。［关键词］振动故障诊断动平衡振动监测一、概述准格尔电厂二期工程汽机主设备采用北京汽轮电机有限责任公司引进法国ALSTHOM公司技术生产的330MW亚临界、中间-次再热、冲动、凝汽式N330-17.75/540/540型汽轮机，配以北京重型电机厂生产的TA255-46型发电

2、机。汽轮机为三缸设计，高压缸、中压缸和双排汽低压缸。每个转子跨度使用两个椭圆瓦轴承支撑。机组于2002年9月投入商业运行。机组在分部试运和整机启动过程中，#2汽轮机组出现了振动故障，其轴振动超过了国家规定的限值，我们对其进行了分析、诊断和处理。二、振动评价标准大型汽轮发电机组我国有相应的国家标准，设备制造厂家也有规定，其规定值通常要严于国家标准。现将制造厂家规定值和国家标准分别列于表1和表2表1转轴振动的厂家规定值转速正常报警打闸汽轮机轴颈振动<2900r/min140pm180pm>2900r/min76pmUOpm130pm发电机轴颈振动<290

3、0r/min140pm180pm>2900r/min76pm180pm表2转轴振动的国家标准单位：Mm正常报警停机轴相对振动值80120165180260三、振动测点布置和监测内容振动监测分两部分：一是轴振动信号，这是目前大型发电机组主要监测信号，也是大机组振动主要的评判标准信号。二是轴承座的振动信号。本机组主要以轴振动信号为监测重点，轴承座振动只是在轴振动出现振动故障时，作参考分析数据。在机组启动、升速、定速、超速、并网带负荷等各种工况下，对振动信号进行实时监测和记录,通过升降速曲线来实测轴系临界转速，对重要的信号进行频谱分析，预防振动事故发生。轴

4、振动信号的测量，是采用美国本特利的108数据采集器，直接从3500系统的输出端接出轴振动的输出信号。用数据分析软件，对数据进行各种分析和处理。轴承座振动信号测量，在12米平台放置VMS-16数据采集器，在各轴承座上安装磁电传感器,在机组启动的过程中，实时监测和记录轴承座的振动，并从键相传感器的接线箱屮并联出键相信号。轴系图如图一・所示：图1轴系结构示意图四、振动故障诊断的要点残余不平衡「转子材质不均热弯一热不平衡_二_动静碰磨4.1对于一般的旋转机械结构来说，基本上是由三大部分组成，即旋转体、旋转体支撑系统和基础设施。如果其中某一小分支结构电磁力不平

5、衡r转子部件上有活动部件支撑刚度活动的不平衡转动部件冇发展的裂纹半速涡动油膜振荡结构共振其它支撑刚度结构共振L其它出现振动故障可能只是某几个或主要是一两个原因造成，因此在进行故障诊断的过程中，要进行分析排除，最后在小范围内确认，采取对应措施消除。虽然产生振动的原因很多，但是在线形系统中，振动的大小与激振力和支撑刚度存在一个基本关系。不管是哪部分部件，呈现的振幅与作用在该部件上的激振力成正比，与它的动刚度成反比。可用F式表示：A=P/Kd(1)式中：A-振幅P-激振力氐-动刚度Kd=Kc/p(2)其中：y=1[(1-(02/on2)+4Q2£2/on4

6、]1/2式中：©静刚度u-动态放大系数co-激振力固有频率3十振动系统自振源频率£-阻尼系数由(1)式可见，产生振动的重要因素就是激振力。如果激振力为零，任何旋转机械都不会振动,当然在实践中，这种现象是没有的，总会有激振力存在，这是产生振动的重要原因之一。另一因素就是动刚度，在激振力不变的情况下，振动的振幅与动刚度成反比。由(2)式可见，动刚度与静刚度和动态放大系数有关，现实结构中，静刚度通常是一个相对固定值，当结构和工作状态固定后，一般是不变的。动态放大系数与激振频率和阻尼系数密切相联系，阻尼系数通常变化不大，因而动刚度的大小与激振频率有重要关系，

7、当激振频率3n接近工作频率3时，动态放大系数卩将接近极大值(通常阻尼系数£的值较小)。如果忽略阻尼系数时，2->0,此时”->oo,则动刚度Kd->0,振动振幅很大，现实结构屮£不会是零，在共振状态下振动可能会放大好几倍，不会无限制放大。在故障诊断中，首先要抓住两个要点，即激振力和结构动刚度的变化。当然产生激振力的原因也很多，需耍根据不同的故障特点通过振动信号分析来确定。动刚度变化也有很多因素造成，但共振时动刚度最小，在实际结构中会经常碰到。进行振动故障诊断，首先要取得可靠信号是最关键的，目前测量的方法和仪器很多，振动的幅值、相位、频谱是最基本的要素

8、，对于有效的诊断也是必要的。至于测量哪种工况下的数据，要根据具体的工作对象确定。五、振动监测与故障分析5.1