1、旋轉設備振動案例分析一、水流作用引起的振動1、異常情況簡介：7號機1號、2號循環泵并列運行時，2號循環泵電機上機架振動變化不大，1號循環泵電機上機架水平振動最高達到0.17mm；站在電機上機架的平臺上有很強的晃動感，1號循環泵電機電流為185A, 2號循環泵電流為225A；兩臺泵的出口壓力均為0.22MPa。1號循環泵單獨運行時的參數：電流225227A，出口壓力0.155MPa（2號泵單獨運行出口壓力也為0.155MPa），電機上機架水平振動最大0.04mm。2、振動分析：當1號循環泵單獨運行時，電機電流，電機上機架振動，泵出口壓力均處于正常狀態。當與2號泵并列運行時，此時1號泵性能不如2號

2、泵性能好，2號泵的出口水壓對1號泵產生影響，即水力沖擊或1號泵入口產生渦流現象，1號泵的流量大幅度降低，出現1號泵在并列運行時電機上機架水平振動大和電機電流低的現象。分析原因為1號循環泵的泵體密封環與葉輪密封環由于磨損間隙過大，泵的軸套與導向橡膠軸承間隙由于磨損超標。3、結論：3個月后利用機組小修的機會對7號機1號循環泵解體檢查，橡膠軸承磨損嚴重與軸套的總間隙達2.5毫米，葉輪密封環間隙達7毫米。導葉室內積聚有許多細砂。二、由于處理缺陷工藝程序不正確引起的振動1、詳細經過2012年8月30日9時20分，1號機汽泵轉速5140r/min，機組負荷280MW，點檢員現場點檢發現汽泵振動增大，振動產

3、生的聲音也很大，用聽針進行聽診，驅動端聲音比非驅動端聲音偏大，由于振動太大，沒有聽到有摩擦的聲音，用點檢儀測定振動主要以工頻振動為主。點檢員申請降低汽泵轉速運行觀察，晚上低負荷時停汽泵檢查，當轉速降低時，振動的振幅值也在下降。8月31日4時50分停泵檢查，解體聯軸器罩發現聯軸器膜片出現多處對稱裂紋，此時由于電泵偶合器潤滑油濾網堵塞，潤滑油壓不斷降低，偶合器軸瓦溫度在不斷上升，切換濾網操作有斷油危險，為了防止發生引起停機事故，因此沒有進一步檢查，更換聯軸器膜片后恢復運行。13時15分汽泵沖轉運行，轉速在4100r/min以下時運行較穩定，振動值不是很大，汽泵繼續升速時，汽泵軸瓦的振動值隨著轉速升

4、高振幅值增加。8月30日晚上更換電泵偶合器的所有潤滑油，清理潤滑油濾網，9月1日進行第二次停運汽泵檢查，檢查發現聯軸器中心偏差較大，非驅動端軸承室油封有摩擦的痕跡。采取了更換新油封，重新調整驅動端、非驅動端軸瓦抬量和左右方向的對中，重新對聯軸器找中心。當天晚上18時沖小機運行，汽泵運行正常。2、原因分析2.1 汽泵聯軸器中心跑偏的原因分析1號機汽泵在最后一次檢修找中心后，進行了多次機械密封更換工作，由于每次都是更換單套機械密封，在更換時必須把需要更換機械密封端的軸承架拆卸下來，當汽泵的一端軸承架拆掉，另一端不動的情況下，汽泵轉子垂直支撐點為：有軸瓦一端的軸承支撐和靠近另一端某一級葉輪入口對應導

5、葉密封環的支撐。 對于更換驅動端機械密封時，雖然拆卸軸瓦時進行了解體前軸瓦抬量的記錄，但由于進行的是一端單抬，在回裝過程中由于測量的誤差和單抬的誤差，轉子中心的上下方向位置是不可能恢復到原來位置，這樣就會產生聯軸器中心上下方向相對原來的中心跑偏。轉子的左右對中，是把下瓦翻到軸頸上，進行左右旋轉，憑借手感的緊力來確定左右對中，由于在更換機械密封前后為不同檢修人員，手感緊力是不一樣的，這樣就會產生轉子左右對中位置發生變化。并且還會出現當葉輪入口與對應導葉的密封環有磨損現象時，葉輪入口外圓和導葉密封環內圓產生不規則橢圓，撤掉軸瓦時，轉子著落的左右位置要發生修前和修后左右位置發生變化，這樣就會產生聯軸

6、器中心左右方向相對原來的中心更嚴重的跑偏。在更換非驅動端機械密封，驅動端的膜片聯軸器處于連接狀態，由于存在著中心偏差，把非驅動端軸承架拆卸后，膜片聯軸器具有一定的剛性作用，轉子有可能還會出現憋勁現象，這樣就會產生轉子中心位置與檢修前發生更大的變化。2.1 非驅動端軸承室油封碰磨分析對于本次非驅動端軸承室油封發生左右方向碰磨，是由于1號機汽泵已進行了多次更換機械密封，聯軸器中心已經有較大的不同心，因此在調整非驅動端軸瓦對中時，由于聯軸器對轉子產生憋勁，以及葉輪入口外圓和導葉密封環內圓可能發生過碰磨，形成不規則橢圓，由于以上兩種原因，在進行非驅動端左右對中雖然調整合格，但回裝后非驅動端的對中不一定

7、合格，這樣就會產生油封碰磨現象。三、立式旋轉設備部件自身的激振力引起的振動1、振動劣化經過：2009年6月前，6號機2號循環泵電機上機架垂直振動一直在0.015mm以下，水平振動在0.045mm以下，運行平穩，振動數值比較穩定。在6月份的設備點檢和通過設備的劣化分析中發現電機上機架垂直振動在不斷的增大，水平振動也在增大但不太明顯，到7月份垂直振動最大可達0.08mm，水平0.06mm。2、振動的分析：根據實際的振動情況，在現場分別對電機上機架及下滾動軸承座的多個測點進行了測量。下表為振動測量值。表1 振動單位：m（mm/s）方向測點1測點2X61（1.3）15(0.46)Y68(1.56)17

8、(0.61)A72（3.43）31（1.61）注：測點1為電機上機架測點，測點2為電機下軸承座測點。X、Y為互相垂直的兩個水平方向振動值，A為軸向振動值。表中數值（）外為振動位移，（）內為振動速度。根據GB/T 6075.3-2001振動烈度在B區（2.34.5mm/s）可長期運行，在C區（4.57.1mm/s）不宜長期運行，在D區（7.1mm/s以上）不宜運行。從表1可以看到，測點1、2各方向振動位于B區，可長期運行。以上振動數值雖然符合標準，但根據現場的歷史記錄，電機上機架的垂直振動有了較大幅度的增加，并且由于垂直方向的載荷力相對水平方向大的多，振動破壞力度會更大，是屬于不安全的振動。通過

9、頻譜分析儀，對振動結果進行了頻譜分析。下面為測量的振動頻譜圖。圖1 測點1X向速度頻譜圖圖2 測點1Y向速度頻譜圖圖3 測點1A向速度頻譜圖圖4 測點2X向速度頻譜圖圖5 測點2Y向速度頻譜圖圖6 測點2A向速度頻譜圖通過分析，可以看到測點1、2的頻譜圖存在如下的特征：（1）在徑向方向占優勢的是1X轉速頻率，同時存在著高達10階以上的諧波成分，前5階成分較為明顯；（2）在軸向占優勢的是4X轉速頻率，且其數值遠遠大于基頻成分，其他成分很少。分析以上振動特征并結合現場的實際情況，6號機2號循環泵電機振動大的可能原因為：（1）徑向方向的振動頻譜為典型的機械松動特征，同時不能排除對中不良及軸瓦磨損；（

10、2）軸向4X轉速頻率（即25Hz成分）的特征，根據電機的實際結構，該成分的可能來源為推力瓦的“瓦塊通過頻率”成分，即在運行中由于某些原因導致推力瓦剛性降低。3、申請停泵解體檢查2009年8月9日申請6號機2號循環泵停泵檢查，主要檢查項目包括：泵與電機的聯軸器中心復查，導瓦間隙和空氣間隙復查，電機上機架解體拔推力頭對推力瓦檢查等。解體檢查結果：（1） 聯軸器中心圓周偏差0.09mm，端面偏差0.07mm，有輕微超標，不是主要振源。（2） 空氣間隙合格，偏差小于10%，導瓦總間隙最大0.25mm，有輕微超標，但不是主要振源。（3） 推力頭與鏡板的連接螺栓有四條松動，推力瓦塊后頂絲槽內的銀銅片有五個

11、出現脆裂，是引起振動的主要來源。采取的修復措施：把八塊推力瓦后頂絲槽內的銀銅片進行全部更換，更換了推力頭與鏡板間的絕緣墊板，鏡板與推力頭組裝后調整了鏡板平面與推力頭軸心的垂直度，其它各部位在回裝時都進行了調整合格。修復后試運現場振動測試結果：表2 振動單位：mm方向測點1（上機架）測點2（下軸承座）X（水平）0.0310.008Y（水平）0.0280.007A（垂直）0.0110.009四、典型的動靜碰磨振動1、振動概況2 號機給水泵小汽機前后軸瓦均為可傾瓦，該小汽機在大修前，振動很好。大修后啟動給水泵小汽機，出現了軸振和瓦振增大，并且振動大幅波動，沒有規律。前瓦軸振1X 波動范圍52121

12、微米，前瓦軸振1Y 波動范圍3363 微米。后瓦軸振2X 波動范圍1218 微米，后瓦軸振2Y 波動范圍1249 微米。就地實測瓦振，前瓦瓦振水平振動12 微米、垂直振動16 微米，后瓦瓦振水平振動125 微米、垂直振動46 微米。軸振是前瓦大，后瓦小，瓦振是前瓦小，后瓦大。就地做瓦振頻譜分析：就地瓦振頻譜主要是一倍頻分量，有一定的低頻分量。TN8000 系統上看，主要是一倍頻。振動波形上2Y 有點毛刺。軸心軌跡前瓦是立橢圓，后瓦是橫橢圓。振動趨勢與轉速趨勢相近。2、振動分析及處理通過分析給水泵小汽機存在動靜摩擦問題，懷疑軸彎曲。需要停給水泵汽輪機檢查處理，揭瓦檢查、揭缸檢查，必要時做動平衡或

13、直軸。申請停2號機給水泵小汽機，揭瓦檢查，前后可傾瓦沒發現異常。解體盤車時發現電機上齒輪沒傷害，主軸上盤車齒輪磨損嚴重，齒頂磨掉約23mm，四周都卷下來了。決定：暫不揭缸，更換主軸上盤車齒輪后轉動，視情況再進行處理。更換齒輪后啟動振動不大，一切正常。3、結論該小機軸振異常波動是由盤車齒輪的碰磨引起的，消除碰磨后振動恢復正常。五、熱控測量探頭振動1、振動概況2007年5月以來3號機1號給水泵汽輪機2號瓦軸振存在異常，主要現象為在轉速為5100rpm左右的區間內2號瓦軸振會從正常運行時的40um 左右突增到超過80um 的報警值，而避開這個轉速區間軸振又會恢復到正常數值。2、振動分析及處理在現場對

14、3號機1號給水泵汽輪機1、2 瓦軸振進行了測試，通過調整運行參數，使小機轉速從4900rpm 變化到5300rpm。在轉速從49005300rpm 的變化過程中，1 瓦軸振基本保持不變；2 瓦軸振則發生了較大的變化，在接近5100rpm 時振動迅速增加，在5112rpm 達到了最大值，離開這個區間則迅速減小。頻譜分析表明，2 瓦軸振變化主要表現為2 倍頻的變化，而1 倍頻則保持穩定。通過分析以上2 瓦軸振異常的特點，發現2 瓦軸振在5100rpm 附近的變化類似于通過臨界轉速的情況，而從現場了解到的情況是該轉子1 階臨界轉速在2600rpm 左右，不是臨界；而振動的變化又表現為兩倍頻的變化，屬

15、于2 倍頻共振，可能的原因為2 瓦軸振探頭的自振頻率與軸振2倍頻率靠得太近造成的探頭共振。這種情況下轉子的真實振動并不大（相鄰1 瓦軸振很穩定）。申請停運3號機1號給水泵汽輪機，對2瓦軸振探頭進行了更換，更換后上述振動異常現象再沒有出現。3、結論及評述該給水泵汽輪機 2 瓦軸振在5100rpm區間的異常增加屬于由于探頭自身安裝問題造成的自振，實際振動并不大，通過更換探頭消除了這一現象。六、轉子熱彎曲引起的振動1、振動概況該電動機系沈陽電機廠生產的交流電動機，額定功率1400kW，額定轉速3000rpm。2004 年9 月在試運過程中，該電機兩軸承振動隨運行時間持續增加，多次測試表明，電機每運行4050min 就因振動過大不得不停運。2、振動分析及處理頻譜分析顯示，電機振動以工頻成分為主。每次啟動初期振動較小，隨著時間的推移，軸承的軸向振動和徑向振動同步增大，特別是軸向振動增加的速率更快，能從開始的50um 以內