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汽轮机断叶故障诊断实例分析 　　[摘 要]针对神宁煤制油化工烃压机汽轮机双端径向轴承4个测点多次振值突变，本文介绍了故障现象，比较几次突变的异同，分享了诊断经验，提出诊断结论及运行决策，展现大型机组状态监测工作在设备管理中的作用。 　　[关键词]故障诊断、汽轮机、断叶、相位。 　　中图分类号：TK264.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0211-01 　　0.前言 　　我公司烃压机机组汽轮机，自2012年1月至2014年2月，先后8次出现过双端径向轴承4个测点振值突变、更换过3个转子。本文从突变案例背景、故障现象、分析诊断过程进行分析讨论及经验分享。 　　1.案例背景 　　该汽轮机为辛比隆反动式抽汽-凝汽式汽轮机，输出功率14512（kW），转速6400转/min，2011年4月投入运行。2012年1月16日汽轮机首次发生振值突变，故障发生时机组运行时间为5000小时左右。 　　2.故障现象 　　2012年1月16日双端径向轴承4个测点振值突变，相位有30°左右变化；1月19日再次出现突变，但相位无明显变化。2012年6月首次更换汽轮机转子（1#转子）。同年9月份及12月份，机组先后两次出现突变；与年初故障现象相似，不同在于两次突变均伴有明显振幅及相位改变。2013年7月第二次更换汽轮机转子（2#转子）。2013年10月至2014年2月又先后发生四次突变，并在2014年2月份第三次更换汽轮机转子（3#转子）。3#转子的四次突变与1#、2#转子振值突变不同的是： 　　（1） 第二次突变后，汽轮机双端径向轴承4个测点振幅降低，且数值接近第一次突变前幅值，非驱动端相位也接近第一次突变前相位。 　　（2） 第三次突变，汽轮机4个测点振幅及相位变化量又与第一次突变振幅及相位变化量大小接近。 　　（3） 第四次突变，其相位较前几次变化较小，振值进一步增大。 　　3.分析诊断 　　汽轮机3个转子先后发生过8次振值突变，突变主要频谱成份均为1X，但每次突变机组均有不同。 　　（1） 1#转子2次突变分析及结论验证 　　2012年1月16烃压缩机汽轮机双端径向轴承4个测点振动突然上升，双端X测点振幅均有明显升高，相位从90°变化到60°，振值突变主要频谱成份为1X。当时汽轮机轴承温度和轴向位移非常稳定；齿轮箱和压缩机高低压缸的振动和温度数据稳定，工作状态稳定。 　　分析振值突变产生的原因可能有：转子激振、支撑动刚度变化、转子动不平衡等原因。 　　1） 支撑动刚度变化引起振动原因的分析 　　引起机组支撑动刚度变化的原因可能有： 　　A. 前轴承箱或汽轮机后缸与机组底座连接刚度的变化而导致设备刚度的降低而引起振动加大。 　　B. 蒸汽透平连接管线应力变化，造成管线位置变化；引起蒸汽透平刚度变化振值上升。或进、排、抽汽管线因热膨胀的影响支撑管线应力变化，引起前轴承座或后汽缸猫爪与机组底座间隙的变化引起振动加大。 　　综上检查前轴承座及后汽缸猫爪与机组底座间隙、连接螺栓、管线连接情况，测得轴承座和机组底座的间隙在9-15μm间，间隙略微偏小，但未对机组造成太大影响。连接螺栓、管线连接情况检查也基本正常，未发现大的管道偏移。排除是由设备支撑刚度变化导致振值增加的原因。 　　2） 激振故障引起的振动原因分析 　　油膜振荡，一般是因为油膜刚度和阻尼的变化改变了转子的临界速度，使之发生油膜振荡并且极不稳定。因第一次振值增加后，振值稳定在30-40μm，排除油膜振荡引起的振动。 　　3） 转子动不平衡引起振动原因分析 　　A. 机组转动部件脱落，转子上转动部件脱落或转轴上的垢脱落，都有可能引起转子动不平衡的变化。 　　B. 转子碰摩弯曲或受热不均引起转子较大热弯曲导致转子动不平衡变化。 　　由于振值分量主要为1X，且突变的主要频谱成份也为1X，故可断定振动主要是转子自身动不平衡引起。但是机组是在正常工艺参数下运行，转子要突然产生较大的热弯曲，可能产生的原因有：缸体漏气或转轴严重碰磨，经过现场排查没有上述现象。 　　故认为1#转子首次突变是由于转子转动部件脱落或转轴上的垢脱落，引起转子自身不平衡。 　　2012年1月19日汽轮机双端径向轴承振值再次突增，主要频谱成份为1X，相位无明显变化；双端X测点振幅再次升高，说明转子动不平衡又发生变化。据首次突变后每天对脱盐水工艺指标加样分析，未发现超标现象；且新增不平衡量相对较大，故排除转子结垢脱落可能性。同时，未发现有明显碰擦图谱数据，故排除气封松脱可能性。认为是转子叶片断裂导致的不平衡，但是断叶产生不平衡量尚未达到机组报警值，所以怀疑断叶位置应该位于高压侧或者调节级等叶片自重较小的部位。汽轮机最终稳定振值在振动标准ISO