摘　要：介绍了汽轮发电机组几种常见故障的振动特征，对机组启停动态过程的振动信息进行全面分析，提出了防范机组动态振动的措施。
      机组启、停机过程为动态过程，综合了众多的振动故障信息，比如摩擦振动、高次谐波共振、分谐波共振撞击振动、随机振动、轴瓦自激振动、参数激振、汽流激振、摩擦涡动等。但就机组启停过程中，突出反映的是轴系的临界共振。即转轴旋转时，由于重心偏移所引起的横向振动与转子所固有的频率产生共振。激振力来自于转轴。振动发生时，转轴的相对振动与瓦盖绝对振动同步增长。但是，有时轴承振动是突发性的，此时，轴承振动不仅增大，还会发出强烈的噪声；但转轴的相对振动却往往没有多大的响应。总之，无论机组的升速还是降速过程，机组动态振动过程反映了机组潜在隐患，也反映了动态转子刚度与支承刚度的差异。
        一、机组动态振动特征

        在此分析总结秦皇岛发电有限责任公司200～300MW的机组动态过程轴系发生振动大停机的案例。并从高、中、低压转子到发电机、励磁机转子分析临界转速振动超标的问题。同时，阐明非轴系临界共振的机理。确定机组的动态过程是振动多变复杂的过程，是工程技术人员需要掌握和处理的现场实际工作，下面介绍几种常见机组故障的振动特征。
        1. 300MW机组启机和停机过程临界转速振动幅值的差别
        由图1可以看出机组启动与停机过程发励转子7^# 轴在发电机二阶临界转速（2200r/min）时，振动幅值相差了约310μm，且相位基本不变（发励转子为三支承，7^# 轴为励磁机轴承处测点），6^# 轴（发电机后轴承测点）振动在启、停过程中却通常相差120°～180°，为反相变化。轴心轨迹在停机过程反应出较强的负载，甚至会出现反进动。励磁机转子的一阶临界转速在两种状态过程中，特征幅值响应不一，即在启动当中，发电机的二阶临界转速与励磁机的一阶临界转速均在同一幅值下分辨不出，可在停机过程较清晰的看出励磁机转子临界转速为2350～2450r/min（临界转速设计值＝2500r/min），振动频率为工频。在启动当中，机组定速前发电机后轴承径向振动为同相振动，定速后逐渐正常。发电机机座垂直振动≥瓦盖垂直振动，水平振动大于垂直振动2～3倍。发电机一阶临界转速时（实测880r/min），机组基础平台地面垂直振动≥发电机前端盖垂直振动（幅值）75μm 。
    

        2. 300MW机组启动当中瓦盖振动与转轴振动的差别
        由图2可以看出机组启动当中轴振动与轴承盖振动差别甚大，即轴承盖振动在机组转速2500r/min转子临界转速设计值＝1670r/min）时，超出轴振动三倍，而且振动频率为工频；且每次启停机状况均有差别，一般在90~150μm。机组大修时，检查缸体结合面最大间隙800μm（标准间隙0.0μm）。
    

        3. 200MW机组轴系载荷点变化引起临界转速滞后
  

        由图3可以看出，励磁机转子的临界转速在修后机组启动当中，由修前的2610r/min（设计值2400~2600r/min）上升至2745r/min，且振动幅值由38μm∠224°上升至101μm∠186°。振动频率为工频；但在通频时振幅最大，低频分量占主要成分约为5.625Hz，幅值超过了工频3倍。两次启机动态过程，2200r/min前的转速相位差≈5°~12°，但在2610r/min却相差了38°。需要说明的一点是，该机组的轴系修后较修前向机头侧挪动约3.0mm。
        4. 200MW机组励磁机转子一阶临界转速前轴瓦发生摩擦由图4可以看出机组启动后转速n=2100r/min，由于轴系振动的增大，轴瓦突发性的振动增大，发出强烈的噪声，此时，工频分量反而不大，低频振幅急剧升高，且2X，4X，5X高频分量出现。
    

        5. 200MW机组升速过程中压转子的一阶临界转速异常超标200MW机组小修后首次冷态启机，n=1000r/min时，3^# 轴振动值超标而跳机，振动幅值随转速降低而增大（图5）的趋势。并且转子盘车状态晃动度超标，相邻轴瓦也有同步响应，轴振增大，相位逆时针改变85°。

       以上机组动态振动特征，充分说明机组启停动态过程是一个复杂振动过程。因此，进行机组故障振动分析，就需要对振动机理的很好了解。

        二、机组启停机动态机理分析

        1．支承系统共振与系统部件共振的区别
        共振通常分为支承系统共振和系统部件共振两种，前者是激振力通过支承系统输入振动系统，当支承系统自振频率与激振力频率符合时而产生的一种共振，例如轴承座某一方向自振动频率与激振力频率相符而产生的共振；后者是振动系统内某一部件自振频率与激振力相符而产生的共振，例如转子临界转速、汽缸、大直径管路、发电机和励磁机静子某一方向自振频率与激振力频率相符而产生的共振；这两种共振使轴承振动增大的机理不同，前者是由于支承刚度降低，在激振力一定时，使振动幅值增大；后者是由于部件共振，即振动惯性力增大并作用于轴承或基础上，这时在支承刚度不变的情况下，由于激振力增大而使其振幅增大。
        2．振动幅值与激振力和支承动刚度的关系
        轴系共振通常与转子质量、结构尺寸、转子刚度、支承条件有着密切的关系。当支承刚度一定时，振动位移是转子不平衡的单值函数。轴承动刚度与其静刚度成正比，而与动态放大系数成反比，即：
        A=P/Kd

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