06转子系统故障诊断技术概要.ppt

5）非平稳故障分析功能模块： 三维Wigner时频图分析； 谐波小波分析 小波分析 Laplace小波相关滤波分析 小波包分析 匹配追踪分析 小波包自回归谱分 Hermitian小波奇异性分析 转子系统故障诊断技术 6）智能自动诊断模块： 可识别以下12种旋转机组常见故障： 不平衡（弯曲、脱落） ；不对中 ； 油膜涡动 ； 油膜振荡 间隙激励 ； 气体涡动 摩擦 ； 动静碰摩 轴瓦碎裂 ； 转子裂纹 不等轴承刚度 ； 支座松动 转子系统故障诊断技术 分析诊断软件为汉字界面，配有在线帮助。经过短期培训，工厂操作人员可迅速掌握系统的使用。在机组出现异常时，应用智能自动诊断模块可以提供初步的诊断结论，结合系统的其它精密分析方法可进一步实现故障的确诊，为设备的预知维修提供指导性建议。智能自动诊断模块具有自学习功能，随着在现场的进一步使用，系统将提高故障识别的准确率。 转子系统故障诊断技术 兰州西固热电厂的5＃～8＃汽轮发电机组 分布式状态监测和故障诊断网络系统成功案例分析 系统投运以来，利用丰富的平稳和非平稳信号分析技术，成功地捕捉到轴瓦碎裂、支承松动、粉尘积垢、蒸汽激振、连轴器缺陷、气封摩擦、传感器失效等多起故障，为工业生产发挥了积极作用。 下面将介绍该系统捕捉到的另一起汽轮机高压缸转子径向碰摩故障。 转子系统故障诊断技术 兰州西固热电厂8号机高压缸2000年6月振动增大，机组只能低负荷运行，严重影响生产。2000年7月对该机组进行调节负荷试验，图1为整个试验过程轴瓦振动峰峰值的趋势图，表1为图1中7个时刻的主蒸汽进汽量、负荷与轴瓦振动峰峰值对应关系。 一、振动现象 图1 调节负荷试验过程振动峰峰值趋势图 转子系统故障诊断技术 表1 进汽量、负荷与振动峰峰值对应关系 从图1和表1看到，高压缸1瓦、2瓦的振动随着进汽量和负荷明显变化：当进汽量从224t/h增加到254t/h时每个测点振动突增，2#瓦垂直从23.9mμ跃到83.7mμ，随着进汽量和负荷的进一步增大，振动继续升高，在270t/h时，2#瓦垂直方向振动达到101.2mμ。 转子系统故障诊断技术 当峰峰值小于40mμ时，信号的振动频谱以工频50.78Hz及其倍频谐波为主。随着进汽量增加时，各通道频谱中开始出现幅度很大的25.39Hz频率分量及其倍频。图2(a)、(b)为高压缸2号瓦在进汽量270t/h时的频谱。 图2 进汽量270t/h时2瓦垂直方向振动波形和频谱 25.39Hz 转子系统故障诊断技术 上述现象说明高压缸的严重振动主要是25.39Hz的频率出现所致，它严格等于工频50.78Hz的一半。我们认为25.39Hz频率及其整数倍频是由高压缸转子出现了径向动静碰摩引起的，理由如下： 1）根据频谱特征，基本上可以排除油膜涡动和蒸汽激励等自激振动。油膜涡动的特征频率是工频的0.42～0.48倍，而高压缸振动频率恰好为0.5倍工频。蒸汽激励故障的特征频率等于或略低于机组一阶临界转速，而该机组的一阶临界转速为29.07Hz，显然高于25.39Hz。 二、故障原因分析 转子系统故障诊断技术 2）应用Laplace小波相关滤波法，发现信号中每2个工频周期出现1次明显冲击响应信号，其振荡频率为123.8Hz。由于信号在轴瓦处通过振动速度传感器获取，所以123.8Hz应该是轴承座的固有频率。冲击响应波形表明，只有轴承内部存在强烈的冲击激励时，才可能激发出轴承座的固有频率振动。 转子系统故障诊断技术 2）应用Laplace小波相关滤波法，发现信号中每2个工频周期出现1次明显冲击响应信号，其振荡频率为123.8Hz。由于信号在轴瓦处通过振动速度传感器获取，所以123.8Hz应该是轴承座的固有频率。冲击响应波形表明，只有轴承内部存在强烈的冲击激励时，才可能激发出轴承座的固有频率振动。 转子系统故障诊断技术 3）1990年大修时，发现高压缸转子靠近进汽端（1瓦）1.38米处弯曲达620mμ。采用加温加压法直轴，该处弯曲下降到90mμ。虽然弯曲仍然很大，但直轴时加热退火，导致转子硬度下降到设计下限，不能再进行校正。这种永久弯曲必然使转子偏心而引发过大的振动，同时，弯曲也导致转子与静止部件偏斜，使得蒸汽驱动转子时产生与转子轴线垂直的激振力，有可能激起转子横向固有频率振动，使振动进一步恶化。总之，过大的振动是将会导致动静碰摩。 转子系统故障诊断技术 4）转子径向动静碰摩是一种复杂的非线性故障，理论和试验研究表明，发生碰摩的转子振动将会出现周期2分岔，简单