原始不平衡
原始质量不平衡指的是转子开始转动之前在转子上已经存在的不平衡。它们通常是在加工制造过 程中产生的，或是在检修时更换转动部件造成的。
这种不平衡的特点： – 除振幅和相位的常规特征外，它的最显著特征是“稳定”，这个稳定是指在一定的转速下振 动特征稳定，振幅和相位受机组参数影响不大，与升速时或带负荷的时间延续没有直接的关 联，也不受启动方式的影响。 – 具体所测的数据中，在同一转速，工况相差不大时，振幅波动约20％，相位在10°~20°范围 内变化的工频振动均可以视为是稳定的。
汽轮机振动及事故处理.
汽轮机常见故障
机组振动 油系统着火
水冲击 超速
机组振动故障
机组振动故障的现场处理要求
近几十年国内有关单位对机组振动故障处理的历史和经验教训说明，对振动故障的定性一般并不困 难，但在确定故障的具体原因时，由于对造成故障的机理分析有分歧，使得误判时有发生。因此， 机组振动故障的诊断除需要现场经验外，还应该掌握一定的基础理论和科学的分析能力，这样才能 快捷地找出故障的确切原因，提出正确的根治措施，而不致盲目地一概采用现场高速动平衡的方法， 使得表面上振动有所减小，实际上没有根治，机组经过一段时间的运行或检修后，振动重复出现。
内环或外环轨迹，振幅、相让缓慢旋转；或根幅逐 渐增加 低频的出现与转速有关
在一定转速出现，突发性的大振动，频率为转子第 一临界转速，大于1X振幅
与负荷密切相关，突发性的大振动，频率为转子第 一临界转速，改变负荷即消失
存在明显的共振蜂，与转速有关
汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)
序
故障名称
号
14 转子中心孔进油
1/2临界转速有2X振动峰 垂直、水平振动差别大
1X、1/2X、1.5X高 与基础振动差别大 可能出现和差振动或拍振
振幅不稳定
相位不稳定，但恢复性好 瓦温、回油温度过高
常见振动故障的诊断
下面介绍机组常见振动故障特征、判断方法。 – 质量不平衡 – 转子的弯曲 – 动静碰摩 – 油膜失稳和汽流激振 – 结构共振 – 结构刚度不足 – 联轴器不对中 – 裂纹转子 – 转子中心孔进油 – 转子截面刚度不对称
低转速下转轴原始晃度大，临界转速附近振动略减 小 振幅、相位随时间缓慢变化到一定值，转子冷却后 状况恢复 振动突增，相位突变到定值，伴随声响
1X、2X
1X 、2X等 1X、整分数、
倍频 0.35~0.5X
fcril
fcril
1X、分数、倍
高的2X或3X振幅，1/2临界转速有2X共振峰，“8”字 形轨迹 与负荷有关
质量不平衡
转子质量不平衡是汽轮发电机组最常见的振动故障，它约占了故障总数的80％。随着制造 厂加工、装配精度以及电厂检修质量的不断提高，这类故障的发生率正在逐渐减少。即使 如此，质量不平衡目前仍是现场机组振动的主要故障。
处理手段：低速动平衡，高速动平衡。
转子不平衡（Rotor Imbalance）
Mass centerline Shaft centerline
Static imbalance
Mass centerline Shaft centerline
Coupled imbalance
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质量不平衡的一般特征
最关键的特征是：稳定的工频振动在整个信号中占主要成分。 工频振幅为主的状况应该是稳定的，这包括：
15 转轴截面刚度不 对称
16 轴承座刚度不对 称
17 轴承磨损 18 轴承座松动 19 瓦差松动，紧力
不足 20 瓦体球面接触不
良 21 叶轮松动 22 轴承供油不足频谱Leabharlann 征1X、0.8X～ 0.9X
2X
2X
1X、次同步 1X
1X、分频、 1/2X
1X和其他
1X 1X
其它特征
与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大
现场动平衡加重实例——影响系数法
某200MW机组大修后启动，3000 rpm时3瓦垂直方向振动约100mm，决定进行动平衡 平衡计算过程如下：
– 原始振动：A0 = 97 mm∠277° – 在接长轴试加重：Pt = 781g∠135° – 再次启机3000rpm，测：A1 = 140 mm∠269° – 计算影响系数 a = (A1-A0)/Pt = (140 mm∠269°- 97 mm∠277°)/ 781g∠135°
对于新机组，原始不平衡在第一次升速就会显现出来，在对转子进行任何处理之前的升降速振动 数据中，特征重复性很好。
转动部件飞脱和松动
汽轮发电机组振动发生转动部件飞脱可能有叶片、围带、拉金以及平衡质量块； – 飞脱时产生的工频振动是突发性的，在数秒钟内以某一瓦振或轴振为主，振幅迅速增大到一个固定 值，相位也同时会出现一个固定的变化。相邻轴承振动也会增大，但变化的量值不及前者大。这种 故障一般发生在机组带有某一负荷的情况。
发生松动的部件可能有护环、转子线圈、槽楔、联轴器等。 – 部件松动所造成的工频振动大的情况可以发生在升速、定速或带负荷过程。有的情况下大振动会变 小，出现波动现象。
平衡质量块飞脱的一个案例
某电厂的200MW机组大修后启机，3、4号轴承振动大进行动平衡，接长轴联轴器加重1600g，用两 个M14的螺钉固定，升速到2600rpm时，3号轴承附近发出一声响声，振动增大，立即停机，发现平 衡块飞脱。2600rpm平衡块飞前，3号轴振为 179mm∠14°，瓦振为 41mm∠69°，飞后3号轴振为 220mm∠60°，瓦振为 47 mm∠118°，平衡块飞脱使得轴振和瓦振相位变化约60°，轴振振幅增加 40mm，瓦振振幅增加 6mm。
汽轮发电机组振动故障特征汇总表
序
故障名称
号
1 原始质量不平 衡
2 转子原始弯曲
3 转子热弯曲
4 转动部件（叶 片、平衡块） 飞脱
5 转轴不对中
6 联轮器松动 7 动静碰摩
8 油膜涡动 9 油膜振荡
10 汽流激振
11 结构共振
频谱特征 1X 1X 1X 1X
其它特征
振幅、相位随转速变化，随时间不变，轴心轨迹呈 椭圆轨迹或圆轨迹
– 各次启机； – 升降速过程； – 不同的工况，如负荷、真空、油温、氢压、励磁电流等。 工频振动的相位同时也是稳定的。 第二个主要依据是这种状况的重复性。
转子质量不平衡的分类特征
汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的原因有三个： – 原始不平衡； – 转动过程中的部件飞脱、松动; – 转子的热弯曲。 原始不平衡是主要原因。