機(jī)械振動異常分析與處理方法

何小春,熊仕友

（新鋼公司第一動力廠,江西 新余 338000）

機(jī)械振動異常分析與處理方法

何小春,熊仕友

（新鋼公司第一動力廠,江西 新余 338000）

汽輪機(jī)與離心泵發(fā)生的異常振動現(xiàn)象，是整個機(jī)械系統(tǒng)中非常常見的一類故障，同時也是眾多機(jī)械故障中很難弄清產(chǎn)生原因的故障之一，汽輪機(jī)振動異常的現(xiàn)象預(yù)示著機(jī)械故障的產(chǎn)生同時也在很大程度上反映出系統(tǒng)運行的時候存在隱患和風(fēng)險。在下面文中，筆者將從個人的實踐工作經(jīng)驗及其有關(guān)的技術(shù)知識層面出發(fā)，詳細(xì)對汽輪機(jī)以及離心泵的異常振動問題以及故障判斷處理等幾個方面進(jìn)行分析和討論。

汽輪機(jī)離心泵異常問題；振動故障；判斷方法；故障處理

1 引言

汽輪機(jī)是一種外燃回轉(zhuǎn)式機(jī)械，它可以把蒸汽里的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，鍋爐的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)之后，在內(nèi)部會經(jīng)過一系列的噴嘴以及動葉裝置，然后將熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時所需的一種機(jī)械能。因為機(jī)械設(shè)備的異常振動會產(chǎn)生很大的危害，因此，從事相關(guān)工作的工作人員在工作中也不得不實時進(jìn)行新經(jīng)驗的研究、總結(jié)以及技術(shù)方面的探討。

2 機(jī)械振動的異常故障原因及處理方法分析

2.1 對汽輪機(jī)的水平異常振動的探討

首先，分析汽輪機(jī)的水平異常振動中的兩種故障，即：轉(zhuǎn)子永久性彎曲、轉(zhuǎn)子臨時性彎曲，這兩種故障在表現(xiàn)形式上有著本質(zhì)的區(qū)別。通常情況下，由于汽輪機(jī)本身的構(gòu)造比較復(fù)雜，因此，汽輪機(jī)在水平方向上出現(xiàn)振動異常的現(xiàn)象的原因也具有復(fù)雜性的特點，且在這其中還受到很多可能性的因素的影響。下面筆者將針對汽輪機(jī)的水平異常振動產(chǎn)生的原因從以下兩個方面進(jìn)行分析：

（1）電氣方面的原因分析：轉(zhuǎn)子線圈匝之間的短路發(fā)生，將會使得氣隙產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象，從而致使轉(zhuǎn)子線圈發(fā)生變形，進(jìn)而就會產(chǎn)生位移。想要排除這個故障首先可以對轉(zhuǎn)子線圈的短路問題進(jìn)行檢測排除，另外還要及時更新轉(zhuǎn)子線圈。

（2）機(jī)械方面的原因分析：由于轉(zhuǎn)子不平衡發(fā)生的振動故障。之所以常常會在這個情況下出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的變形，原因在于：機(jī)械在帶負(fù)荷的情況下，轉(zhuǎn)子本身的溫度會快速升高，這就引起了轉(zhuǎn)子內(nèi)部的材質(zhì)的應(yīng)力的釋放出來，最終的結(jié)果就是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形。轉(zhuǎn)子變形問題的出現(xiàn)所帶來的就是對汽輪機(jī)機(jī)組所有設(shè)備的平衡狀態(tài)造成損壞，這樣一來，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動異常的現(xiàn)象就不難解釋了。

2.2 汽輪機(jī)垂直振動于過臨界時超標(biāo)嚴(yán)重（見圖1）

圖1 汽輪機(jī)垂直振動于過臨界

這類振動故障產(chǎn)生的原因在于：汽輪機(jī)設(shè)備的前軸承位于汽輪機(jī)的后軸承箱之上，當(dāng)然，引起汽輪機(jī)振動太大的根本原因也不僅僅是這一個，如果汽輪機(jī)在運轉(zhuǎn)的時候振動的現(xiàn)象突然增強(qiáng)，這時，相關(guān)技術(shù)人員首先應(yīng)該檢查設(shè)備是否斷葉片。在過臨界的時候，由于共振問題產(chǎn)生的緣故，如果這時候其間隙不合適或者剛度不夠，其振幅就會被放大。

這種振動故障的處理方法：通常情況下，需要根據(jù)實際情況有針對性地對汽輪機(jī)進(jìn)行監(jiān)測以及對設(shè)備進(jìn)行維修，如果有必要可以切斷葉片，同時增強(qiáng)設(shè)備軸承的剛度，間隙不合適的部分要及時調(diào)整，若調(diào)整不了應(yīng)將其更換。

2.3 水泵機(jī)組振動異常故障的探究

（1）水泵機(jī)組設(shè)備在正常運轉(zhuǎn)的時候，整個機(jī)組都要保持平穩(wěn)狀態(tài)，而且設(shè)備的響聲也應(yīng)該正常。如果在運行的時候機(jī)組出現(xiàn)雜音或者振動異常，這通常是水泵故障產(chǎn)生的預(yù)警，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)迅速關(guān)閉設(shè)備并對其進(jìn)行細(xì)致檢查，采取有效措施排除隱患。

（2）機(jī)械方面的原因通常有：1）葉輪不平衡，應(yīng)當(dāng)立即校準(zhǔn)；2）泵軸、電動機(jī)軸二者沒有保證同心，應(yīng)立即進(jìn)行改正；3）設(shè)備的基礎(chǔ)不牢，可能是臂路支架不堅固或是地腳螺栓不牢；4）泵以及電機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不平衡等均有可能導(dǎo)致振動故障。

（3）水力運行方面的原因有：1）運行過程中吸程太大，在葉輪的進(jìn)口出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象：水流經(jīng)過葉輪的時候在其低壓區(qū)產(chǎn)生氣泡，當(dāng)運行到其高壓區(qū)的時候產(chǎn)生的氣泡就會潰滅，隨之而來就會發(fā)生撞擊從而引起振動異常問題的產(chǎn)生，這時候應(yīng)該把泵的安裝高度調(diào)整到合適的高度；2）泵在非設(shè)計點的運轉(zhuǎn)，由于流量的不適宜（太大或者太小），這就很容易導(dǎo)致泵的壓力產(chǎn)生變化或者壓力脈動現(xiàn)象；3）如果泵吸進(jìn)了雜物就容易造成堵塞或?qū)⑷~輪損壞，這時候應(yīng)立即關(guān)閉機(jī)器進(jìn)行清理；4）進(jìn)水池中的形狀不夠合理、特別是幾臺水泵同時運行的時候，如果進(jìn)水管內(nèi)的布置不合理就容易引起漩渦而致?lián)p壞水泵。

共振現(xiàn)象會引起機(jī)械的振動故障，共振現(xiàn)象主要是由于轉(zhuǎn)子的頻率和水泵的運行速度一致的時候發(fā)生的，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)上述幾種故障產(chǎn)生的具體原因，進(jìn)行準(zhǔn)確分析后采取有效的解決措施。如果機(jī)組進(jìn)水流道的設(shè)計不規(guī)范、水泵沒有完全淹沒以及機(jī)組的啟動和關(guān)機(jī)順序不正確等都可能會造成機(jī)組進(jìn)水條件變壞，進(jìn)而引起漩渦，最終引起的就是機(jī)組振動故障的產(chǎn)生。

3 結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械振動異常的故障并不是無法避免的，但是也無法從根本上消除，對于相關(guān)工作人員而言，應(yīng)該堅持預(yù)防為主的理念做好預(yù)防工作，防患于未然。筆者強(qiáng)調(diào)一點，機(jī)械設(shè)備以及機(jī)組的各個負(fù)責(zé)人員對汽輪機(jī)機(jī)組的檢修工作尤其重要，對于檢測記錄必須完整、妥善保管起來。如果機(jī)械設(shè)備的故障點的零件剛經(jīng)過檢修或更換，這需要再次確認(rèn)故障發(fā)生點，對于機(jī)械設(shè)備振動異常，首先應(yīng)找出故障發(fā)生的原因，然后“對癥下藥”才是最重要的。

[1]虞和濟(jì)等.振動診斷的工程應(yīng)用[J].冶金工業(yè)出版社，1992（06）.

[2]沈何俊.汽輪機(jī)振動異常的分析[J].華北電力工業(yè)出版社，2000（03）.