化工大型大机组的技术管理.doc

大机组管理工作中的几点体会大机组是石化企业生产装置的关键设备，技术密集，专业涉及面广，运行维护和检修质量要求严格。因此，努力提高大机组的科学管理水平，确保大机组的安全稳定运行，是机动科（处）长岗位职责的一项重要内容。多年基层设备管理工作的历练，使我在大机组管理上有以下三点体会。一、以特护为中心全面开展大机组运行时的日常维护管理工作所谓特护，是指由“机、电、仪、操、管”各工种及专业人员所组成的小组，按预先特定方案，对大机组所进行的联合巡检、监测、维护活动，是中石化独创的一种全方位、高层次的包机责任制。作为机动科（处）长，抓好特护工作，可以摆脱仅靠少数专业人员管理的被动局面，开创群众性全方位管理的主动局面，从而使大机组运行时的日常维护管理工作步入管理有序的轨道。机动科（处）长在大机组特护方面的具体工作主要有三项。首先，应建立本企业（工厂）的大机组特护管理制度，对需特护的大机组、特护小组的人员组成、特护方案、特护小组的活动、考核方法等提出明确的要求；其次，要指导装置（车间）特护小组制定出切实可行的特护方案，对巡检路线、巡检次数、巡检内容、巡检记录、活动要求等作出具体的规定；第三，持之以恒地认真考核。做好特护工作，前两项是前提与依据，往往是一次性工作；而第三项考核则是关键，是需要坚持的经常性工作。作为机动科（处）长，对特护小组成员的巡检和活动情况，要坚持定期考核和不定期抽查，还一定要与经济考核相联系，无论是对车间的工人、设备员，还是机动科（处）的专业主管人员，都要奖罚分明、一碗水端平。考核与兑现，是使特护工作不流于形式并真正付诸实行的关键所在。特护水平的高低则与特护方案的可操作性密切相关。巡检路线、巡检次数、巡检内容、巡检记录等要按照机械、电气、仪表、操作、管理等不同专业，提出各自不同的要求。例如巡检内容，对钳工，主要是检查轴承、密封、联轴器、调速和控制系统的放大及执行部件、齿轮传动机构等是否工作正常以及紧固件有无松动，重点是轴承；对电工，主要是检查（辅助设备）电机的电流、轴承是否正常以及保护接地、就地开关、运行指示灯等是否失灵，重点是电机的电流与轴承；对仪表工，主要是检查振动和轴位移探头的间隙电压、阀门定位器与调节阀的开度是否正常，转速、流量、压力、温度等计量表计的就地显示表是否失灵和总控DCS指示值是否准确，调速和防喘振控制系统以及压力、温度、流量控制回路是否正常，仪表空气是否带液，重点是探头的间隙电压及控制回路；对操作工，主要是检查压缩机的转速、流量、各段进出口压力与温度，汽轮机的进排（抽、注）汽流量、压力、温度和凝汽器的真空度、热井液位（或背压式的管网压力）以及监视段压力，各轴承处的振动值、各转子的轴位移值及其方向，润滑油供油的油压与油温，密封供气或供油的压力（压差）及泄漏量，调节油的油压，重点是压缩机的进口流量、凝汽器的真空度、振动值、轴位移值；对状态监测人员，主要是检查、搜集、整理、分析各测点的通频振动值的趋势，及时发现异常增大的振动值，并通过频谱、趋势、轴心轨迹等分析图谱，查找出其中异常变化增大的振动频率分量（即工频、二倍频、半频、低频、）及相位、进动方向等，每个月对机组运行状况做出书面分析报告，重点是工频、低频、二倍频及轴心轨迹；对车间设备员，主要是全面掌握机组的设备状况和运行参数，及时处理运行中出现的各种问题，联系相关工种消除设备所暴露的、也能解决的缺陷，做好相关设备档案、台账的记录、管理，统管机组运行时的日常维护工作；对机动科（处）的专业主管人员，主要是检查、督促各车间机、电、仪、操、管人员的特护巡检工作，全面了解并掌握机组的运行状况，处理运行中所出现的严重问题或缺陷。再例如巡检记录，应针对不同的机组，根据机、电、仪、操、管各专业巡检内容侧重面的不同，制订出不同格式的巡检记录表格；记录表格的项目要细化，每一项都要落实到具体的部件、部位；记录内容要数据化，不容许打“” 。另外，还例如特护活动，要保证特护小组全体成员的联席会议按时举行，以便对机组的运行及设备状况进行综合分析和评定，对机组存在的问题或缺陷进行讨论并提出处理意见，同时做好会议记录。年终时，一方面，特护小组要对一年来机组的运行及设备状况、以及特护工作做出书面的全年总结；另一方面，企业（工厂）也要对全年的特护工作进行考核、总结，对各装置（车间）的特护工作进行评比表彰。除了特护管理工作，润滑管理也是大机组一项重要的日常维护管理工作。大机组的润滑管理，除了要严格执行最基本的“三级过滤” 、“五定”制度外，大机组在用的润滑油每个月必须进行定期检验（此外还有入库检验、投用检验等），检验项目应包括粘度、闪点、酸值、破乳化度、水份、机械杂质、液相锈蚀试验等。其中，粘度是最重要的性能指标，粘度值的正常变化范围应为润滑油牌号的10(例如N32汽轮机油的正常粘度范围为323.2，即28.835.2 mm2/s),粘度变大表明油中由灰尘聚集成的油泥增厚，超出范围时必须换油或部分置换，粘度变小表明油中混入的轻组分介质增多，跌出范围时可提高油箱加热温度驱赶轻组分或换油；闪点为安全指标，汽轮机油的闪点通常在180以上，闪点降低表明油中混入的轻组分介质增多，闪点急剧降低还表明压缩机轴封泄漏严重，应迅速查明原因并及时处理，闪点接近或低于润滑油工作环境温度时应果断停车；酸值是表征油中有机酸总含量的质量指标，也用来衡量润滑油的抗氧化安定性，汽轮机油的酸值出厂指标一般为0.03mgKOH/g，酸值变大表明油中微生物腐烂转变的有机酸含量增大，也表明润滑油抵抗氧化的能力较差并有所变质，有可能对机械零件造成腐蚀，当酸值0.3mgKOH/g时，应换油；破乳化度是汽轮机油所特有的质量指标，破乳化度为油、水混合乳化后静置到油、水分层所需的时间，当油中有水、又有皂类、酸类、油泥等杂质时就会乳化，而难以形成良好的油膜，油、水分层的时间越短，抗乳化性能越好，汽轮机油的特点之一就是抗乳化性能优于其它的润滑油，N32、N46汽轮机油破乳化度的出厂指标是15分钟（N68为30分钟），运行中正常时通常为30上下，大于60时应引起关注并查找原因，大于100时应换油或部分置换。此外，还应建立补油、换油台账，采用具有脱水、除杂功能的在线润滑油净化装置（净油机）。抓住特护这个中心，同时做好润滑油管理、技术培训、岗位练兵、事故预案演练等工作，注重实效、不搞花架子，就一定能搞好大机组的日常维护管理工作。二、努力提高对大机组故障的判断和处理水平故障是指设备丧失了所要求的规定性能或状态。通常把运行中的状态异常、缺陷、性能恶化和事故前期状态统称为故障，有时也把事故直接归为故障。面对大机组所发生的各种故障，是立即停机抢修、防止事态扩大，还是维持运行、待机修理，需要机动科（处）长提出主导性意见，而决策的失误会给工厂带来巨大的经济损失。因此，努力提高对大机组故障的判断和处理水平，是机动科（处）长工作的一项非常重要的内容。判断是处理的前提与基础，正确的判断来自于依据机器的原理及结构，运用相关专业知识，对与故障有关联的各种信息进行综合分析，去伪存真、舍次取主，排除故障的受害者，找出故障的肇事者。为了避免被杂乱无章的信息弄乱思路，分析、判断时需要逐步思考以下问题：第一，故障的真伪；第二，故障的类型；第三，故障的程度；第四，故障的部位；第五，故障的趋势。1. 故障真伪的判断是否真的发生了故障？即故障真伪的判断是故障判断首先要解决的问题。由于仪表失灵在大机组所发生的各类故障诊断中所占的概率较大，以及因生产工艺系统波动或操作不当（特别是在开车或负荷调整的过程中）而产生的故障也常有发生，因此切忌仅限于一、两个因素就轻易判断发生了机械设备故障，而应该根据系统、仪表、运行、现场等多方面情况进行综合的判断。首先，查询生产工艺系统在故障发生时有无大的波动或调整如果系统发生了变化，会造成某些运行参数（如工质组份、流量、进出口压力及温度、循环水温等）产生异常，引起振动、轴位移、出力等发生变化，甚至报警，但设备本身未必发生机械损伤故障。系统波动引起的故障，有小流量及组份变化引起的喘振，工质变化引起的转子结垢，进出口压差变化引起的轴位移大等，若处理及时，故障可消除、减弱。然而，要是振动值和轴位移值仍在继续上升、甚至已连锁停机，那么说明故障较为严重，可能发生了机械损伤，如强烈喘振引起的动静件碰摩损坏，带液引起的轴向力过大并使推力轴承损坏等。如果系统未发生任何变化，那么在振动值突然明显增大、甚至报警、联锁停机的情况下，机械损伤故障肯定是真的发生了，多数为机械脱落引起的动不平衡（如断叶片），以及轴承失效等。系统有无波动除向当班操作人员查询外，最好直接调看DCS，并将有问题的振动、轴位移与流量、压力、温度等做在同一时间坐标的趋势图上，如此判断，简单、快捷、明了。2000年元月，某烟机振动值由3040m，逐步波动上升到7080m。车间希望春节前解体大修、更换转子。由于振动为渐变，且有多次回落（尽管比正常值高），表明转子未损伤，而是催化剂粘结到转子上所致。通过DCS做出了烟机各振动值与烟气及轮盘冷却蒸汽温度的趋势图，由图显示，振动峰值总与蒸汽温度的谷值一一对应、略滞后，表明振动的波动与上升与冷却蒸汽温度有关，蒸汽温度波动引起了催化剂的粘结与脱离，改变了转子的动平衡状况。只要保证蒸汽温度，振动就会回落，无需停机大修。此图便于统一共识，车间调整、保证了冷却蒸汽温度，该烟机在4050 m的水平上连续运行了10个月，直到装置大修。其次，查看探头的间隙电压是否真实可信大机组振动与轴位移的测量仪表几乎都是涡流式位移传感器，且几乎都是本特利公司的产品。对涡流式位移传感器来说，所测得的位移（即间隙）与输出的电压（即间隙电压）始终为线性关系，本特利探头的线性特性为200mV/mil，换算成公制为7.87V/mm。机组运行中，无论振动间隙、轴位移间隙如何变化，其间隙与间隙电压之间的关系都应该保证此线性特性，即可以通过查看间隙电压是否真实可信来判断仪表本身有无故障。若振动探头的间隙电压在103V范围内，则表明仪表无问题，振动值可信。因为，探头的初始安装电压均为定值，多数为10 V（也有为8 V、9 V），并考虑到：振动探头的安装有一定的随意性；运转后转子被油膜托起，处于两侧45上方的探头间隙电压会有所降低（约0.7V）；即使振动值增大了100 m，其间隙电压的变化也不会超过0.4 V； 其它的偏差。因此，运行中的振动探头间隙电压与初始安装电压相比较，偏差应该在（23）V以内，超过2V测振仪表很可能存在故障，超过3V基本失灵。要是有运转正常时的间隙电压记录，或在线状态监测系统有间隙电压趋势，那么就排除了上述、因素的影响，会使间隙电压的判断更为精确。如果变化后的振动值与间隙电压的关系不符合探头特性（7.87V/mm），超过0.5V，就可以认为测振仪表失灵。例如，某振动探头运转正常时的振动值/间隙电压为20m /9.62 V，现在为70m /8.62 V，其振动值增大了50m，间隙电压降低0.2 V，应该为9.42 V，至少不应该低于8.92 V，因此测振仪表本身有问题。若轴位移的间隙电压与按10轴位移值7.87V计算后相差在1V以内，则仪表无问题，轴位移值可信。注意：轴位移值单位为mm，远离探头（正方向）时为“” ，靠近探头（负方向）时为“” 。例如，某轴位移值为0.40mm，间隙电压为13.5V，经计算：10+0.47.87=13.1V，与13.5V相差未超过1V，可确认仪表真实可信。因为，轴位移探头的安装极为精细，要架百分表，先反复串动转子校对止推间隙，再取中，调零位，也就是确定10 V（也有为8 V、9 V）的初始安装电压，最后还要校核。所以其误差量很小，通常在0.2 V以内，考虑到其他误差，不可能超过0.51V。例如，2001年7月某连续重整循环氢压缩机组在联动开车过程中，汽轮机轴位移突然连锁动作停机。许多人认为，未见止推轴承温度高报警，之前汽轮机单试正常，属仪表误动作。经查，“二选二”的轴位移间隙电压为17.6 V和17.8 V，当即判断非仪表误动作，而是止推轴承的合金已磨光。在盘车降温无法揭盖查瓦的情况下，令钳工用厚度为2.2mm及2.3mm的塞尺检查了轴位移探头处的间隙，并从回油中摸到了轴承合金的磨损碎粒。诊断的根据是，轴位移间隙电压安装值为10 V，加上1mm的轴承合金厚度，即7.87 V，正好与17.6 V和17.8 V相符。间隙电压相差过大时，表明测振仪表已出现故障。其中，探头、延伸电缆、测隙仪、电源卡、通讯卡等各个环节上都有可能出现问题。具体来说，防松螺母没有锁紧时，探头会产生松动，间隙电压会产生较大的跳动，并造成为低频成分不固定的间歇性、跳动性强烈振动的假象；钳工检修中不经意地碰伤探头，会造成间隙电压突然降低或消失，显示紊乱；轴端密封泄漏时，探头的密封胶及线圈会被油中的腐蚀介质所腐蚀，造成间隙电压缓慢降低，并引起振动值缓慢降低、直至消失，或者引起轴位移负方向值缓慢增大的假象。延伸电缆接头处密封不可靠时，油中的水会使接头锈蚀，造成间隙电压忽有忽无，忽正常忽降低，直至完全消失，如今已将接头移至轴承箱外；延伸电缆自身铠甲及绝缘破损时，油中的水会引起短路，造成间隙电压升高，现铠甲及绝缘已增厚。测隙仪箱门、孔密封胶条易失效，水进入后短路造成间隙电压混乱，甚至误报警及联锁动作。显示表电源卡使用期过长后间隙电压会逐步下降，起初降 12 V，之后仅有45 V，使振动值产生较大上升的假象。通讯卡出现故障时，一次表及就地表数值正常， 但是DCS上数值异常，甚至造成连锁误动作停车。第三，查看相关的运行参数有无相应的变化振动发生时，转子上有的部位振动增高的幅度大，有的部位增高的幅度小，有的部位甚至还会因振型发生变化而变小，关键是转子的整体振动状态必然同时发生变化。强烈振动时，整个轴系的振动状态也会同时产生变化（即使是金属挠性联轴器，也不可能完全隔离相邻转子的振动）。因此，当某一轴承某一方向振动值明显增大时，应调看同一轴承、同一转子、同一轴系相关测点在同一时刻的振动值。若同一轴承另一方向的振动值同时变大或者变小，同一转子另一端轴承两个方向的振动值也同时变大或变小，同一轴系上相邻转子的振动值也同时有变化，尽管它们的变化幅度可能较小，此振动肯定是真的。也就是说，不片面追求同一时刻振动是否同时增大（增大的概率较高），关键看同一时刻振动值是否同时发生变化。若同一轴承的另一方向、同一转子的另一端轴承、同一轴系相邻转子的振动值在同一时刻无丝毫变化时，则很可能是假的。此外，还应该关注一下润滑油的供油油温是否异常。轴位移发生明显变化时，对汽轮机应主要查看蒸汽流量以及进、排气压力和监视段压力，对压缩机则主要看各缸、各段的进出口压力以及气体的组份和流量，特别要查蒸汽或气体是否带液，都必需查看止推轴承的瓦块温度以及回油温度等。若上述参数确有异常变化，则肯定是真的；若无任何变化，则很可能是假的。第四，查看现场有无人可直接感受到的异常现象这一条看起来很土，既难以定性、更无法定量，似乎很不科学，但实际上对判断故障的真伪往往能够起到决定性的作用，是非常实用的一条。查询工艺系统、运行参数、仪表是否异常较为耗时，相比之下，人到现场，通过眼看、耳听、手摸，只需几分钟，便可实际感受到机组有无发生异常的真实状况。如果人都感受到了异常，那么机组肯定是发生了实实在在的变化，则故障肯定是真的，而且程度严重；如果感受到似乎有点异常，但不明显，那么机组有可能发生了变化，故障有可能是真的，其程度还不十分严重；如果感受不到丝毫异常，那么机器很可能没有变化，故障很可能是假的，即使真有故障，其程度也较轻微。能否感受正确要靠经验的积累，平时对运行正常的机组体验得多、体验得细，遇到故障发生时，自然就会感受到明显的区别。眼看，看就地压力表是否颤动大。此类压力表处于悬臂管线的末端，刚性差，对振动的反映较灵敏，正常情况下指针轻微颤动，振动增大时指针颤动的幅度会增大，机组发生强烈振动时，一眼看过去会发现整个压力表连同根部管线在一起颤动；另外看回油的颜色和浊度，以判断润滑状况。耳听，听机组的声音是否连续，有无间断或迭加声。如能进一步体会出声调和声量，那就更好。运行正常时，噪声是连续、平稳的，其声调和声量自有定式；运行反常时，异常的气流声使声调发生改变，声量变大；发生严重机械故障时，可听到零部件脱落后的金属撞击声或金属辗压声，齿轮断齿的“咔啦、咔啦、咔啦啦”的金属辗压声，轴承严重缺油的“叽”金属干摩擦高频尖叫声，等等。通过听棒可以了解到轴承及齿轮的工作状况、转子与固定元件有无发生摩擦、固定元件有无松动以及气流的脉动状况等。手摸，用指尖触摸轴承箱或缸体来直接感受振动的强、弱状况。经验不足或积累不多时，可通过相互比较来帮助确认，或使用Vm-63之类的便携式测振仪。手摸的另一种方法是用手去触摸机器上刚性较差的细油管，正常时只感到轻微抖动，振动较大时感到抖动增大，强烈振动时感到颤动很大、甚至有麻手的感觉。例如，2002年10月，某重催气压机进气端轴承产生的间歇性、跳动性振动，间歇周期由几天一次发展到一天23次，跳动范围为35m，问题是振动发生后振动值回不到原来的数值，由6070m很快发展到8090m，判断为油膜涡动。因振动忽高忽低，有人还认为仪表失灵。因此请公司领导到现场感受实际的振动状况：进气端轴承箱刚度大，但手摸的振动感极强，排气端轴承箱刚度小，但振感却弱；另外，再与同机型的催化气压机相比较，重催气压机振感明显强烈。领导当即决定停机，经查可倾瓦轴承的瓦块因水锈死，无法摆动，合金被辗。1999年元月，某西门子汽轮机大修后的多次单体试车均被迫中断。现象是，低速时较正常，3000rpm后，随转速升高，感到振动及噪声加大（因拖了新更换的增速齿轮箱），升速到60007000rpm时，现场的振动及噪声令人难以接受，而仪表振动值始终并未报警。对此，有怀疑轴承的、动平衡的、不对中的，更多怀疑的是齿轮增速箱（无测振探头）及仪表。手感比较后确认汽轮机前轴承箱垂直方向振动最大，其垂直方向刚度受到质疑。由此发现前轴承箱连接螺栓螺母的预留间隙错误地留到了碟形弹簧上，由0.10.15mm变成了1.15mm以上，从而引起前轴承箱在垂直方向上近似于无约束而强烈振动（水平方向有纵销约束）。由于测振探头装在轴承座上，测的是转子相对于轴承的振动，当轴承箱与转子一起振动时，测得转子的相对振动自然不大，但总体的绝对振动却很大。因此，人的感受往往更客观。2. 故障类型的判断发生了什么类型的故障？即是何种原因造成的故障是故障诊断的核心。进行故障判断，先要广泛收集信息，凡可能引起故障的各种信息都要收集；然后筛选信息，剔除正常、未发生变化的信息；对剩下的疑点信息，用排除法逐一去伪存真，排除因发生故障而连带产生的异常信息，即找肇事者、排除受害者，从而找出故障的真正原因。尽可能只明确一条主要故障（原因），吃不准时也可以多列几条，并说明主次关系和可能发生的概率。（1）振动故障类型的判断在大机组所发生的各类故障中，振动故障的概率最高，具体的类型也最繁杂。振动类型的判断思路，是先找到引起通频振动增大的主要异常振动分量的频率，然后再根据频率、相位、波形、轴心轨迹等特征确认具体的振动类型。a）主要异常振动分量频率的查找方法及步骤无在线状态监测系统时，只能通过频谱分析仪来查找主要异常振动分量。看频谱图切忌就图论图，决不能认定振幅值最大的频率成份就是引起振动的主要原因，这是非常片面的。因为，机组运行正常时的频谱图，总是工频最大，二倍频次之（约小于工频的一半），三倍频、四倍频、n倍频逐步参差递减，低频（指的是小于工频的频率，即分数谐波振动和亚异步振动的频率）微量或无。而且故障状态下的频谱图，大多数还是工频最大，低频及其它频率分量未必显得很大。因此，看频谱图要对照比较，要对照正常时的频谱图，查找幅值相对变化大的频率成份以及新出现的频率成份，只有这些幅值变化倍率大的频率才是主要异常振动分量的频率。看实时频谱图时，应多停留一些时间，注意看各频率成份的幅值是否有变化。特别要注意低频成份是否活跃，看是频率成份活跃多一点、还是幅值活跃多一点；看低频活跃时，是否工频也跟着一起同步变化，如果工频与低频一起动，尽管工频变化的幅值可能超过低频，但引起的原因可能还是低频。在线状态监测系统的趋势图，记录了通频及主要故障特征频率的历史变化状况，为查找异常振动分量的频率提供了方便，具体查找方法及步骤参考如下。首先，看通频趋势图，以确定异常振动的起始时间、最大振动的发生时间、振动过程有无波动。调看时，时间间隔的选择应该先长后短，长是防止遗漏疑点，短是对疑点处进行仔细查看。并依此查询当时的生产工艺系统有无波动。在看通频趋势时，还应同时看一下转速、间隙电压的趋势图。其次，看工频趋势图。在转速变化不大或远离临界转速的情况下，即正常工作转速时，只要工频趋势有明显变化，就可认定工频是异常振动分量，如果工频趋势与通频变化趋势基本同步，那么工频就是主要异常振动分量；如果通频趋势有变化并增大，而工频趋势无变化，即使工频幅值相对最大，也不能认为工频是异常振动分量；如果开车后通频和工频就偏大，也可将工频视为异常振动分量。看工频趋势图时，不仅要看幅值趋势，更要看相位趋势，工频的幅值与相位同时发生变化表明转子的动平衡状态发生了变化；另外，还要看其变化是缓慢渐变，还是瞬时突变，工频的幅值与相位同时突变表明转子发生了机械损伤脱落，渐变多次且幅值波动回落表明转子产生结垢，幅值与相位渐变后相位又不变表明转子发生热弯曲。然后，逐一看二倍频、0.5倍频、低频频段（可设为0.30.8倍频）、残余量等趋势图。看这些振动分量在通频变化时有无变化，有明显的同步增大变化就是异常振动分量。对于0.5倍频和低频频段，正常情况下幅值通常3m，因其易发生亚异步自激振动，不应仅看其绝对幅值的大小，更应看其相对变化量的大小以及是否活跃，超过58m就应视为较严重的异常振动分量。最后看频谱图，由于振动趋势图只提供工频、二倍频、0.5倍频、自选频段等常见故障特征频率的变化状况，其它频率并未显示出来，而频谱图将组成通频振动的各频率成份及其幅值都一一具体地显示出来，要全面了解各频率成份及幅值、特别是低频的分布状况必须去看频谱图。如何看频谱图，如前所述。b）根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断在查找并确认主要异常振动分量的频率后，就可以根据异常振动的频率进行振动故障类型的判断。分析判断的思路如框图所示。 主要异常振动分量为工频时如果主要异常振动分量是工频，表明故障类型很可能是转子不平衡（有资料介绍概率为60），也可能是轴承、不对中、支承刚度差异等其它类型的故障。要将转子不平衡从中区别出来，可做以下三点判断： 查工频振动趋势图，看振动值能否回落到原来正常运行时的数值。如果转子发生机械损伤脱落或结垢，原动平衡状态就受到了破坏，离心力增大，振动值是不可能回落到原来数值的；而轴承油膜失稳产生的振动，只要轴承合金未发生磨损，失稳消失后振动值是能够回落到原数值的。 查半频或低频趋势图，看半频及低频分量是否活跃。转子不平衡引起离心力增大会增加轴承的载荷，会改善油膜失稳，不会引起低频增大；而油膜失稳、瓦背紧力不足等轴承故障，半频及低频十分活跃。 查工频相位趋势图，看工频幅值变化时，相位是否同时发生变化。这一点最关键。无论是机械脱落，还是结垢，改变转子平衡状况的不平衡量的相位，不可能与原残余不平衡量的相位完全重合，不平衡故障发生后工频相位必定变化。特征频率同为工频的轴承偏心类故障、刚性联轴器角度不对中故障以及支承刚度故障，共同特点是工频相位始终为一固定方向、即刚度差的方向。转子不平衡故障分为突发性不平衡、渐发性不平衡、初始不平衡三种类型，此外还有热弯曲。通过工频趋势看幅值及相位的变化形貌，可区别各具体类型，前提为转速稳定（即转速变化不大或远离临界转速）。突发性不平衡（突变，损伤脱落），其工频的幅值及相位趋势出现一段垂直于时间坐标的直线（干扰信号也是直线，瞬间上去后又即刻回到原位；而机械损伤是变化后不回原位），表明转子动平衡状态的变化过程极为短暂，是突变。即有东西从转子上突然脱落（或极少发生的异物嵌入叶轮），转子发生了永久性机械损伤。渐发性不平衡（渐变，结垢），其工频幅值趋势变化呈斜线或犬牙线缓慢上升，有时还会出现波动性回落，相位与幅值同步变化但幅度很小，表明转子动平衡状态的变化为逐步形成的，是渐变。即有物质较均匀地粘附到转子上形成结垢。转子腐蚀、冲刷损伤后工频及相位趋势变化类似结垢，但无振动值回落。转子热弯曲，其工频幅值及相位的变化过程虽属渐变但历经时间较短，特点是相位短时间变化后不再变化，变速时相位不变和不变速时幅值变。初始不平衡是因转子存放不妥或动平衡试验失误所致，造成转子原始不平衡量过大。转子低速跑合时振动值就高，对升速极为敏感，振动值随升速急剧增大，在通过临界转速区域时振动剧烈，但相位始终不变，往往不得不中断运行。 主要异常振动分量为低频时如果主要异常振动分量是低频，或低频分量十分活跃，表明很可能是轴承、气流脉动两方面的故障，摩擦、松动故障也有可能。这里所讲的轴承故障，既包括油膜涡动、油膜振荡，也包括特征频率为低频但不是油膜涡动的轴承工作不良故障，如 “夹帮” 、瓦背紧力不足、瓦块摇摆性差、润滑油粘度不当、油挡偏心等引起的油膜失稳、局部摩擦故障。气流脉动故障既包括压缩机的旋转失速、喘振、进气脉动，也包括汽轮机的进汽调节脉动，还包括两者的密封流体激振（气隙激振）。某烟机催化剂结垢时的工频振动趋势图某烟机断叶片时的工频振动趋势图某合成气压缩机驱动透平试车中发生热弯曲时的波德图在振动故障诊断中，较难处理的是低频问题，是如何区分轴承、旋转失速、摩擦及松动故障。因为都是活跃、丰富的低频，都对转速比较敏感，振动本身又都具有跳动性、间歇性、突发性。区分旋转失速与轴承故障的关键是看有无气流脉动现象，具体方法为： 在压缩机出口管线上听是否有间歇性的气流脉动声； 看出口压力、进口流量是否向下波动； 看振动值的波动是否与气流脉动（及压力、流量的波动）同步； 看是否为0.50.8倍频（这是主要的）或0.10.25倍频（这是次要的）； 看轴位移是否波动。如果答案都是肯定的，可认定是旋转失速；都是否定的则是轴承故障；如果上述答案是否定的，则不大可能是旋转失速，而是轴承不良。另外，在低频成分上，二者也有所不同：轴承故障频率不可能大于0.5倍频，如果大于0.5倍频可认定是旋转失速，而小于0.5倍频则可能是轴承故障；旋转失速时伴有较丰富的各低频成份、频带较宽，而轴承故障时的低频相对较窄。旋转失速的产生原因是压缩机入口容积流量偏小，如果查明进口流量偏小、出口管网压力偏高、工质轻组份比例偏大、进口温度或压力偏低、导叶角度偏小、进口过滤器压差过大、开车升速过慢（管网升压过快）、停车降速过快等运行状况有不当变化，会使确认旋转失速变得简单、快捷。区分油膜涡动、油膜振荡、轴承不良并不困难，具体方法为： 看异常低频是否略小于工频的一半，即（0.430.48）时可确认为油膜涡动； 看异常低频是否等于转子的第一临界转速nk1，即nk1时可认定为油膜振荡； 不符合以上关系时，均属轴承工作不良或气流脉动故障。油膜振荡是在转速达到二倍第一临界转速后，油膜涡动的频率与转子的固有频率、即第一临界转速 “合拍” 而产生的共振。振荡发生时，振幅猛增，轴心轨迹发散，振动频率不再随升速变高，紧紧地咬住转子第一临界转速不变。区分出低频信号中的摩擦、松动（这里为固定部件的松动）故障的方法是： 摩擦、松动故障发生时常伴有二倍频、高频、工频分量，而油膜涡动及旋转失速故障本身不会产生高于工频的频率成分，这是主要区别点； 摩擦、松动故障的低频信号多数为1/2倍频、1/3倍频、等分数谐波，油膜涡动、旋转失速为亚异步振动，频率不存在分数谐波关系，有特定的频率段； 尽管轴心轨迹都不稳定，但形态各有不同，摩擦的轴心轨迹为锯齿状、严重时反进动，轴承及支承部件松动的轴心轨迹有方向性（转动部件松动无方向性），油膜涡动、旋转失速的轴心轨迹为大圈套小圈。 油膜涡动及旋转失速的波形杂乱、重复性差，油膜涡动严重时振幅大小间隔，反而有点规律，摩擦的波形毛糙、波峰多、较严重时有削波。 主要异常振动分量为二倍频时如果主要异常振动分量是二倍频，表明故障类型基本就是轴系热态不对中，同时也存在发生概率很小的转动部件松动以及转子横向裂纹故障的可能性。轴系不对中指的是转子轴线之间存在偏移或倾斜，不能光滑过度，具体分为平行不对中（轴线相互平行位移）、角度不对中（轴线相互倾斜构成一角度）、平行角度组合不对中（轴线相互既平移、又倾斜）三种情况。热态不对中，指的是轴系在运行状态下的不对中，并非是检修、安装时的不对中（冷态不对中）。不同型式的联轴器会因为不对中具体情况的不同，使转子在旋转一周的过程中受力的次数及方向有所不同，因而使转子产生不同的振动频率及相位差。例如，刚性联轴器平行不对中为二倍频、反相，角度不对中为工频、同相；齿式联轴器角度不对中时为二倍频、反相；金属挠性联轴器角度不对中时为n倍频（n为螺栓数，此时n为偶数）或2n倍频（n为奇数时）。由于齿式、挠性联轴器都带有中间轴（短接、套筒），相邻两转子即使是平行不对中，表现在联轴器上却都是角度不对中。因此，无论使用哪种联轴器、无论哪种不对中情况，除了刚性联轴器的角度不对中以外，大机组不对中故障的特征频率就是二倍频，往往还同时伴有工频及3倍频、4倍频、5倍频、n倍频。转动部件松动的主要特征频率是二倍频，由于松动原因与离心力相关，松动状况及产生的振动对转速变化很敏感，松动时的轴心轨迹是不稳定的。转子出现横向裂纹时，离心力使转子在裂纹处产生弯曲，每转一周裂纹处的挤压力与拉伸力各交替变化一次，转子受力变化两次，所以故障特征频率为二倍频。由于挤压力与拉伸力的大小与弯曲相关，弯曲又与离心力相关，因此横向裂纹产生的振动对转速变化较为敏感，其轴心轨迹则是一个较为规整的椭圆。区分不对中、转动部件松动、转子横向裂纹的方法是： 看升速是否敏感，不对中对升速不敏感，而松动、裂纹对升速十分敏感； 看轴心轨迹，不对中为月牙状、香蕉状、8字形且稳定，转子横向裂纹为一个较稳定、较规整的椭圆，转动件松动则不稳定； 看波形重复性，不对中好，横向裂纹较好，转动件松动差。 主要异常振动分量为其它频率时在主要异常振动分量是工频、低频、二倍频以外的其它某一个频率时，要考某汽轮机轴承发生较轻油膜涡动时的轴心轨迹图某二氧化碳压缩机发生旋转失速时的轴心轨迹图转子不对中时，轴心轨迹为月牙状、香蕉状、8字形某烟机因催化剂在气封底部堆积造成局部碰摩时前轴承（重载瓦）的轴心轨迹严重油膜涡动时的波形图、频谱图CO2压缩机高压缸旋转失速时的波形图、频谱图不对中时的波形图、频谱图虑：是不是高次谐波频率，即是不是齿轮啮合频率、叶轮通过频率、螺杆通过频率、等等；是不是滚动轴承滚动体、外圈、内圈的特征频率；是不是临界转速频率；是不是底座、基础、管道等等的固有频率；是不是50Hz；等等。如果能够与这些特定的频率对上号，那么故障原因就容易找到了。如果在频谱图上显示的频率成份很多，从低频到高频几乎各种频率成份都有，低频成分丰富，高频成分、尤其是各倍频之间极少出现的频率成份都同时较多、甚至较密时，则表明转子发生了较严重的摩擦。（2）轴位移故障原因的诊断转子轴位移异常增大时，应予以高度重视。因为转子与定子在轴向发生的碰摩，其危害程度远大于径向碰摩，对设备造成的损坏往往是灾难性的。轴位移值异常过大，主要原因是转子轴向力过大，其次是止推轴承磨损。转子轴向力的产生原因是叶轮两侧存在着压差。对汽轮机来说，蒸汽在动叶中膨胀而压力降低，在叶轮两侧形成压差。即使是冲动式汽轮机，蒸汽在动叶中仍需一定的膨胀、加速以降低流动损失。随着级数的增加，反动度（反动度动叶中焓降级总焓降）还会增大，蒸汽在动叶中的膨胀量增大，压差及轴向力也随之增大。反动式汽轮机，反动度0.5，动叶中膨胀量大，叶轮两侧的压差大。对于离心式压缩机，轮盖侧所受压力由二部分气体压力组成，一是由叶轮出口处经轮盖密封漏回到进口的气体，二是叶轮进口处的气体；轮盘侧为下一级进口处经轮盘密封漏回到叶轮出口处的气体，显然轮盖侧的压力要低于轮盘侧。为降低轴向力，结构上采用了叶轮对称布置、设置平衡盘、汽轮机轮盘开平衡孔等措施。叶轮两侧压差乘以作用面积再乘以质量流量即为该级叶轮所产生的轴向力。按各级轴向力、平衡盘反向轴向力以及联轴器附加轴向力进行矢量相加后便得到转子的残余轴向力，该残余轴向力最终由止推轴承来承担。汽轮机转子的轴向力方向始终指向排汽端，压缩机各级、各段的轴向力方向均指向进口端，各缸的轴向力方向一般设计成指向进口端。造成转子轴向力过大、即轴位移异常增大的具体原因，对汽轮机来说，有进汽压力过低、进汽温度过低、排汽压力过高、通流部分结垢、蒸汽带水以及流量过大等；对压缩机来说，则有进出口压差过大、质量流量过大、分子量过大、气体带液、轴封漏气严重、转速过低、齿式联轴器磨损严重等。其中，质量流量过大、特别是气体带液对轴向力的影响往往最大，气体带液能够造成轴位移瞬间急剧增大、止推轴承合金磨光的严重故障。 止推轴承磨损可能为自身原因或润滑不良所至，很大程度上仍可能为轴向力过大而引起。3. 故障程度的判断判断故障所形成的危害程度，对确定是否需要立即停车、能否维持运行、是否需要减负荷运行有着决定性的指导作用。在判断故障程度时，要仔细比较故障前后的有关数据、图谱，然后参照有关规范、规定及设备的历史情况加以综合判断。其中，既要考虑现在的数值，更要考虑与原正常值相比的变化倍数，关键看当前数值有无继续发展的趋势。以下仍就最常见的振动故障来举例说明。对于由转子动不平衡所引发的振动（并且为工频的幅值及相位都发生了突变），首先，应进一步查看一倍频趋势图，看振值及相位有无再次或多次发生突变。若有，表明转子发生了二次损伤、多次损伤扩大故障，故障的程度往往比较严重；若无，表明转子没有发生二次损伤，故障的程度一般较为稳定，而且在一定的时间段内不大可能再次发生强烈振动。其次，应比较故障发生前后工频幅值变化倍数的大小。通常，故障后的工频振动值小于故障前正常值的2.5倍时，可以认为，虽然转子的动不平衡状况发生了比较明显的变化，但仍可继续监视运行；故障后的工频振动值为故障前的2.5倍到3倍以上时，则表明转子动不平衡状况的变化程度非常严重，应考虑停车。（在振动评定标准、动平衡精度等级标准中，都是按照2.5倍的级差来划分等级档次的。）第三，关键的是看当前的工频振动值有无继续上升的趋势。若无上升趋势，则表明尽管转子发生了动不平衡，甚至当前的振动值也非常高，但是，转子本身的刚度较强，转子因弯曲变形而产生的弹性恢复力随变形量（即振动值）的增大也同时增大，与不平衡量所产生的离心力处于动态平衡状态，也就是说，不平衡质量矩所造成的危害程度也就仅此水平而已，振动不会再增大；若有上升趋势，即使上升的速率很缓慢、振动值并不很高、工频幅值变化倍数低于2.5倍，仍说明故障程度相当严重，从转子上掉下的质量较大，转子在不平衡质量矩的作用下仍将被继续拉弯，不平衡质量矩将继续上升，或者说转子轴承系统本身的刚度较差，弹性恢复力难以抗拒离心力，必须停车。即使是发生断叶片这样的重大设备故障，只要判断准确，处理得当，同样可以做到监视运行、待机修理。例如，某合成气压缩机驱动透平三个轴承的振动值028Ax/Ay/Bx/By/Dx/Dy，于1999年5月14日零时7分突然同时报警（报警值为30m），通频振动值由正常情况下的17/25/16/17/19/21m上升到30/52/35/42/60/80m ，而另一个轴承028Cx/Cy的振动值却略有降低，由27/19m变化为20/21m，同时低压缸发出明显异常的“嗡嗡”声。通过查看本特利TDM在线状态监测系统的相关图谱，发现转子工频振幅值、特别是相位都发生了突变，其中测点028Bx/By的工频趋势图如右图所示。从图中可以看到，尽管工频振幅值的变化倍数已达到4倍以上，但是突变后的幅值及相位变化平稳，既没有发生二次损伤扩大情况，也没有继续上升的趋势。这表明从转子上掉落的质量不是很大，不像是往往容易发生的末级、次末级长叶片断裂，故障本身具有一定的偶然性。当时诊断为汽轮机断叶片，并认为可以继续运行，但是一旦停车后必须更换转子，否则再次开车将难以通过临界转速区。对于由轴承工作不良故障而引起的振动，由于此类振动通常为间歇性的跳动，判断其故障程度主要是通过趋势图，看振动值的跳动范围、跳动的持续时间和相邻两次振动的间隔时间，最为关键的是看振动趋于平稳后，振动值能否回落到原有的正常值。若振动值的跳动范围越来越大，持续时间越来越长，间隔时间越来越短，则说明振动程度趋于严重。特别是振动值回落后高于原正常值，则表明程度相当严重，轴承合金已产生磨损或被辗应考虑停车。对摩擦故障程度的判断，一般情况下，通过波形频谱图看新增加的频率成分多不多，新频率成分的振幅值大不大。如果新频率成分不多、振幅值不大，则摩擦程度不大；反之，则摩擦程度大；如果频率成分丰富，幅值很高、甚至超过工频时，则摩擦程度相当严重。其中，高频成分相对丰富、但是幅值较低，低频成分较少，持续时间较短时，很可能是局部轻摩擦；低频成分相对密集、幅值较高，高频成分稀疏，持续时间长、甚至连续，则很可能是局部严重摩擦。判断摩擦程度是否严重，关键是通过轴心轨迹图看转子的进动方向。若为正进动，表明摩擦程度不很严重，通常为梳齿密封的齿片所产生的摩擦，不必急于停车；若为反进动，特别是正、反进动交错发生时，说明摩擦时所产生的能量相当大，故障程度相当严重，此时若振动仍在加剧，必须立即停车。在刚刚检修结束后的开车过程中，由于若干梳齿密封的间隙偏小，常常会出现摩擦，一般在通过临界转速区后，摩擦现象会自行消失。不对中故障程度的判断，除了看轴心轨迹外，还要看二倍频振动趋势图，要分辨是一开车就高、还是在开车过程中逐步变高或迅速变高、或是在运行一段时间后缓慢增高。如果是一开车就高，则为原始冷态不对中所引起，其影响程度不会变化、相对较小；如果是开车中逐步变高或迅速变高，则为管线、支座等受热不均匀而产生的热态不对中所引起，其程度相对较严重，应该迅速查找原因、及时消除或减轻；如果是在运行中缓慢、逐步增高，则为齿式联轴器磨损所引起，磨损初期影响不大，磨损后期会迅速加剧，因此在中后期要加强监视。4. 故障部位的诊断判断故障所发生的具体部位，对停车后的抢修工作有着很重要的指导作用，判断具体、准确时，可以大大缩短抢修时间，降低检修费用，为工厂创造较好的经济效益。判断时，一定要紧密结合设备的具体结构特点并参考各方面的信息加以综合考虑。例如，如果是转子动不平衡所引起的振动（并且为振值及相位均发生了突变），对汽轮机和轴流式压缩机而言大多数为断叶片（包括断铆钉头、围带、拉金）；特别对凝汽式汽轮机来说，断叶片又多数发生在末级、次末级，因为末级、次末级处于湿气区或干、湿汽过渡区，很容易产生水击、水蚀而造成叶片疲劳断裂；对轴流式压缩机，则有可能发生在处于段间冷却器后的中、高压段的首级、次首级叶片；对离心式压缩机，由于叶轮强度相对较高，除了灾难性的轴向摩擦外，叶轮很少发生断裂损坏，产生动不平衡的具体部位有转子结垢，结垢后又突然掉落一块，镶嵌的软密封突然脱落，转子内有异物（大修后开车），止推盘、平衡盘、轴套、锁母、半联轴器等旋转组件因间隙过大而产生松动等。如果是轴承工作不良所引起的振动，产生的具体部位有瓦面接触不好的形成“夹帮”，瓦块支点处磨损变形而造成的瓦块摇摆性不好，轴承合金脱胎剥落，油挡间隙小于瓦隙而与轴颈产生接触，轴颈与轴承间同轴度差，润滑油的粘度、温度、压力、流量不正常，轴承压盖无紧力等。如果是热态对中不良所引起的振动，造成的原因有两大类。一类是轴承支座升降的不均匀性而引起的，如管道力的作用、机壳变形或移位、基础的不均匀下沉，特别是轴承支座的不均匀膨胀等。实际判断时需要通过对现场的仔细勘察或检查运行参数是否发生明显变化而加以确认。另一类是联轴器本身产生缺陷。5. 故障趋势的判断判断故障的发展趋势，除了对确定是否需要停车有决定性作用外，还对如何维持运行有着具体的指导作用。应着重所发生故障的自身特点及故障发生后短时间内所呈现的特征来进行判断。例如，动不平衡和轴承工作不良所引发的振动均敏感于转速的变化，而热态不对中则对转速不敏感；动不平衡在极短的时间内会引发二次损伤扩大故障，只要不发生二次损伤和持续上升，尽管有时振动值较大，但总体振动趋势较为平稳，只要远离临界转速区，一般不会有新的发展；轴承工作不良所引发的振动具有间歇性、波动性和突发性，其发展趋势难以准确预测，只要振动发生跳动后的振值能回落到原有正常值，可以认为轴承尚未受到严重损伤，但多数情况下振动会趋于越来越强烈；热态不对中所引发的振动发展趋势通常比较平缓，特别是常有发生的轴承支座不均匀膨胀所引起的不对中振动，处理得当还可及时消除。面对故障，只要分析透彻、判断准确，正确的处理意见就会在分析、判断的过程中自然形成。基于判断要提出可靠、稳妥、切实可行的处理意见，通常需要依次明确以下问题：是立即停车检修，还是维持运行待机修理；是降低负荷维持运行，还是满负荷运行；是否需要采取哪些应急措施来维持运行；维持运行中需要监视、调整哪些主要的运行参数，具体为何值；哪些运行参数变化为何值时需立即停车；停车后的抢修项目；抢修中的重点检查内容及主要控制指标；抢修所需的时间、人员、主要备件。三、以检修质量为核心、严格搞好大修是确保大机组安全稳定运行的关键所在大机组能否实现长周期的安全稳定运行，最根本的决定性因素在于其各部件的内在性能质量，而优良的内在性能质量是通过大修来实现的。一方面，即使再好的设备，经过长时间在高温、高压、高转速下运行，轴承、密封、齿轮、联轴器、阀杆、活塞、滑阀等部件不可避免地会产生磨损或疲劳损伤，从而性能下降，需要通过检修加以恢复；另一方面，设备在设计、制造上的某些缺陷会逐渐显现出来，生产工艺流程的改造、扩能也会对机组提出新的要求，需要通过大修进行技改加以完善。因此，以提高检修质量为核心、严格做好大修全过程中的各项工作是机动科（处）长在大机组管理方面的一项最为关键的工作。1. 大机组的大修工作程序大机组的大修工作是一项较复杂的系统工程，其工作程序大致可用下面的框图加以概括：（见附图）2. 大机组检修质量的主要控制点（1）转子转子是确定大机组工作能力和运行稳定性的最