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第六章转子系统的故障机理及诊断技术第一节概述旋转机械的种类繁多，有发电机、汽轮机、离心式压缩机、水泵、通风机以及电动机等，这类机械的主要功能都是由旋转动作完成的，统称为机器。
旋转机械故障是指机器的功能失常，即其动态性能劣化，不符合技术要求。
例如，机器运行失稳，机器发生异常振动和噪声，机器的工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。
机器发生故障的原因不同，所生产的信息也不一样，根据机器特有的信息，可以对机器故障进行诊断。
但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，特别是对于机械系统中的旋转机械故障，往往是多种故障因素耦合结果，所以对旋转机械进行故障诊断，必须进行全面的综合分析研究。
对旋转机械的故障诊断过程，类似于医生对患者的治疗。
医生基于病理需要向患者询问病、病史。
切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。
同样，对旋转机械的故障诊断，首先要求诊断者，在通过监测获取机器大量信息的基础上，基于机器的故障机理，从中提取故障特征，进行周密的分析。
例如，对于汽轮机、压缩机等流体旋转机械的异常振动和噪声，其振动信号从幅值域、频率域和时间域为诊断机器故障提供了重要的信息，然而它只是机器故障信息的一部分；而流体机械的负荷变化，以及介质的温度、压力和流量等，对机器的运行状态有重要的影响，往往是造成机器发生异常振动和运行失稳的重要因素。
因此，对旋转机械的故障诊断，应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行工作状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理从中提取机器特有的故障征兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，作出符合实际的诊断结论，提出治理措施。
旋转机械的故障来源及其主要原因，见表6-1。
表6-1 旋转机械故障的来源及主要原因第二节转子振动的基本概念旋转机械的主要功能是由旋转动作完成的，转子是其主要的部件。
汽轮机动静摩擦原因分析及检修对策摘要：动静碰摩故障是汽轮发电机组中常见的故障之一。
机组碰摩故障发生后，轻者将会导致机组振动过大无法正常启动和运行，严重时将会造成转子的永久弯曲，甚至造成整个机组的损坏。
因此，如何快速准确诊断出机组动静摩擦原因，将是整个故障诊断中的工作重点。
本文重点论述了汽轮机动静摩擦原因及其对策。
关键词：汽轮机；动静摩擦；原因；振动；对策汽轮机是一个转动机械，其根本结构分为两大部分：转动部分和静止部分。
转动部分包括：转子、轮盘、叶片、联轴器；静止部分包括：汽缸、轴承、隔板（套）、汽封盒等。
转动机械在运行中最易产生动静部分的摩擦，由于运行中转动部件与静止部件之间的摩擦引起的故障，它被称之为碰摩故障。
近年来这些故障逐渐增多，所以对大型机组的效率提出了更高的要求，因此，正确诊断汽轮机动静摩擦故障是保证机组稳定安全运行的重要因素，也避免了生产过程中的频繁事故。
一、动静摩擦的原理及振动特征1、原理。
当动静间隙消失时，会产生摩擦。
对静止部件来说，摩擦发生在半径最小的位置。
对转子来说，摩擦发生在以最大晃动位置为中心的段弧上。
摩擦产生的热量从接触点进入转子，接触点的温度升高，远离接触点的温升较低，导致转子温度分布不均匀，引起弯曲。
一些转子发生动静摩擦后，接触部分的金属颜色变为蓝色，由此估计温升可达到数百度。
因此，尽管局部轴段存在动静摩擦，但对转子温度的影响不容忽视。
2、振动特征（1）振动为基频分量。
动静摩擦引起转子热弯曲，从而使质心偏离转动中心。
由此产生的振动与转速频率一致，也就是说为基频振动或1X称分量。
因振动系统的非线性，在大振动的情况下不可能排除一定倍频成分的可能性，但不能作为判断摩擦振动的必要条件。
（2）振动的不稳定。
在动静摩擦过程中，接触部分没有热量进入转子，转子温度处于非稳态，其热弯曲不断变化。
因此，只要动静摩擦存在，振动就不稳定。
1X的振幅和相位处于连续变化状态，若振动稳定，表明动静摩擦消失。
动静件摩擦的故障机理与诊断在高速、高压离心压缩机或蒸汽透平等旋转机械中，为了提高机组效率，往往把轴封、级间密封、油封间隙和叶片顶隙设计得较小，以减小气体泄漏。
但是，过小的小间隙除了会引起流体动力激振之外，还会发生转子与静止部件的摩擦。
例如，轴的挠曲、转子不平衡、转子与静子热膨胀不一致、气体动力作用、密封力作用以及转子对中不良等原因引起振动后，轻者引发密封件的摩擦损伤，重者发生转子与隔板的摩擦碰撞，造成严重事故。
一般情况下，摩擦碰撞初期会产生很大的振动，机器未停车拆检之前找不出振动原因。
因此，必须了解干摩擦激振的故障特征，以便及时对这类故障做出诊断，防止更大事故的发生。
一、转子与静止件摩擦的分类转子与静止件发生摩擦有两种情况：一种是转子在涡动过程中轴颈或转子外缘与静止件接触而引起的径向摩擦；另一种是转子在轴向与静止件接触而引起的轴向摩擦。
转子与静止件发生的径向摩擦还可以进一步分为两种情况：一种是转子在涡动过程中与静子发生的偶然性或周期性的局部碰磨；另一种是转子与静子的摩擦接触弧度较大，甚至发生360°的全周向接触摩擦。
二、转子与静止件径向摩擦的振动机理1．局部动静件碰磨的故障特征当转子在涡动时与静止件发生接触瞬间，转子刚度增大；被静止件反弹后脱离接触，转子刚度减小，并且发生横向自由振动（大多数按-阶自振频率振动）。
因此，转子刚度在接触与非接触两者之间变化，变化的频率就是转子涡动频率。
转子横向自由振动与强迫的旋转运动、涡动运动叠加在一起，就会产生一些特有的、复杂的振动响应频率。
局部摩擦引起的振动频率中包含有不平衡引起的转速频率ω，同时摩擦振动是非线性振动，所以还包含有2ω、3ω、…一些高次谐波。
除此之外，还会引起低次谐波振动，在频谱图上会出现低次谐波成分ω/n，重摩擦时n＝2，轻摩擦时n＝2，3，4，…。
次谐波的范围取决于转子的不平衡状态、阻尼、外载荷大小、摩擦副的几何形状以及材料特性等因素，在阻尼很高的转子系统中也可能不出现次谐波振动。
火电厂汽轮机常见的振动故障分析及故障诊断技术摘要：火力发电厂是重要的发电设施，电力设备的安全运行关系到电力供应的稳定性。
汽轮机组是火力发电系统的重要设备，汽轮机组的运行状态直接影响着电力供应，若在运行中汽轮机组发生故障会导致其他设备关联故障，甚至导致火力发电厂无法正常运转，造成不必要的经济损失。
但随着经济的快速发展，人们对电力供应以及电力供应的稳定性，提出了更高的要求，笔者针对火电厂计算机常见的振动故障进行分析，并提出相应的诊断方法，希望对火电厂汽轮机组的故障检修有所帮助。
关键词：火电厂；汽轮机；异常振动；故障排查；技术引言火电厂汽轮机作为一种能量转化设备，其内部结构较为复杂，主要由原动机、压缩机和其他动力机构成，通过电磁力和电感定理实现在电路和磁路之间的能量转换，从而满足发电需求。
由于火电厂汽轮机组长期处于高温高压的环境下工作，其进气压力、温度都处于较高的负荷状态，在运行过程中极易出现故障，导致汽轮机组出现振动。
对于检修工作人员需要具有预先防范的理念，在日常工作中能够及时发现异常震动的原因、并判断其振动位置、进行预防性维修，将异常震动对汽轮机组运行所带来的影响降至最低。
例如，转子作为汽轮机组的核心零件，转子出现质量不平衡或不对中等问题，通过检修人员对常见振动故障的表象原因进行分析，才能够实现精准的故障定位，保障火电厂的正常运转。
1 火电厂汽轮机振动原因1.1汽轮机机件转子热故障汽轮机在长时间使用过程中会出现振动问题，主要表现为转动时出现摩擦抖动或产生涡动的情况，若处于轻微状态，对汽轮机组影响不大；若产生温差，则会导致转子变形，此时转子呈不平衡运转状态，汽轮机组振动幅度明显提升。
产生此问题的主要原因是受热机件在安装过程中不够精准，未按照标准规范要求进行检测，导致部件受热不均衡，出现膨胀或变形等情况，转子运转失衡而产生振动。
在维修过程中，可通过更换磨损机件配件、调效间隙，减少轴位与密封位置摩擦[1]。
转子系统的故障机理及其诊断技术1概述旋转机械的种类繁多，有发电机、汽轮机、离心式压缩机、水泵、通风机以及电动机等等，这类机械的主要功能都是由旋转动作完成。
旋转机械故障是指机械的功能失常，即其动态性能恶化，不符合技术要求。
例如机械运行失稳，机械发生异常振动和噪声，机械的工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。
机械发生故障的原因不同，所产生的信息也不一样，根据机械特有的信息，可以对机械故障进展诊断。
但是机械发生故障的原因往往不是单一的因素，特别是对于机械系统中的旋转机械故障，往往是多种故障耦合结果，所发对旋转机械进展故障诊断，必须进展全面的综合分析研究。
旋转机械的主要功能是由旋转动作写成的，转子是最主要的部件。
旋转机械发生故障诊断的重要特征是机器伴有异常的振动和噪声，其振动信号从幅值域、频率域和时间域实时地反映了机器故障信息。
因此，了解与掌握转子系统在故障状态下的振动机理，对于监测机器的运行状态和提高故障诊断的准确度具有重要的理论意义和实际的工程价值。
2转子系统的故障机理2.1转子不平衡故障机理转子不平衡包括转子的质量偏心及转子部件出现缺损。
转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材质不均匀等原因造成的,称此为初始不平衡。
转子部件缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用,使转子的零部件(如叶轮、叶片等)局部损坏、脱落,碎块飞出等,造成的新的转子不平衡。
设转子的质量为M,偏心质量为m,偏心距为e,如果转子的质心到两轴承连心线的垂直距离不为零,具有挠度为a,如图2.1所示。
由于偏心质量m和偏心距e的存在,当转子转动时将产生离心力、离心力矩或两者兼而有之。
离心力的大小与偏心质量m、偏心距e及旋转速度有关,即。
众所周知,交变的力(方向、大小均周期性变化)会引起振动,这就是不平衡引起振动的原因。
转子转动一周,离心力方向改变一次,因此不平衡振动的频率与转速相一致。
火力发电厂汽汽轮机摩擦振动故障分析与诊断发布时间：2022-07-06T08:43:11.804Z 来源：《福光技术》2022年14期作者：李昌恒[导读] 在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。
汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。
本文根据工厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。
根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。
李昌恒国家能源集团乐东发电有限公司海南省乐东黎族自治县 572500摘要：在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。
汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。
本文根据工厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。
根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW 发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。
关键词：电厂；汽机；摩擦振动；故障；分析诊断1分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因1.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。
导致转子受热弯曲变形的因素很多，最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。
在汽轮机运行时，冷空气、水汽等进入气缸内，和气缸产生摩擦产生大量的热能，这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。
一旦转子弯曲变形，就会影响到转轮机组的正常运转，出现异常振动。
这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决，将会给汽轮机的正常运行带来影响，严重情况下将直接导致故障产生。
