汽轮机转子不平衡的诊断及治理

史俊（大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021000）

汽轮机转子不平衡的诊断及治理

史俊（大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021000）

本文对汽轮机转子不平衡现象进行了简单的介绍，阐述了汽轮机转子不平衡诊断方法，针对汽轮机转子不平衡治理进行了深入的研究分析，结合本次研究，发表了一些自己的建议看法，希望能使转子的运行稳定性得到有效的保证，使得汽轮机能够更好的发挥出作用。

汽轮机；转子；不平衡；诊断；治理

汽轮机转子属于汽轮机重要组成结构，汽轮机在使用过程中，往往会因为转子出现故障而影响汽轮机的正常使用，比如说转子重心偏离、转子破损等。根据统计分析，旋转机械绝大多数故障都与转子不平衡有密切的联系，在汽轮机方面同样如此。因此，对于汽轮机转子的不平衡诊断有着非常重要的作用和意义。

1 汽轮机转子不平衡

1.1 汽轮机转子不平衡种类

汽轮机转子不平衡主要有三种形式，第一种是汽轮机转子原始不平衡，这种不平衡主要原因有装配不符合要求、制造精度差、材料问题等，这些因素都可能使得转子在旋转过程中存在较大的振动幅度，进而导致其平衡精度无法满足实际标准；第二种是渐发性不平衡，转子在实际的使用过程中会出现污垢沉积不均匀现象，叶片以及叶轮会出现磨损加剧情况，使转子受到腐蚀，不平衡现象逐渐严重；第三种是突发性不平衡，汽轮机在使用过程中，由于某个零件突然故障或者脱落、卡塞，而使得转子产生不平衡现象。

1.2 汽轮机转子不平衡原理

汽轮机转子在旋转过程中会有离心力产生，离心力的大小可以根据F=mew2来进行确定，其中e指的是转子的偏心距。离心力属于交变力，进而导致转子产生不平衡现象。

1.3 汽轮机转子不平衡特征

在不同方向上，汽轮机转子转轴的刚度存在一定的区别，实际转轴的轨迹严格意义上来讲并不是十分标准的圆，接近椭圆，不平衡主要特征有以几个方面：

第一，转子不平衡振动波形和正弦波形较为相似。

第二，分析汽轮机转子频谱图，能够发现谐波能量主要集中自基频方面，使得实际的频谱图表现为“枞树形”。

第三，当转子的实际转速比临界转速低时，振幅表现为正相关，当转子的转速高于临界转速时，振幅变为一个固定值，当转速和临界值相近时，会有共振现象出现，这个时候振幅会粗线峰值。

第四，转子的转速属于确定值，在相位方面不存在较大的波动。

第五，转轴的运行轨迹并不是圆形，而是类似于椭圆形状。

2 汽轮机转子不平衡诊断方法

转子不平衡主要有三种，分别为原始不平衡、渐变不平衡以及突发性不平衡。这三种不平衡直接既存在着一定的联系，同时又有着很大的区别。在实际的故障诊断时，可以从以下两个方面来进行：

2.1 汽轮机转子振幅变化趋势

如下图3所示，在转子的原始不平衡方面，在运行初始阶段就存在明显的表现特征；在转子的渐变不平衡方面，在汽轮机运行初始阶段，这种不平衡现象表现不是十分明显，但是随着运行时间的增多，这种不平衡现象将越来越明显；在转子的突发性不平衡方面，汽轮机转子会存在振动值突变现象，在之后就会表现出较为严重的不平衡现象。

2.2 汽轮机转子矢量域变化

在转子的原始不平衡方面，汽轮机转子的矢量域变化幅度较低，整个变化过程较为稳定；在转子的渐变不平衡方面，汽轮机转子的矢量域呈现不稳定变化趋势，整个变化过程有着连续性的特点；在转子的突发性不平衡方面，汽轮机转子的矢量域初始处于较为稳定的状态，在某一时刻会存突变，产生较大的变化，之后又逐渐趋于稳定。

3 汽轮机转子不平衡治理

在进行转子的原始不平衡的治理时，可以结合相关的技术标准要求，调整转子的动平衡，如果缺少零件，那么结合实际情况安装相对应的零部件，对整个转子进行详细的检查，对所有零部件进行紧固处理，消除松动部件。

在进行转子的渐变不平衡的治理时，可以先清除转子上的污垢，在汽轮机转子运行过程中定期对其进行检查，对于使用的介质，一定要保证其清洁型，避免对转子造成腐蚀，或者有较多的污垢产生。

在进行转子的突发性不平衡的治理时，先进行停机检修，对于损坏的转子进行定期检查，再清理干净流道中存在的异物，保证流道的通畅性，还需要及时消除系统中存在的应力，防治转子在运行过程中受到应力作用发生损坏。

4 结语

汽轮机转子在汽轮机运行过程中有着非常重要的作用，但是转子在实际使用过程中经常会有故障情况出现，因此需要针对转子运行中的故障进行详细的分析研究，明确故障的原因以及故障的特点，制定针对性的故障处理措施，使得转子的实际运行稳定性得到保证，延长转子的使用寿命，保证汽轮机工作的有效性。

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