柴油发电机组转子不对中故障的诊断

1、QNFS-50-2 型 2 发电机组是神火铝电有限责任发电厂的重要设备，2004 年 3 月初线路检修后投入运行时，突然产生了较大的异常振动。为迅速查出该发电机组的故障和振源，确定其严重程度及是否需要立即停机修理，我们使用河南狮鼎股份生产的 DCPS08A 数据采集与分析处理系统进行了检测，其发电机组测点简图见图 1。汽轮机的型号为 N508.832，通过刚性联轴器与发电机相连，转速为 3000r/min。一、检测对比分析2004 年 3 月 4 日，在图 1 所示的各测点上检0c57f3e 发电机厂家 测，经与机组运行正常时的 2004 年 2 月 26 日检测结果对比发现，测点 2 和 3

2、 处的振值显著增加，且测点 3 处振值增加量大于测点 2 处振值增加量。因此，选测点 3 的检测结果予以分析。鉴于测点 3 的振动速度有效值在水平、垂直、轴向三个方向上，呈现有 V 水平V 轴向V 垂直的规律性，为此特以测点 3 水平方向的检测结果进行对比分析。1.时域图分析由图 2 可见，机组运行正常时，测点 3 时域图上显示最大振动速度有效值 VRMS=0.7mm/s，时域波形呈现为比较规则的正弦波；而在图 3 中，发电0c57f3e 发电机厂家 机组运行正常时的规则正弦波受到了破坏，其波形呈现转子工频?r 和 2?r 的叠加波形，其波形上半周呈现出明显的 M 型，最大振动速度有效值VRM

3、S=5.6mm/s，是发电机组正常振值的 8 倍。据有关资料介绍，对于具有明显特征的波形，可直接用来对设备故障作出初步判断。分析波形有助于区分不同故障。一般说来，单纯不平衡的振动波形基本上是正弦式的；单纯不对中的振动波形比较稳定、光滑、重复性好，呈现“M”型；转子组件松动及干摩擦产生的振动波形比较毛糙、不平衡、不稳定，出现削波现象；而自激振动，如油膜涡动、油膜振荡等，振动波形比较杂乱，重复性差，0c57f3e 发电机厂家 波动大。由图3与图 2的时域波形和振动速度有效值的对比，结合波形分析法中的规律特征，初步判断是发电机组转子不对中。2频域图分析由图 4 可见，发电机转子的转频为?r=48.8

4、Hz（频率分辨率为 5Hz），其对应振动速度有效值VRMS=0.3mm/s；2 倍频 2?r=97.7Hz，其对应振动速度有效值为 VRMS=0.1mm/s；3、4、5 等高次谐波所对应的振动速度有效值均小于 0.1mms。在图 5中可见，转子的 2?r、3?r 倍频处，其对应的振动0c57f3e 发电机厂家 速度有效值均增加为 VRMS=1.3mm/s；在工频?r 和4?r 处对应的振值均为 VRMS=0.9mm/s。可见振动异常时转子 2 倍频处的振值是正常值的 13 倍；其它倍频处的振值也较正常时高数倍。转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。轴颈在轴承中偏斜称为轴承不对中，其本身

5、不会产生振动，主要影响到油膜性能的好坏。在转子不平衡情况下，由于轴承不对中对不平衡的反作用，可出现工频径向和轴向振动。机组各转子之间用联轴器连接时，如未处在同一直线上，称为轴系不对中。通常所说不对中多指轴系不对中。用刚性联轴器连接的转子，不对中时往往既有轴线平行0c57f3e 发电机厂家 位移，又有角度位移，所受力既有径向交变力又有轴向交变力，因而会产生 2 倍频径向振动和轴向同频振动。依据图 5 和图 4 的对比结果，参照转子不对中故障时的振动特征，结合 2 发电机组测点 3 处频谱特征主要表现为转子转频的两倍，且伴有一次及高次谐波，可判断发电机组转子不对中。二、故障诊断结论和振源分析1诊断结论根据以上时域图和频域图的分别对比分析，可推断发电机组转子存在不对中故障，即发电机转子0c57f3e 发电机厂家 与汽轮机转子轴系不对中。参照 ISO23721974 （E）振动烈度评定标准，其振值跨人注意区，无需立即停机检修，但应加强监护。2振源分析及验证造成轴系不对中的原因除有设计和安装问题外，运行中的许多因素也会导致产生新的不对中：（1）超负荷运行改变了机组的受力状态和热状态；（2）热机保温不良使基础变形不均；（3）环境条件改变，如地基受雨季影响和环0c57f3e 发电机厂家 境温度变化过剧等；（4）软地脚，即指机组地脚不在同一平面内，或者机器固定在不均匀的底板上，拧紧定螺栓后