汽轮发电机组轴系振动检测方案

汽轮发电机组振动在线监测及故障诊断【摘要】本文通过对汽轮发电机组振动的在线监测与故障发生原因的诊断进行相关阐述，结合笔者个人工作经验，以供读者参考。

【关键词】汽轮发电机；振动；在线监测；故障诊断1.汽轮发电机的振动在线监测汽轮发电机组安全运行的有效标志是其振动状态是否处于允许振动幅值内。

如果汽轮发电机组有异常振动未及时进行处理，则会导致发电机组内部转子滑环与电刷间的磨损率上升，温度急速增高，产生环火导致联轴器失效，进而对整个汽轮发电机组连接部件产生影响，造成密封失效、应力增大，直接威胁到发电机组与周边建筑的安全。

基于此，对汽轮发电机的振动进行在线监测是保证其安全运行的直接手段，通过对振动频率的在线监测，及时诊断，把可能引发安全事故的因素扼杀在萌芽状态，保证安全运营，高效运作。

振动在线监测系统对于汽轮发电机组的管理是全天候的，从发电机组开机升速起，到升负荷，到进入运行模式，到降负荷降速，直到停机。

在线监测系统都在进行实时的数据记录与状态分析，并具有一定的数据采集归纳功能，可以提供相关的数据为检修人员作参考。

另外，还可以计算出检修后的机组残余振动数据，为判断机组运行状态提供可靠依据。

同时，在远程通讯方面，在线监测系统与西安研究院的“振动故障远程诊断中心”有着数据传输联系。

对于汽轮发电机组工作时的全线数据、故障发生前后的机组核心数据变化规律等可以进行实时诊断与分析，利用研究院专业人员的知识，结合在线监测系统生成的振动故障频谱特征，在振动数据库中找到相关故障诊断参考信息。

为及时分析故障成因，找出最优化解决方案提供了强大支持。

由于其预警功能，可以在故障未延伸时，通过在线监测数据的变化幅度进行可能的故障发生概率分析，并以此建立起预防为主的检修排查方案，找准检修重点，提高检修成效。

这种方法不仅可以让检修人员减少故障诊断时的多次启停机实验次数，降低检修工时，提高诊断效率，根据在线监测系统所提供的异常振动幅值与相位数据，就可以有效降低反复开启机组的成本费用，并在最短的时间内找到故障，处理故障，恢复生产。

汽轮发电机组轴系振动检测方案预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制汽轮发电机组轴系振动检测方案二零一八年四月11. 轴系结构概述55MW汽轮发电机组，主设备机组轴系设计如下：━━━━━━━▲━━━━━▲━━━━━━━━━━━▲▲│←--- 4800 --→│←--2085-→│←-----5900 ----------→│#1 #2 #3 #4轴系设计临界转速：汽机一阶：1952 r/min汽机二阶：>3791 r/min发电机一阶:1645 r/min发电机二阶:>3972 r/min2. 振动检测内容2.1 升速至工作转速过程2.1.1冲转前确认振动测试系统处于完好状态(关键点:测试前对振动测试系统进行接线检查,原始记录上有检查人和项目负责人签字)和已制定好振动工况记录表格，记录参数至少包括：时间、转速、负荷、蒸汽温度、压力、凝汽器排汽温度、真空、润滑油、密封油温度及压力、支持轴承、推力轴承金属温度及回油温度温度、汽轮机热膨胀、差胀、轴向位移、汽轮机各部分金属温度及高中压缸上下温差等。

2.1.2冲转前确认机组振动保护投入，记录各轴振动测量通道间隙电压值。

2.1.3冲转前核实高中压转子弯曲指示器数值与初始值之差不大于0.03mm，否则禁止冲转。

2.1.4挂闸冲转，在150~200r/min时测定各轴振动静态偏摆量，转速至500r/min时作短暂停留，进行摩擦检查，倾听汽轮机内部动静部分、轴封、轴承内部、发电机及励磁机内部是否有异常声音，情况正常方可继续升速。

2.1.5机组升速至1350r/min作中速暖机，升速中各轴承座振动应小于30μm，如轴承座振动加大到50μm，应降速分析原因或进行处理，非临界转速下轴承座振动大于80μm或轴振动大于254μm，必须打闸停机。

2.1.6机组升速至2300r/min作高速暖机，升速中先后要通过发电机一阶、汽2。

汽轮发电机组轴系振动测试、诊断及处理刘占生(哈尔滨工业大学,能源科学与工程学院)1.转子表面粗糙度对转子轴振测量及动平衡精度的影响1.1问题的提出转轴振动是反映汽轮发电机组工作状况的关键参数。

国际上考核汽轮发电机组振动是以轴振为标准。

在我国，300MW以上汽轮发电机组及核电机组考核指标中明确规定振动以轴振为准则。

然而，在测量轴振位移时，得到的信号中含有因转轴的表面粗糙度（表面凹坑或凸起，转轴的椭圆度等）形成的干扰成分。

这些干扰成分经常使保护系统发生误报警而引起停机，造成巨大的经济损失。

根据这些信号对转子进行动平衡，精度会受到影响，进行故障诊断常发生误诊。

图1示是为某旋转机械在不同转速下的轴振信号。

途中红点标注部分为测量轴表面凹坑，从中可看出，随着转子转速的升高，轴振幅值和相位在发生变化，而转子表面缺陷却不发生变化，这就是振动信号和干扰信号的区别。

图1 转速为1761转/分时，轴振信号图2 转速为2943转/分时，轴振信号图3 转速为3187转/分时，轴振信号图4 转速为3307转/分时，轴振信号1.2解决方法1.2.1低速补偿方法上述问题早已引起了人们的重视，美国Bently Navada公司转子动力学研究所曾提出了低速补偿的方法，但由于许多旋转机械(如，汽轮机发电机组)在不同负荷下，转子与静子间的胀差会发生变化，使传感器在不同转速、不同负荷下测量时所对的转轴位置不同，因此这种方法在测量时不仅未能消除干扰，反而引入了一个附加干扰。

因此，这种方法适用于转子与静子不发生轴向相对位移的场合。

1.2.2基于小波滤波方法根据振动信号的特点，将振动幅值变化大于某一设定值作为约束条件，采用小波方法滤掉转轴表面干扰成分，是当前采用的一种方法。

图5为转子在2089转/分时，光滑转子表面的轴振信号，视这组信号为真正的轴振信号。

然后，在传感器所对的径向平面内砸一个小坑，再将转子加速到2089转/分，测得的振动信号如图6所示。

江苏华电句容发电有限公司一期（2×1000MW）工程汽轮机轴系振动试验方案联合体：华电电力科学研究院上海电力建设启动调整试验所二○一二年一月1设备及系统概述1.1系统描述略（此方案为原则性方案，中标后根据现场实际情况另行完善）2试验目的及目标2.1对汽机轴系进行调整和试运，考察系统与设备设计的合理性、安装质量的好坏，了解系统设备的运行特性，以便该系统能够长期、安全、经济运行；2.2完成项目质量验评表要求，各项指标优良率达到85%以上；2.3监测汽轮发电机组的振动升降速特性，对机组出现的振动原因进行故障诊断，并通过相应的振动处理措施，保证机组的振动达到安全运行的目的；2.4检验机组对运行环境的适应能力。

适当改变运行工况，测量机组振动特性；2.5汽轮发电机组的轴系稳定，主机各轴承的垂直和水平方向振动达到部颁新投产机组的振动标准，小于50μm，轴振小于76μm；2.6保证系统试运过程中，重要环境因素控制得当；2.7保证系统试运过程中设备和人员的安全，例如，确保联锁保护试验完整并合格，防止设备在异常工况下试运，保证不发生设备和人员损伤事故。

3编制依据及参考资料3.1《火电工程启动调试工作规定》（原电力工业部建设协调司1996）；3.2《火力发电建设工程启动试运及验收规程》（国家发改委2009）；3.3《火电机组达标投产考核标准》（2006年版）；3.4《火电工程调整试运质量检验及评定标准》；3.5《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》GB/T11348.2-2007;3.6设备厂家的运行维护说明书及设计图纸等；4试验范围及相关项目4.1汽机轴系系统各联锁、保护传动检查；4.2机组的振动在线监测从机组整套启动试运开始，包括机组的冲转、升速、带负荷、超速、稳定运行以及机组甩负荷期间的振动监测。

4.1测试机组升速过程中轴系振动情况。

4.2机组空负荷时，汽机排汽温度变化，机组轴系振动情况。

4.3机组半负荷时，汽机润滑油温度变化，机组轴系振动情况。

工业用汽轮机运行中的振动监测与故障诊断技术工业用汽轮机是许多工业领域中不可或缺的关键设备之一。

它们广泛应用于发电厂、石化厂、钢铁厂等场所，为工业生产提供了可靠的动力支持。

然而，在长时间运行的过程中，汽轮机可能会遭遇各种故障，如轴承磨损、叶片断裂、失衡等问题，这些故障不仅会影响设备的可靠性和运行效率，还会带来安全隐患和经济损失。

为了及时发现和解决这些故障，振动监测与故障诊断技术被广泛应用于工业用汽轮机的运行中。

振动监测可以通过感知设备振动信号的变化来判断设备的健康状态，而故障诊断技术则是通过对振动信号进行分析和处理，从中获取关于设备故障类型、位置和严重程度等方面的信息。

在汽轮机振动监测与故障诊断技术中，首先需要进行振动信号的采集与分析。

通常会在汽轮机不同部位安装加速度传感器，用于实时监测振动信号。

采集到的振动信号经过滤波、采样等处理后，可以得到设备不同频率上的振动响应。

接下来，对振动信号进行频谱分析。

频谱分析能够将振动信号在频域上进行展示，显示出不同频率上的振动成分。

正常运行状态下的汽轮机在不同点上通常会有一些特定频率的振动，这些频率与设备的工作特性或结构有关。

因此，对频谱的分析可以帮助判断设备是否存在异常振动。

此外，还可以利用模态分析技术来识别振动模态。

模态分析通过对振动信号进行特征提取，得到系统的振动模态和各个振型的频率特性。

当设备发生故障时，振动模态通常会发生变化，因此模态分析能够给出关于设备故障类型的重要线索。

振动信号的时间波形和频谱分析结果常常离散复杂，为了更好地对振动信号进行振动分析与故障诊断，可以利用机器学习和人工智能技术。

通过对大量振动信号数据进行训练和学习，可以建立振动信号与故障类型之间的映射关系，从而实现对故障类型的自动诊断和预测。

例如，可以利用支持向量机、神经网络等算法来构建振动信号模型，并通过输入实时振动信号得出对应的故障类型。

这种自动化的故障诊断方法能够提高诊断的准确性和工作效率。

汽轮发电机组振动监测方案及故障预防措施详细版提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。

，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。

1.编制目的为保证太仓电厂#2号机组顺利投产，避免振动问题的发生,在收集有关资料的基础上,特制走本措施。

2.编制依据2.1《火电工程启动调试工作规定》1996年52.2《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》1996年版2.3《火电工程调整试运质量检验及评定标准》2.4《电力建设施工及验收技术规范》电力工业部2.5《CLN600-24.2/566/566型汽轮机主机说明书》哈尔滨汽轮机厂有限责任公司2.6《机组运行规程》太仓电厂3.调试质量目标符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》中有关系统及设备的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90% 以上,满足机组整套启动要求。

专业调试人员、专业组长应按附录1 （调试质量控制点）对调试质量的关键环节进行重点检查、控制,发现问题应及时向上级领导汇报,以便协调解决，保证启动调试工作顺利进行。

4.调试对象及简要特性介绍设计、生产的超临界、中间再热,单轴三缸排汽凝该汽轮机系哈尔滨汽轮机厂与日本三菱公司联合汽式汽轮机，并配以哈尔滨电机厂生产的水、氢、氢冷发电机。

本措施调试范围为汽轮机高中、低压转子,发电机构成的轴系轴振监测处理及轴瓦瓦振监测处理。

与振动有关的主要部件特性简介如下：4.1轴系构成该机组轴系共由高中、低I、底低II、发电机四个转子构成。

高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。

带有主油泵叶轮及超速跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起,主油泵叶轮轴上还带有推力盘。

低压转子也是无中心孔合金钢整锻转子。

高中压转子和1号低压转子之间装有刚性的法兰联轴器。

汽轮发电机组振动故障诊断及案例汽轮发电机组是一种常见的发电设备，但在运行过程中可能会出现振动故障，影响发电机组的稳定运行。

振动故障诊断是保证汽轮发电机组正常运行的重要环节，下面将列举一些常见的振动故障及其诊断案例。

1. 振动源失衡故障：振动源失衡是引起汽轮发电机组振动的常见原因之一。

失衡会导致旋转部件的质量分布不均匀，引起振动。

诊断方法可以通过在转子上安装动平衡仪，测量转子在不同位置的振动幅值，确定失衡位置。

2. 轴承故障：轴承是汽轮发电机组重要的支撑部件，若轴承出现故障会导致振动增大。

常见的轴承故障有磨损、断裂等。

诊断方法可以通过振动信号分析，观察振动频谱图，确定轴承故障类型。

3. 齿轮啮合故障：汽轮发电机组中的齿轮传动系统是重要的动力传递装置，若齿轮啮合不良或损坏，会引起振动。

诊断方法可以通过振动信号分析，观察齿轮啮合频率和频谱图，确定齿轮啮合故障。

4. 沉降及基础故障：汽轮发电机组的基础和支撑结构若出现沉降或损坏，会导致振动增大。

诊断方法可以通过测量基础的竖向位移，判断是否存在沉降或基础故障。

5. 振动传感器故障：振动传感器是汽轮发电机组振动监测的重要设备，若传感器本身存在故障，会导致振动信号异常。

诊断方法可以通过更换传感器或检查传感器连接线路，判断传感器是否故障。

6. 风扇故障：汽轮发电机组中的风扇若出现故障，会引起振动。

常见的故障有叶片脱落、叶片失衡等。

诊断方法可以通过观察风扇转速、振动信号等，判断风扇是否故障。

7. 调节阀故障：汽轮发电机组中的调节阀若存在故障，会导致汽轮机转速不稳定，进而引起振动。

诊断方法可以通过检查调节阀的工作状态、振动信号等，判断调节阀是否故障。

8. 润滑系统故障：汽轮发电机组的润滑系统若存在故障，会导致部件摩擦增大，引起振动。

诊断方法可以通过检查润滑系统的工作状况、油液清洁度等，判断润滑系统是否故障。

9. 高温故障：汽轮发电机组中的高温部件若存在故障，会引起振动。

汽轮发电机组振动在线监测技术措施汽轮发电机组是目前主要用于发电的设备之一，它具有工作稳定、效率高、发电能力强等优点。

然而，由于汽轮发电机组长时间工作，会产生一定的振动，如果振动过大会导致设备的损坏和故障，甚至对运行安全造成威胁。

因此，为了确保汽轮发电机组的正常运行，需要采取一些振动在线监测技术措施。

本文将从振动传感器的选择、数据采集与处理以及故障诊断与预测等方面进行论述。

首先，振动传感器的选择对于汽轮发电机组的振动在线监测至关重要。

传感器应具备高灵敏度、快速响应、长寿命等特点，能够准确地测量发电机组的振动状况。

一般来说，压电式传感器是常用的振动传感器之一，它具有高灵敏度、快速响应和宽频带等特点。

此外，还可以采用静电式、电磁式等其他类型的传感器进行振动监测。

其次，振动数据的采集与处理是进行振动在线监测的核心环节。

数据采集系统应具备高采样率、高精度和高稳定性，能够准确地采集发电机组的振动数据。

一般来说，可以采用数据采集卡将振动传感器采集的模拟信号转换成数字信号，并通过采集软件将数据传输到中央处理单元进行处理。

在数据处理方面，可以采用滤波、去噪、平滑等方法对原始数据进行处理，提取有用信息，并进一步进行故障诊断与预测。

最后，故障诊断与预测是振动在线监测的最终目标。

通过对振动数据进行分析，可以判断设备是否存在异常振动，并进一步诊断故障位置和原因。

常用的方法包括时域分析、频域分析、能量分析等。

时域分析可以通过观察波形图判断振动是否正常，频域分析可以通过傅里叶变换将时域信号转换成频域信号，并根据频谱图进行故障诊断。

能量分析可以通过对振动信号的能量进行统计分析，判断设备是否存在异常振动。

综上所述，振动在线监测技术措施可以通过选择适当的振动传感器、采集与处理振动数据以及进行故障诊断与预测来实施。

这些措施可以帮助及时发现设备的异常振动情况，预防设备的故障和损坏，保障汽轮发电机组的正常运行。

同时，振动在线监测技术也为设备维护提供了有力的支持，可以提高设备的可靠性和安全性。

发电厂工程机组振动监测调试方案xxxx年xx月编写：审核：批准：目录1 前言 (1)2 系统及设备主要技术规范 (1)3 测试前应具备的条件 (2)4 振动监测数据的采集 (2)5 测试内容及步骤 (2)6 安全措施 (3)附录1 发电厂工程调试过程记录表清单 (4)附录2 发电厂工程调试质量控制实施情况表 (5)附录3 发电厂工程振动监测记录表 (6)【摘 要】 本方案详细介绍了发电厂2×300MW 工程机组整套启动过程中机组振动测试的目的、方法、内容和步骤，包括试运行记录表，作为整套启动时参考及记录依据。

【关键词】 发电厂工程 振动 监测 方案1前言振动是汽轮发电机组的重要运行参数，它直接影响机组的安全。

通过测取机组各阶段的轴振和相位等参数，为故障诊断和以后运行提供原始数据。

通过试验或采取降振措施确保机组轴系振动在优良值标准内。

为保障机组整套启动调试工作的顺利进行，特编写本方案。

2系统及设备主要技术规范发电厂工程机组汽机选用xx 汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537型亚临界、单轴、双缸、双排汽、一次中间再热、单背压凝汽式汽轮机，发电机选用xx 汽轮发电机有限公司生产的QFSN-300-2型水氢氢发电机。

机组轴系主要由高中压转子、低压转子及发电机转子组成，各转子之间均采用刚性联轴节连接，转子均采用双轴承支撑结构，其轴系布置如图1。

该型机组的主要技术参数如下： 制 造 厂： xx 汽轮机厂 级 数： 35级高 压 缸： 一个单列调节级加11个压力级 中 压 缸： 9个压力级 低 压 缸： 2×7个压力级 汽机末级叶片高度： 905mm 额定转速： 3000r/min 盘车转速： 3r/min 最大允许频率变化范围： 48.5～50.z 转子临界转速： 如图2所示该型机组配有一套Bently3500监测仪表，可同时连续监测相位和各轴承处两个相差90°方向的轴振等参数。

汽轮发电机组振动故障诊断相关分析方法及应用摘要：汽轮发电机组是电力生产中的重要设备，由于其设备结构复杂性及运行环境特殊性，其故障率高，危害大，所以必须了解掌握常见的振动故障诊断。

关键词：汽轮机；发电机；振动；故障诊断；相关分析振动是影响汽轮发电机组等大型旋转机械安全稳定运行的重要因素，要求人们快速准确地分析及诊断故障原因。

此外，最好在相关性分析期间固定其他参数，仅改变某一特定参数，并观察其对振动的影响。

这需进行专项试验，如负荷变化对振动的影响，这对电厂来说不太现实与经济。

基于此，本文从电厂SIS系统中提取数据，建立汽轮发电机组振动故障诊断相关性及偏相关分析模型，分析变工况运行中振动测点间及振动与过程参数间的相关性规律，并对某600MW汽轮发电机组的振动故障实例进行了分析。

一、汽轮发电机组振动故障诊断步骤1、测定振动频率，确定振动性质。

若振动频率与转子旋转转速不符合，说明发生了自激振动，进而可寻找具体自激振源。

若振动频率与转速相符，说明发生了强迫振动。

2、查明发生过大振动的轴承座，其稳定性是否良好，若轴承座的稳定不良应加固，若不是主要原因，则可认为振动增大是由于激振力过大所致。

3、确定激振力的性质。

4、寻找激振力的根源，即振动缺陷所发生的具体部件和内容。

振动故障诊断时，有一点要特别注意，即振动表现最大处为缺陷所在处，通常是这样规律。

但有时特别是多根转子(尤其是柔性转子)连在一起的轴系，有时某个转子轴承上的缺陷造成的振动，在其它转子轴承处的振动比在该转子轴承处还要大，这既有轴承刚度问题，还涉及多根轴连在一起的振型问题等，在分析具体原因时，必须考虑这一因素。

二、汽轮机振动故障诊断分析目析当前，由于社会用电量的稳定需与电力市场改革后对机组稳定性要求更高，发电企业因设备故障导致的机组非计划停运而带来的经济损失巨大，所以必须制定一套能保证设备正常运转的快速诊断程序。

相对于其他故障，运用先进的技术方法能快速对汽轮机的振动故障进行快速判断及定位，为管理者及使用者提供了方便。