黄埔发电厂3号机组是上海汽轮机厂生产的N125-135／550／550型汽轮机，连接QFS-125-2型双水内冷发电机。
该机组在运行中发现3号瓦(汽轮机低压缸后瓦)垂直方向振动逐渐增大，并且随负荷变化，在停机前已超过50μm；同时，3号瓦、4号瓦(发电机前瓦)轴向振动剧烈，其最大值达到100μm；振动状况已经严重影响了机组的安全生产。
1 机组轴系及振动信号的测量
该机组汽轮机采用三支撑结构，汽轮机低压转子和发电机转子采用半挠性联轴节连接，其轴系结构如图1。
图1 机组轴系及振动测点布置示意图 在机组停机检修前，我们对机组振动状况作了全面的测量，经历满负荷工况、滑参数减负荷工况以及解列停机工况，在线测量了1～7号瓦的振动参数瞬态变化过程。振动测量系统如图2。图2 振动监测系统示意图 采用9200系列速度传感器直接自机组轴承取振动信号。键相信号从汽机保护系统7200TSI上并联。振动信号经过数据采集单元208DAIU处理后送入ADREforwindows诊断系统进行分析。2 故障的诊断
2.1 振动故障的特征
分析整个测量过程的数据，振动主要表现以下3个特征：
a)振动随着负荷的降低而降低。图3列出了机组从负荷125MW减至空负荷时，3号瓦垂直方向振动的变化趋势。图3 3号瓦减负荷、停机过程垂直方向振动变化趋势图 b)频谱分析显示，振动以1倍频分量为主，但含有较为明显的2倍频分量，如图4所示。图4 3号瓦减负荷、停机过程垂直方向振动级联图 c)3号瓦垂直方向的振动伴随着3号瓦、4号瓦剧烈的轴向振动，且当垂直振动降低时，轴向振动亦明显改善。
2.2 振动故障的诊断及处理
基于以上特征分析，认为引起3号瓦振动的主要原因在于低压转子与发电机转子中心不正。在揭缸的检修工作中证实了诊断推理。机组检修前后中心状况如图5。图5 汽轮机低压转子对发电机中心转子 按照检修规程，低电中心的对中要求是零对零，而在检修中发现已出现95μm上张口和90μm的不同心度。经重新调整恢复中心后，消除了振动故障。检修前后3号瓦振动状况如表1。表1 检修前后3号瓦振动状况(125MW) μm 垂直方向水平方向轴向方向检修前5025104检修后182048
3 中心不正导致振动故障的机理
3.1 95μm上张口
张口的存在，使得联轴器平面发生偏斜，其简化结构如图6(a)。两个转子连接后不成一条直线，相当于转子弯曲，在转动时，会产生不平衡离心力，导致激振力增大，使得振动1倍频分量增大，这种情况类似于质量不平衡。
3.2 90μm的不同心度
汽轮机低压转子与发电机转子不同心如图6(b)，当转子高速旋转时，产生力偶形式的振动，对相邻两轴承分别施加一个反相的力，相当于每转一圈对轴颈施加两次作用力，从而产生2倍频分量。因此，2倍频分量的出现在许多场合是作为中心不正故障诊断的判据。图6 转子中心不正 另外，由于上张口的存在，在联轴器连接后，相当于轴被迫产生弯曲，在轴颈与轴瓦之间的油膜压力随着轴颈的每一周转动而发生变化，从而形成正比于工作转速的力矩，导致轴承座的摆振(如图7)，其轴向分量就是轴向振动。在故障诊断学中，联轴器两侧轴承座的轴向振动也是常常作为不对中故障的判据之一。图7 中心不正对油膜压力的影响4 结论
在全面测量机组振动状况的基础上，结合分析机组的结构，从机组振动随负荷变化情况、振动信号频谱特征以及相邻轴承的振动情况，准确地诊断出汽轮机低压转子与发电机转子不对中是3号瓦垂直振动及3号瓦、4号瓦轴向振动剧烈的原因，节省了维修时间，节约了维修费用，从根本上解决了问题，取得了良好的效果。 参考文献
［1］吉林热电厂.高压汽轮机检修［M］.北京：水利电力出版社，1979
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