汽轮发电机组轴瓦振动故障诊断

张岳峰

（中国石化青岛炼化公司炼油四部，山东青岛 266500）

0 引言

某工厂的1#发电机（003）的功率为10 000 kW，转速达到了3000 r/min，在发电机两端有轴瓦作为支撑，保证其牢固在位置上，并应用上同步电机进行工作，通过轴瓦的支撑进行相应的工作（图1）。振动监测标准按GB/T 6075.3—2001 规定，额定功率>15 kW，额定转速在（120～15 000）r/min，现场测量，设定所监测汽轮发电机的一级报警值为4.5 mm/s，二级报警值为7.1 mm/s；正常尺寸磨粒粒度≤15 μm。在安装时，发电机及所有配件都要合理安装，避免遗留下安全问题，一些构件的方向也要把握到位。对于润滑油检测也要注意，以保证发电机能正常工作。

图1 1#汽轮发电机组结构与测点分布

1 关于发电机组的分析情况讨论

在日常电力系统工作过程中，汽轮发电机为电力系统的正常工作保驾护航，因此，其正常运行对电力系统非常重要。对发电机工作进行评价过程中，振动幅度对于状态的评价有着重要作用，是一项重要的指标。如果发电机在工作中的振动幅度有所改变，就说明发电机在运行过程中出现了情况。摩擦等因素，不仅会影响发电机的正常工作，还会加速发电机的磨损、提高事故概率，从而影响机组的正常工作，严重时使机组遭到破坏，设备内部的结构也因此会受到不同程度的影响，出现短路等严重情况。并且，电力系统中发电机组的各部分结构都相互联系，这些情况都会连在一起，导致发电机受到不同程度的连锁影响。在这一背景下，传统的诊断方法、处理方法不再适用于现在的电力系统发电机组。单一的故障诊断只能适用与以往的诊断，对于不断发展的发电机组要及时跟进，对于所出现的故障进行准确诊断。现在的发电机组经过更新换代，应用到各种复杂的构件，出现问题后很难准确找到故障的症结，因此对维修人员的综合处理能力提出了更高的要求。为了准确诊断发电机的故障，就要改进以往的诊断方法，对于所出现的问题进行仔细分析，并根据现在的发电机模式以及构造进行多方面的讨论，找到符合新型发电机组的故障处理措施，并将这一方法应用到实际工作中。

2 关于发电机组的故障分析和讨论

检测发电机故障时，可以采用仪器进行准确记录。例如，可先用振动分析记录仪详细记录数据，并将所有的数据收集起来，然后再通过专业的数据分析法对所获得的数据进行分析，再加上显微镜的应用，对润滑油分析与检测。

数据的处理要严谨，对于所产生的数据进行仔细分析，将所有的数据放到图表中进行讨论，并且进行对照分析。通过数据的整理以及分析得出的结果，与正常工作的情况相比，如果振动幅度有了很大改变，增长较快，超过了一定的范围，就说明汽轮与发电机组的工作出现了问题，因此要对出现问题的部分进行检查，找到相应的原因。

3 层次分析方法在发电机组中的应用

在对发电机组与轴瓦之间的问题进行分析时，通常会采用层次分析。层次分析法能够对构件等进行详细的检查，准确找到问题所在，能够从复杂的构建中准确、快速地找到出现问题构件，对影响因素深入分析，构建一个层次模型对构件进行分析，这样能够快速找到问题源。该方法适合在复杂的结构中，将复杂的系统故障进行简化，及时找到问题所在并诊断出原因，从而设计出措施。它是一种非常方便的诊断方法，适用于对汽轮发电机的故障诊断。

在对汽轮发电机的情况进行分析时，要将整体的发电机进行拆分，分成层次，并且在分析时要分类整理，将所有的内容进行仔细检查，这样能够确保不放过任何一个细节，保证准确找到问题的本质，通过这种方法找到故障所在。

在对振动情况进行分析时，先通过故障模式以及所存在的影响进行分析，找到振动的原因以及改变振动模式的原因，确定问题的所在，对于故障进行修理，保证故障消除，确保振动的幅度控制在一定的范围内，这样才能保证发电机正常工作。经对上面的数据分析后发现，在振动频率上要通过不同方面进行分析，还要确保分析数据的准确性，以免出现失误。

4 多特征诊断法在发电机组检测中的应用与分析

对汽轮发电机组进行故障分析时，应用特征诊断法能够将复杂情况简单化，根据细节进行有效分析，准确找到故障的原因和特征，并通过专业的人员进一步检测，建立起一个完善的检测体系，准确掌握故障的原因，并及时提出修改措施。同时，也能有效降低诊断结果的不确定性，保证准确找到发电机轴瓦振动故障的原因，保证发电机正常工作。

（1）降低轴颈振动。对于油膜失稳故障，首先确定轴颈振动是否过大，当扰动过大时应先降低扰动。轴颈扰动由强迫振动引起的，应根据故障原因采取相应措施，如动平衡、调整中心等方式降低振动。

（2）降低汽流激振力。当发生汽流激振所引起的低频失稳振动时，应降低汽轮激振力，可以采用改变调节阀开启顺序或重叠度，降低不平衡力和力矩，防止周向间隙偏差过大。

（3）提高轴瓦稳定性。轴瓦稳定性提高、系统阻尼增大，能增强对激振力扰动的抑制，降低发生汽流激振的可能性。可以采用的措施有：提高润滑油温，更换稳定性更高轴承型式，调整轴瓦顶隙，消除轴瓦自身缺陷，防止轴封漏气导致轴承座受热不均而标高变化，减少轴瓦长径比等。

（4）紧固转子活动部件及联轴器螺栓，防止联轴器螺栓及转子平衡块、转子线圈松动，防止堵头脱落及低压转子末级叶片断裂等。

5 关于数据处理后的结论并提出建议

（1）发电机在工作过程中的位置没有安排合理，建议在工作时进行检查修正。

（2）发电机组的轴瓦衔接不合理，导致振动幅度改变，因此在工作时要对轴瓦进行仔细检查，避免对发电机的正常工作造成影响。

（3）在日常维护中，要加强对工作正常劳损的重视。

6 结束语

对汽轮发电机组的故障进行层次法分析后，得出其振动故障发生的特殊性，并且辅助以多特征属性的诊断方法加以准确诊断。这种方法比传统方法具有很大优势，诊断的准确度很高，能够准确以及快速找到故障。实际应用数据证明，该方法对故障的判断较为准确，具有很高的可行性。