機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）

汽輪機與離心泵發生的異常振動現象，是整個機械系統中非常常見的一類故障，同時也是眾多機械故障中很難弄清產生原因的故障之一，汽輪機振動異常的現象預示著機械故障的產生同時也在很大程度上反映出系統運行的時候存在隱患和風險。在下面文中，筆者將從個人的實踐工作經驗及其有關的技術知識層面出發，詳細對汽輪機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行分析和討論。

汽輪機離心泵異常問題；振動故障；判斷方法；故障處理

1 引言

汽輪機是一種外燃回轉式機械，它可以把蒸汽里的熱能轉換為機械能，鍋爐的蒸汽進入汽輪機之后，在內部會經過一系列的噴嘴以及動葉裝置，然后將熱能轉換為汽輪機的轉子旋轉時所需的一種機械能。因為機械設備的異常振動會產生很大的危害，因此，從事相關工作的工作人員在工作中也不得不實時進行新經驗的研究、總結以及技術方面的探討。

2 機械振動的異常故障原因及處理方法分析

2.1 對汽輪機的水平異常振動的探討

首先，分析汽輪機的水平異常振動中的兩種故障，即：轉子永久性彎曲、轉子臨時性彎曲，這兩種故障在表現形式上有著本質的區別。通常情況下，由于汽輪機本身的構造比較復雜，因此，汽輪機在水平方向上出現振動異常的現象的原因也具有復雜性的特點，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的水平異常振動產生的原因從以下兩個方面進行分析：

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

（2）機械方面的原因分析：由于轉子不平衡發生的振動故障。之所以常常會在這個情況下出現轉子的變形，原因在于：機械在帶負荷的情況下，轉子本身的溫度會快速升高，這就引起了轉子內部的材質的應力的釋放出來，最終的結果就是轉子產生變形。轉子變形問題的出現所帶來的就是對汽輪機機組所有設備的平衡狀態造成損壞，這樣一來，機械設備產生振動異常的現象就不難解釋了。

2.2 汽輪機垂直振動于過臨界時超標嚴重（見圖1）

圖1 汽輪機垂直振動于過臨界

這類振動故障產生的原因在于：汽輪機設備的前軸承位于汽輪機的后軸承箱之上，當然，引起汽輪機振動太大的根本原因也不僅僅是這一個，如果汽輪機在運轉的時候振動的現象突然增強，這時，相關技術人員首先應該檢查設備是否斷葉片。在過臨界的時候，由于共振問題產生的緣故，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，需要根據實際情況有針對性地對汽輪機進行監測以及對設備進行維修，如果有必要可以切斷葉片，同時增強設備軸承的剛度，間隙不合適的部分要及時調整，若調整不了應將其更換。

2.3 水泵機組振動異常故障的探究

（1）水泵機組設備在正常運轉的時候，整個機組都要保持平穩狀態，而且設備的響聲也應該正常。如果在運行的時候機組出現雜音或者振動異常，這通常是水泵故障產生的預警，相關技術人員應迅速關閉設備并對其進行細致檢查，采取有效措施排除隱患。

（2）機械方面的原因通常有：1）葉輪不平衡，應當立即校準；2）泵軸、電動機軸二者沒有保證同心，應立即進行改正；3）設備的基礎不牢，可能是臂路支架不堅固或是地腳螺栓不牢；4）泵以及電機設備的轉子轉動不平衡等均有可能導致振動故障。

（3）水力運行方面的原因有：1）運行過程中吸程太大，在葉輪的進口出現汽蝕現象：水流經過葉輪的時候在其低壓區產生氣泡，當運行到其高壓區的時候產生的氣泡就會潰滅，隨之而來就會發生撞擊從而引起振動異常問題的產生，這時候應該把泵的安裝高度調整到合適的高度；2）泵在非設計點的運轉，由于流量的不適宜（太大或者太?。?，這就很容易導致泵的壓力產生變化或者壓力脈動現象；3）如果泵吸進了雜物就容易造成堵塞或將葉輪損壞，這時候應立即關閉機器進行清理；4）進水池中的形狀不夠合理、特別是幾臺水泵同時運行的時候，如果進水管內的布置不合理就容易引起漩渦而致損壞水泵。

共振現象會引起機械的振動故障，共振現象主要是由于轉子的頻率和水泵的運行速度一致的時候發生的，我們應當根據上述幾種故障產生的具體原因，進行準確分析后采取有效的解決措施。如果機組進水流道的設計不規范、水泵沒有完全淹沒以及機組的啟動和關機順序不正確等都可能會造成機組進水條件變壞，進而引起漩渦，最終引起的就是機組振動故障的產生。

3 結束語

綜上所述，機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，對于相關工作人員而言，應該堅持預防為主的理念做好預防工作，防患于未然。筆者強調一點，機械設備以及機組的各個負責人員對汽輪機機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。如果機械設備的故障點的零件剛經過檢修或更換，這需要再次確認故障發生點，對于機械設備振動異常，首先應找出故障發生的原因，然后“對癥下藥”才是最重要的。

[1]虞和濟等.振動診斷的工程應用[J].冶金工業出版社，1992（06）.

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