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1、1? 大不平衡 汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級、次末級葉片在運(yùn)行過程中突然斷裂飛脫，屬于大不平衡響應(yīng)問題。轉(zhuǎn)子動力學(xué)響應(yīng)為非線性特性，且大幅劇烈振動往往導(dǎo)致動靜碰摩的發(fā)生，這是理論計(jì)算所不能真實(shí)模擬的。只有在線監(jiān)測系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)真實(shí)地反映大不平衡狀態(tài)下軸系的振動響應(yīng)。 2? 熱不平衡 由于轉(zhuǎn)子材質(zhì)各項(xiàng)異性、轉(zhuǎn)子橫截面徑向加熱/冷卻不均勻——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油、發(fā)電機(jī)氫冷/水冷通道局部堵塞、內(nèi)摩擦效應(yīng)——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈膨脹受阻等原因引起的與轉(zhuǎn)子溫度以及軸系轉(zhuǎn)速密切相關(guān)的轉(zhuǎn)子熱態(tài)彎曲，其表現(xiàn)為不平衡的振動特征。 3? 動靜碰摩 當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件徑向/軸向間隙消失時(shí)，則發(fā)

2、生動靜碰摩故障。振動頻譜除基頻分量外，還含有次諧波分量和/或高次諧波分量。應(yīng)以振動變化量或振幅作為停機(jī)值，由于仍然存在碰摩，停機(jī)惰走過程振動比升速過程振動大，可破真空縮短惰走時(shí)間。連續(xù)盤車數(shù)小時(shí)后，掛閘開機(jī)。一般經(jīng)過幾次摩合，動靜碰摩即消失，振動可處于穩(wěn)定狀態(tài)。?? ? 4? 汽流激振 由于葉頂徑向間隙不均產(chǎn)生切向分力、端部軸封徑向間隙不均產(chǎn)生壓力渦動、順序閥進(jìn)汽方式使轉(zhuǎn)子受到向上的蒸汽力產(chǎn)生輕載，再加上軸瓦穩(wěn)定裕度不足，而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生自激振動。該振動敏感于負(fù)荷，低頻分量一般為半頻、嚴(yán)重時(shí)也會與轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速相對應(yīng)。有時(shí)單獨(dú)改變軸瓦設(shè)計(jì)并不能消除該故障，應(yīng)改進(jìn)汽封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、調(diào)整調(diào)門開啟順序

3、及開度、調(diào)整安裝間隙等才能徹底解決問題。 蒸汽激振出現(xiàn)在機(jī)組并網(wǎng)之后、負(fù)荷逐漸增加的過程中，主要特點(diǎn)是振動敏感于負(fù)荷，且一般發(fā)生在較高負(fù)荷。突發(fā)性振動通常有一個(gè)門檻負(fù)荷，超過此負(fù)荷，立即激發(fā)蒸汽激振，而當(dāng)負(fù)荷降低至某一數(shù)值時(shí)，振動即能恢復(fù)，有較好的重復(fù)性。蒸氣激振引起的振動有時(shí)與調(diào)門的開啟順序和調(diào)門開度有關(guān)，通過調(diào)換或關(guān)閉有關(guān)閥門能夠避免低頻振動的發(fā)生或減小低頻振動的幅值。 蒸汽激振產(chǎn)生的自激振動為轉(zhuǎn)子的正向進(jìn)動，發(fā)生嚴(yán)重蒸汽激振產(chǎn)生自激振動的振動頻率通常與轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速頻率相吻合，在絕大多數(shù)情況下振動成份以接近工作轉(zhuǎn)速一半的頻率分量為主。此外，由于實(shí)際蒸汽力和軸承油膜力的非線性特性，有

4、時(shí)會呈現(xiàn)其它一些諧波頻率分量。 5? 油膜失穩(wěn)/振蕩 在一個(gè)振動周期內(nèi)，如果潤滑軸承的阻尼消耗的能量小于油膜力切向分量所做的功，則轉(zhuǎn)子發(fā)生不穩(wěn)定的渦動，振動頻率約為同步頻率的一半，故常稱為油膜半速渦動。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速二倍以上時(shí)，則會產(chǎn)生油膜振蕩現(xiàn)象，此時(shí)，無論機(jī)器轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升至多少，渦動頻率將鎖定轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速頻率。?? ? 6? 結(jié)構(gòu)共振 軸承座、汽缸、發(fā)電機(jī)端蓋/定子、管道等結(jié)構(gòu)的固有頻率接近機(jī)組軸系運(yùn)行轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻率，則運(yùn)行工況下這些機(jī)械結(jié)構(gòu)處于共振狀態(tài)，表現(xiàn)為大振幅的劇烈振動。通過傳遞后，可影響機(jī)組軸承座振幅。一般情況下，應(yīng)對該機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元?jiǎng)犹匦杂?jì)算、

5、并進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力學(xué)修改，使其固有頻率遠(yuǎn)離運(yùn)行轉(zhuǎn)速對應(yīng)頻率，即可避免結(jié)構(gòu)共振的發(fā)生。 7? 不對中 汽輪發(fā)電機(jī)組軸系不對中分為聯(lián)軸器不對中（外圓、端面）、軸承座標(biāo)高不合理、轉(zhuǎn)子與定子周向間隙不均?？赏ㄟ^低轉(zhuǎn)速下相對軸振的晃度、升速過程的軸心位置圖、軸瓦溫度、回油溫度、大負(fù)荷工況下高中壓轉(zhuǎn)子低頻振動、并網(wǎng)前后發(fā)電機(jī)振動頻譜的變化來進(jìn)行診斷分析。 8? 轉(zhuǎn)子裂紋 轉(zhuǎn)子裂紋初期，振幅增長速度相當(dāng)緩慢，主要為基頻分量。當(dāng)裂紋快速擴(kuò)展時(shí)，定速工況下振幅會大幅增長，主要表現(xiàn)為基頻分量，同時(shí)，2X分量也會增大；臨界轉(zhuǎn)速下基頻分量大幅增加；副臨界轉(zhuǎn)速下2X分量大幅增加；低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸晃度持續(xù)增大。再者，軸系

6、動平衡結(jié)果與計(jì)算期望值相去甚遠(yuǎn)，多次動平衡的影響系數(shù)差別較大。 9? 參數(shù)激振 兩極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子因結(jié)構(gòu)剛度不對稱，在重力作用下每旋轉(zhuǎn)一周，撓度曲線變化兩次。如果轉(zhuǎn)子兩軸線截面主慣性矩差異較大，則在1/2臨界轉(zhuǎn)速（副臨界轉(zhuǎn)速）時(shí)出現(xiàn)2X分量峰值，工作轉(zhuǎn)速下也存在2X振動分量，且與轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)關(guān)系不大。大功率發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體上開有一定數(shù)量的橫向月牙槽，以使兩軸線截面主慣性矩接近，可降低副臨界轉(zhuǎn)速以及工作轉(zhuǎn)速下2X振動分量的幅值，改善機(jī)組振動水平。??? ?10? 轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油 中心孔進(jìn)油后，運(yùn)行中隨著轉(zhuǎn)子本體溫度的升高，轉(zhuǎn)子高溫端的油受熱汽化并吸收熱量，中心孔幾何軸線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，使

7、得油膜在孔壁周向厚度不同，從而熱交換程度也不同，使轉(zhuǎn)子圓周方向出現(xiàn)溫差；汽化的油在轉(zhuǎn)子低溫端凝結(jié)，釋放出熱量，同樣引起轉(zhuǎn)子徑向溫差。徑向溫差使轉(zhuǎn)子存在熱不平衡故障，振動隨轉(zhuǎn)子溫度升高，惰走過程振動較升速過程振動增大，低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子晃度明顯增大。 11? 旋轉(zhuǎn)部件斷裂飛脫 葉頂圍帶、動葉片、聯(lián)軸器螺栓護(hù)板在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下斷裂飛脫，可引起軸系振動突變。一般整個(gè)過程約幾秒鐘，振動分量主要為基頻，在大不平衡狀態(tài)下，可能會出現(xiàn)次諧波分量及高次諧波分量。振動變化量及頻譜與飛脫質(zhì)量大小、軸向位置、機(jī)組軸系轉(zhuǎn)速相關(guān)。 12? 轉(zhuǎn)子彎曲 在熱態(tài)下突然遭受水擊、嚴(yán)重動靜碰摩等因素可導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生永久彎曲

8、。彎曲轉(zhuǎn)子的振動特征為：低轉(zhuǎn)速下較大的晃度、過大的一階振型不平衡響應(yīng)以及工作轉(zhuǎn)速下的較高振動響應(yīng)。如果轉(zhuǎn)子彎曲超過80μm，應(yīng)進(jìn)行直軸處理；如果轉(zhuǎn)子彎曲在80μm之內(nèi)，可利用移動式平衡臺在電站內(nèi)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡即可。 13? 軸承座連接剛度不足 基礎(chǔ)—臺板—軸承座之間的連接剛度不足，可導(dǎo)致在轉(zhuǎn)軸振動不大的情況下，軸承座振動達(dá)到報(bào)警狀態(tài)。可在開機(jī)狀態(tài)下，進(jìn)行軸承座外特性試驗(yàn)，測量各結(jié)合面的垂直方向振動，比較各結(jié)合面振動幅值，即可發(fā)現(xiàn)連接剛度不足的結(jié)合面。?? ?14? 軸瓦緊力不足 下瓦與軸承洼窩接觸不實(shí)、過大的軸承間隙以及軸瓦上瓦瓦蓋緊力不足，這些由于部件之間不合適的配合引起的振動故障

9、的頻譜不僅含有豐富的高次諧波分量，而且含有豐富的次諧波分量。該種故障振動的相位很不穩(wěn)定，變化范圍很大。 15 堵頭失去約束 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心孔兩端各有一個(gè)堵頭，防止油氣和水汽進(jìn)入孔內(nèi)。如果失去約束，則堵頭可能掉進(jìn)聯(lián)軸器內(nèi)孔。振動特征為：主要為基頻分量；振動具有相對穩(wěn)定性及不重復(fù)性；現(xiàn)場動平衡失敗以及影響系數(shù)與正常情況下測量得到的影響系數(shù)差別較大。可進(jìn)行兩、三次開機(jī)試驗(yàn)，測量軸系振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 16? 二次灌漿不實(shí) 二次灌漿不實(shí)大多發(fā)生在發(fā)電機(jī)定子安裝過程中，發(fā)電機(jī)定子機(jī)座下面的座板與基礎(chǔ)之間。表現(xiàn)為較大的發(fā)電機(jī)軸承座以及座板垂直方向振動。需要打掉二次灌漿、清洗結(jié)合面、重新進(jìn)行二次灌漿

10、、按照水泥養(yǎng)護(hù)規(guī)程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)后、再次調(diào)整汽輪機(jī)—發(fā)電機(jī)中心，即可消除二次灌漿不實(shí)引起的發(fā)電機(jī)振動故障。 17? 振動傳遞 循環(huán)水泵管道振動經(jīng)凝汽器—汽缸—軸承座、發(fā)電機(jī)氫冷器進(jìn)出水管振動經(jīng)氫冷器—發(fā)電機(jī)定子—端蓋軸承、機(jī)組各軸承座振動經(jīng)臺板—基礎(chǔ)—臺板—軸承座可進(jìn)行傳遞，所以，振動故障診斷及處理一定要結(jié)合軸承座振動數(shù)據(jù)、相對軸振數(shù)據(jù)、現(xiàn)場實(shí)際情況，具體問題具體分析，才可能找出真正的振源。 18 膨脹不暢 汽缸以及軸承座的膨脹卡澀會改變軸承座和臺板之間的接觸狀態(tài)，降低軸承座動剛度，導(dǎo)致座振增大。嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致汽缸變形，誘發(fā)動靜碰摩故障。一般可通過堅(jiān)持運(yùn)行使卡澀疏通或動平衡降低激振力措施消除該問題。