汽輪機轉子不平衡的診斷及治理

史俊（大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

汽輪機轉子不平衡的診斷及治理

史俊（大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

本文對汽輪機轉子不平衡現象進行了簡單的介紹，闡述了汽輪機轉子不平衡診斷方法，針對汽輪機轉子不平衡治理進行了深入的研究分析，結合本次研究，發表了一些自己的建議看法，希望能使轉子的運行穩定性得到有效的保證，使得汽輪機能夠更好的發揮出作用。

汽輪機；轉子；不平衡；診斷；治理

汽輪機轉子屬于汽輪機重要組成結構，汽輪機在使用過程中，往往會因為轉子出現故障而影響汽輪機的正常使用，比如說轉子重心偏離、轉子破損等。根據統計分析，旋轉機械絕大多數故障都與轉子不平衡有密切的聯系，在汽輪機方面同樣如此。因此，對于汽輪機轉子的不平衡診斷有著非常重要的作用和意義。

1 汽輪機轉子不平衡

1.1 汽輪機轉子不平衡種類

汽輪機轉子不平衡主要有三種形式，第一種是汽輪機轉子原始不平衡，這種不平衡主要原因有裝配不符合要求、制造精度差、材料問題等，這些因素都可能使得轉子在旋轉過程中存在較大的振動幅度，進而導致其平衡精度無法滿足實際標準；第二種是漸發性不平衡，轉子在實際的使用過程中會出現污垢沉積不均勻現象，葉片以及葉輪會出現磨損加劇情況，使轉子受到腐蝕，不平衡現象逐漸嚴重；第三種是突發性不平衡，汽輪機在使用過程中，由于某個零件突然故障或者脫落、卡塞，而使得轉子產生不平衡現象。

1.2 汽輪機轉子不平衡原理

汽輪機轉子在旋轉過程中會有離心力產生，離心力的大小可以根據F=mew2來進行確定，其中e指的是轉子的偏心距。離心力屬于交變力，進而導致轉子產生不平衡現象。

1.3 汽輪機轉子不平衡特征

在不同方向上，汽輪機轉子轉軸的剛度存在一定的區別，實際轉軸的軌跡嚴格意義上來講并不是十分標準的圓，接近橢圓，不平衡主要特征有以幾個方面：

第一，轉子不平衡振動波形和正弦波形較為相似。

第二，分析汽輪機轉子頻譜圖，能夠發現諧波能量主要集中自基頻方面，使得實際的頻譜圖表現為“樅樹形”。

第三，當轉子的實際轉速比臨界轉速低時，振幅表現為正相關，當轉子的轉速高于臨界轉速時，振幅變為一個固定值，當轉速和臨界值相近時，會有共振現象出現，這個時候振幅會粗線峰值。

第四，轉子的轉速屬于確定值，在相位方面不存在較大的波動。

第五，轉軸的運行軌跡并不是圓形，而是類似于橢圓形狀。

2 汽輪機轉子不平衡診斷方法

轉子不平衡主要有三種，分別為原始不平衡、漸變不平衡以及突發性不平衡。這三種不平衡直接既存在著一定的聯系，同時又有著很大的區別。在實際的故障診斷時，可以從以下兩個方面來進行：

2.1 汽輪機轉子振幅變化趨勢

如下圖3所示，在轉子的原始不平衡方面，在運行初始階段就存在明顯的表現特征；在轉子的漸變不平衡方面，在汽輪機運行初始階段，這種不平衡現象表現不是十分明顯，但是隨著運行時間的增多，這種不平衡現象將越來越明顯；在轉子的突發性不平衡方面，汽輪機轉子會存在振動值突變現象，在之后就會表現出較為嚴重的不平衡現象。

2.2 汽輪機轉子矢量域變化

在轉子的原始不平衡方面，汽輪機轉子的矢量域變化幅度較低，整個變化過程較為穩定；在轉子的漸變不平衡方面，汽輪機轉子的矢量域呈現不穩定變化趨勢，整個變化過程有著連續性的特點；在轉子的突發性不平衡方面，汽輪機轉子的矢量域初始處于較為穩定的狀態，在某一時刻會存突變，產生較大的變化，之后又逐漸趨于穩定。

3 汽輪機轉子不平衡治理

在進行轉子的原始不平衡的治理時，可以結合相關的技術標準要求，調整轉子的動平衡，如果缺少零件，那么結合實際情況安裝相對應的零部件，對整個轉子進行詳細的檢查，對所有零部件進行緊固處理，消除松動部件。

在進行轉子的漸變不平衡的治理時，可以先清除轉子上的污垢，在汽輪機轉子運行過程中定期對其進行檢查，對于使用的介質，一定要保證其清潔型，避免對轉子造成腐蝕，或者有較多的污垢產生。

在進行轉子的突發性不平衡的治理時，先進行停機檢修，對于損壞的轉子進行定期檢查，再清理干凈流道中存在的異物，保證流道的通暢性，還需要及時消除系統中存在的應力，防治轉子在運行過程中受到應力作用發生損壞。

4 結語

汽輪機轉子在汽輪機運行過程中有著非常重要的作用，但是轉子在實際使用過程中經常會有故障情況出現，因此需要針對轉子運行中的故障進行詳細的分析研究，明確故障的原因以及故障的特點，制定針對性的故障處理措施，使得轉子的實際運行穩定性得到保證，延長轉子的使用壽命，保證汽輪機工作的有效性。

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