王風學

振動故障特征與轉子結構的（de）關係

機組振動故障的特征還與機組轉子的結構有關。進行機組振動故障的診斷時，不僅僅要分（fèn）析出（chū）故障的類別，其主要目的是找出引起振動故障的具體原因，這洋才能找到解決方（fāng）法。例如在確定（dìng）轉子熱彎曲引起的振動故障時，確認是否由轉子熱彎曲所引起是比較容易（yì）的，診斷的（de）主要目的在於確定引起熱彎（wān）曲的具體原（yuán）因，這樣才能處理解決（jué），而這（zhè）往往是很困難的。

但實踐（jiàn）表明，機組的結構分析對振動故障診斷（duàn）是非常重（chóng）要的，因為機組（zǔ）的振動故障特征是與機組的結構特點密切相（xiàng）關的，有的故障隻能在某種結構情況下才（cái）能產生，同一類故障在不同結構形式的（de）機組上其征兆有明顯的不同，如大型發電機組由於碰磨造成的熱彎曲，其振動響（xiǎng）應為基頻振動，沒有諧波分量或很小，因為彎曲造成的不平衡響應遠大（dà）於碰磨自身的響應，而在輕型轉子上發生碰磨（mó）現象時，諧波分量則非常豐富，因碰（pèng）磨造成的轉子不穩定性增加；機組的振動傳遞（dì）持性與（yǔ）機組的結構有密切（qiē）關係；有的故障本身就是因為結構有缺（quē）陷或結構不合適而引起。

機組的結構分析包含了機械結構及不平衡響應分析兩個方麵。比如汽輪發電機組（zǔ）的機械結（jié）構很複雜，且千差萬別，不同型號的機（jī）組結構各不相同，但（dàn）還是有許多共同的部分，可以加以初步分（fèn）類。例如：(1)支承方式：四支承，三支（zhī）承（chéng）；(2)軸承座型式：落地式，端蓋式，固定在排汽（qì）缸上；(3)聯軸器：剛性，撓性，半（bàn）撓性等；(4)軸瓦型式：圓筒瓦，橢圓瓦，三油（yóu）楔，可傾瓦等。其它還有汽（qì）缸膨脹的方（fāng）式，轉子隔板汽封及端（duān）部汽封的型式（shì）等等。至於不平衡響應分析，它主要包（bāo）括工作轉速與臨界轉速的裕度，故障部位（wèi）不平衡響應靈敏的分析等方（fāng）麵。

不同的結（jié）構型式（shì）可能會引（yǐn）起不（bú）同的振動故障（zhàng），例如以（yǐ）軸承座型式為例，落（luò）地（dì）式軸承標高的（de）變（biàn）化隻與軸承應的溫（wēn）度狀態有關，而該溫度變化可按不同的機組（zǔ）近似地進行估算，但（dàn）座落在排（pái）汽缸上的軸承座，其標高的變化除了與本身（shēn）的溫度狀態有關外（wài），還與排汽缸（gāng）的變形有關，還與排汽缸的溫度、排（pái）汽真空及排汽缸的（de）剛度有（yǒu）關（guān），因（yīn）此兩種軸承（chéng）座型式會帶來不同的中心變化，在判斷振動故障是否由中心變化引起時必須要（yào）分析軸承座結構會引起中心有（yǒu）多大的變化。再如發電機轉子軸承為端蓋（gài）式或落地式（shì）時，其振動外特性及振動傳遞特（tè）性（xìng）大不相同，對端蓋（gài）式軸（zhóu）承，必須要考慮（lǜ）振動通過定子（zǐ）外殼的（de）傳遞，而落地式軸承則可忽略通（tōng）過外殼的振動傳遞。

不同的支承型式對工作轉速（sù）及臨界轉速的裕度有不同的要求（qiú），三支承型（xíng）式的轉子要求裕度較大，同一類故障，當故障部位處於不平衡響應敏感區時，其征兆與（yǔ）處於不敏感區時有很大的不同。例如動靜（jìng）摩擦（cā）引起的（de）振動故障，如摩擦部位處（chù）於轉子不平衡響應的敏感區時，則除了不平衡響應的靈敏度大大增加外，影響該振動的相關量也明顯增加（jiā），此時潤滑油(密封油)的油壓、油溫、或影響機組（zǔ）中心變化的有關因素，有關轉子的運行參數也均成為影響振動的相關量。而摩擦部分一旦處於不敏感區時，相關量則明顯減少，且摩擦引起（qǐ）振動幅值及相位的變化特性也很不相同。

故障的（de）特征與相關量的關係

從上述分析的（de）振動故障的特點可知，振動故障的征兆與多方麵的因素有密切關係，振動（dòng）的頻譜（pǔ）隻是其中的一個方麵，並且對大多數故障來說，還不是（shì）主要的方麵，因此，頻率分析隻能作為大機組振動分析中單方麵的依據，在輔以其它圖譜分析的同（tóng）時，結合（hé）振動與相關量的關係尤為（wéi）重（chóng）要。

機組的每一種故障，除了其在（zài）振動（dòng）參數方麵的（de）特征外，均（jun1）與某些相關量有關。尤（yóu）其是同步轉（zhuǎn）速振動故障，更需要（yào）通過與各種相關量關係的分（fèn）析來判斷（duàn）故障的原因。在現場為尋求振動故障原（yuán）因而（ér）進行（háng）的各種振動試驗（yàn）實際（jì）上就是探求與各種相關量的關係，例（lì）如（rú）通過變化發電機轉子的無功負荷（hé）(轉（zhuǎn）子電流)來判斷發電（diàn）機轉子的振動變化量是否由匝（zā）間短路所引起。這些相關量是指各種（zhǒng）運行參數，如主蒸汽及再熱蒸汽（qì）的壓（yā）力、溫度、流量、排汽溫度、凝（níng）汽器真空、潤（rùn）滑（huá）油溫、油壓、各軸承的頂（dǐng）軸油壓（yā）、機組的膨脹及相對（duì）膨（péng）脹、發電機（jī）的有功及無功負荷、轉子電流、冷卻風溫、風壓或冷（lěng）卻水的溫度、流量（liàng）等等。

在大機組中（zhōng），大部分（fèn）相關量已在（zài）數據采集係統(DAS係（xì）統)中，可（kě）利用數據通信將這些相關量傳送到故障診斷係統中去，與振動參數相結合，一並加以分析。

根據目前（qián）已（yǐ）有的知識和經驗，己可分別列出每一種（zhǒng）故障原因與相關量的具體關係。目前需要做的工（gōng）作是盡可能將各種具體故障原因引起的振動故障與有關（guān）相關量的（de）關係一一加以列出，當根據上述幾個方麵診斷出某種故障有幾種可能的原因時，即根據與該原因與相關量的關係（xì）進一步確（què）定該故障的原因。

（來源：振動診斷與轉子平衡）