一、前言
　　
　　为了汽轮发电机组的安全运行，电力部热工研究院成功地开发“ZJZ—1型”、“ZJZ—2型”和“ZJZ—3型”汽轮发电机组振动监测和故障诊断系统及“NBZJZ—1型”、“NBZJZ—2型”和“NBZJZ—3型”便携式多通道振动数据采集和分析系统，被国务院列为“八五”期间重点推厂科技成果项目。现已在100多台汽轮发电机组上使用，该系统工作具有良好的稳定性、可靠性，用户使用放心。对现场监测和处理各种汽轮发电机组振动很有帮助。为了更方便地为远方电厂及时诊断和处理发生的各种振动，在此基础上，又开发“远程汽轮发电机组振动分析和故障诊断中心”。通过远程通讯将发电厂机组的振动故障信息及时传送到电力部热工研究院振动故障诊断中心，该中心迅速分析振动数据，将其结果和处理意见返回电厂，从而及时采取有效措施消除振动故障，避免振动故障扩大和发生严重事故。从而大大提高机组可用性；降低维修费用；延长设备寿命等，并为周期预防性维修改为予知性的维修制，提供了有效的监测手段。这对提高企业经济效益和社会效益都有重要意义。
　　
　　现将远程汽轮发电机组振动故障诊断中心运作以来，所做的几例振动故障诊断简要介绍如下。
　　
　　二、应用实例
　　
　　1．双辽电厂1号机振动远程分析和故障诊断
　　
　　1．11996年12月22日双辽电厂1号机振动故障诊断
　　
　　双辽电厂1号机系哈尔滨生产的300MW机组，轴系结构如图1所示。
　　
　　1996年12月22日大修后第五次启动中速暖机（2000r／min）时振动随时间增加，并超过报警值，该机组安装了电力部热工研究院生产的ZJZ—2型汽轮发电机组振动监测和故障诊断系统。“ZJZ—2型”系统保存了整个振动故障的发展过程，并作“摩擦的振动诊断”。但当时现场人员还不太清楚摩擦发生的部位，为此通过远程通讯传递了有关振动数据，其分析结果示于图2—3。从图2-3可以看出，5轴和6轴在2000r／min时，振动不断增加，认为在发电机转子发生径向动静摩擦。经过对发电机检查，发现发电机铁芯边段气隙隔板中橡胶皮与大轴磨擦，把橡胶皮割掉重新启动后振动恢复正常。
　　
　　1．21997年11月26日双辽电厂1号机远程振动分析和故障诊断
　　
　　1997年11月26日16：00-1997年11月27日8：00双辽电厂1号机先后二次出现振动超限的故障。双辽电厂及时把情况告知电力部热工研究院，通过远程通讯及时把有关数据传送到电力部热工研究院，其数据分析和振动故障诊断结果如下：
　　
　　图4为1997年11月26日16：00-1997年11人27日8：00双辽电厂1号机振动趋势图。图5为]997年11月27日5：30时双辽电厂]号机振动波形，频谱和三维频谱图。从图4可以看出，1997年11月26日下午16：15分左右至17：15左右双辽电厂1号机负荷约为300MW，但轴系振动有较大变化。3号瓦振动从32μm逐渐增加至65μm，2号轴Y方向振动从42μm逐渐减少至22μm，3号轴Y方向振动从80μm逐渐增加至180μm，4号轴Y方向振动从30μmn逐渐增至117μm。
　　
　　1997年11月26日下午17：15—17：45左右，双辽电厂1号机负荷仍保持不变约为300MW，但轴系振动有较大变化。3号瓦振动从65μm逐渐减少至30μm，2号轴振动从；22μm逐渐增加至38μm，3号轴Y方向振动逐渐从180μm减至80μm，4号轴Y方向振动逐渐从117μm减少至22μm，恢复至原来的振动水平。
　　
　　1997年11月26日晚21：00左右，双辽电厂1号机开始降负荷，至22：30分左右从300MW降至200MW，然后保持在200MW运行。1997年11月27日早3：20分左右又开始升负荷，4：50分左右负荷升至270MW。这时3号瓦、6号瓦、2号瓦、3号、4号轴Y方向振动均逐渐增加，3号瓦振动从38μm逐渐增加至65μm，6号瓦振动从28μm逐渐增加至31μm，2号轴Y方向振动从30μm逐渐增至88μm，3号轴Y方向振动从82μm逐渐增加至230μm，4号Y方向振动从25μm逐渐增加至230μm。这时双辽电厂1号机又降负荷至200MW，运行大约35分钟后3号瓦振，6号瓦振、2号、3号、4号轴Y方向振动又逐渐恢复至正常值。
　　
　　从图5可以看出，当振动增大时3号瓦、3号和4号轴Y方向振动的频谱成份主要为1X。
　　
　　从以上分析可以看出，各振动变化是逐渐增大，然后逐渐减少而后恢复正常。振动频谱成分主要为1x分量，其振动为摩擦振动，发生摩擦轴段系为低压转子。摩擦的部位有二种可能，一种可能为低压转子的轴段汽封或隔板汽封，另一种可能为低压转子叶片顶部汽封发生摩擦。当由于摩擦把接触处摩掉后，振动又恢复正常。
　　
　　1．31998年1月7日双辽电厂1号机启动时振动大，远程故障诊断
　　
　　1998年1月7日双辽电厂1号机启动时振动超限，升、降速时振动波特图示于图6。从图6可以看出，在300r／min时，3瓦垂直，3轴x和3轴Y方向振动随时间增加；降速时，各测点过临界的振动都明显增加。降速时3瓦zui大振动为230μm，3轴X和3轴Y的zui大振动为240μm和420μm。从图中看出，摩擦发生在低压转子，具体部位有二种可能，一种是仅在轴封.隔板汽封，处发生摩，另一种是叶片顶部围带与隔板摩，并进而引起轴封和隔板汽封处发生径向动静摩擦。
　　
　　经停机揭缸检查，发现低压转子末级叶片顶部围带确定有摩，后把靠发电机侧的叶片围带去掉。
　　
　　1．41998年1月19日双辽电厂1号机振动超限远程故障诊断
　　
　　1998年1月19日双辽电厂1号机振动超限。电厂及时与我们，并通过远程通讯把振动数据传送到热工研究院。其分析结果示于图7。
　　
　　根据远程通讯传来的振动数据，我们对双辽电厂1号机组元月19日带负荷过程振动变化及频谱特征进行了分析，振动增大是从19日5：00的240MW至5：44的260MW负荷工况,主要反映在3号、4号轴承。其中3号轴承瓦振由30μm左右增大至zui大值60μm左右，3号轴承X、Y方向轴振分别由70μ和65tμ增大至150μm和90μm左右，4号轴承Y方向轴振由30μm左右增大至150μm左右。250Mw左右负荷工况时振动值zui大，然后随着负荷增大，振动逐渐减小。6：00以后，机组振动恢复正常，此外，振动增大时3号瓦振，3号和4号轴承轴振的振动频谱以基频分量（1X）为主。
　　
　　从分析中可以看出，各有关轴承振动变化先是逐渐增大，然后又逐渐减小而恢复正常，且振动频谱成份主要为1X分量，故判其振动为摩擦振动，可能是带负荷过程中低压转子发生了动静碰摩。发生动静摩擦的位置有二个可能，一个是在汽封处，另一个可能是在叶片顶部汽封与隔板摩、轴封或隔板汽封处均发生碰摩。
　　
　　双辽电厂曾于1998年元月份，停机检查发现低压末级围带有摩，有的围带铆钉被摩掉，这也进一步说明以上诊断是正确的。
　　
　　2．宜宾发电总厂X号机远程振动故障分析和诊断
　　
　　宜宾发电总厂X号机为东方200MW机组，启动时振动超限。通过远程通讯采集有关数据，其分析结果视于图8-10。
　　
　　（1）从图8可以看出，在机组负荷不变的条件下，振动随时间而变化。在1997年7月4日早8：00-8：45时，5瓦和6瓦振动不断增加，振动增量由摩擦引起。
　　
　　（2）图9和图10为1997年7月2日-1997年7月4日，几次升、降速时，5瓦和6瓦振动波特图。从图9和图10可以看出，降速过临界转速时的振动均大于升速过临界转速时的振动。这是由于摩擦引起轴弯曲，从而使轴系平衡状态变化。
　　
　　（3）从以上分析说明振动变化由摩擦引起，从振动变化趋势分析，摩擦为轴封和轴发生摩擦。
　　
　　电厂在7月6日揭缸检查发现轴封有摩的痕迹。经放大轴封间隙、控制运行使轴封摩掉，并在低发对轮加少量不平衡，振动问题得到解决。
　　
　　3．清镇电厂5号机远程振动分析和故障诊断
　　
　　清镇电厂5号机系50MW机组，1997年4月21日启动时，振动超限。通过远程通讯把ZJZ—1型系统存储的有关振动数据送到热工研究院振动故障诊断中心。远程通讯数据振分析结果不于图11和表1-2，分析结果如下：
　　
　　（1）1997年4月21日启动时，当转速达3000r／min附近时，振动超限。从图11中清镇电厂五号机升速时的1瓦水平（1瓦-）通频，2瓦垂直（2瓦+）和2瓦水平（2瓦-）通频的振动值可以看出，当转速在3000r／min）时，1瓦水平（1瓦-）振动增加约18μm，2瓦垂直（2瓦+）和2瓦水平（2瓦-）振动分别增加50μm和35μm。
　　
　　从图11升、降速过临界的振动变化可以看出，降速时过临界的振动明显地增加，从以上可以看出，4月21日启动时振动超限的原因是径向摩擦引起的。
　　
　　（2）表l、表2为1997年4月21日启动时振动值，从表1、表2也可以看出在定转速下振动增加明显，这是由径向摩擦引起的。
　　
　　机组停机后，经低速盘车再次启动，在升速过程中，不再出现振动随时间增加的现象，但2瓦垂直方向振动仍偏大。
　　
　　4．清镇电厂5号机组远程振动平衡处理
　　
　　由于5号机组满负荷后，2瓦振动仍偏大，电厂希望做动平衡以降低其振动。根据远程通讯的振动数据计算，从西安给出在末级叶轮加重336克，方向为180。电厂按此加重后，2瓦振动降低，解决了五号机的振动问题，减少停机时间至少2—3天，其直接经济效益和社会效益是很明显的。
　　
　　5．蒲城电厂2号机远程振动故障诊断
　　
　　蒲城电厂2号机为罗马尼亚的330MW机组，1997年12月底新机启动。在1500r／min中速暖机时，发电机后瓦振动随时间慢慢增加，从15μm增加到70μm。从由热工院生产的NDZJZ—2型系统分析可知，振动分量主要为3倍频分量，从而排除为动静摩擦或摩瓦振动故障可能性，分析为结构共振。现场经改变转速从1500r／min升至1800r／min后，6瓦振动马上降低，3X分量也逐渐消失。从而减少了一次停机。
　　
　　三、经济效益和社会效益分析
　　
　　从以上应用实例说明，由于在电厂各机组安装了电力部热工研究院制造的汽轮发电机组振动监测和故障诊断系统，并建立远程振动分析和故障诊断中心，具有明显的经济效益和社会效益。
　　
　　1．及时预告故障的存在和发展，使检修人员及时制定检修计划，缩短检修时间，降低维修费用，避免盲目制定检修项目。例如：双辽电厂1号机发生振动故障时的信息全部保存，从而明确知道故障轴段为低压转子。在停机时仅检查低压转子，并准确找到末级叶片围带发生摩擦，减少盲目停机2次，减少检修周期2—3天。其直接经济效益近500多万元。
　　
　　2．及时捕获故障信息，减少为寻找机组振动原因而重复做的启停机试验。提高故障诊断准确性。例如双辽电厂1号机在1996年12月26日启动中发生摩擦。系统捕获故障整个发展过程，又通过远程故障诊断中心确定摩擦位置在发电机，很快消除振动，减少启、停机至少1—2次，提前2—3天发电，直接经济效益为300多万元。
　　
　　3．减少找动平衡时机组的启、停机次数。
　　
　　例如：清镇电厂5号机的动平衡，通过远程通讯获取机组振动数据，在西安给出加重块，减少停机时间2—3天，直接经济效益近百万元。
　　
　　（编者注：由于篇幅有限将图、表省略，有需要者请与热工院黄秀珠）