大型旋转机械故障诊断案例集

前言S8000系统为阿尔斯通创为实技术发展（深圳）有限公司开发的新一代大型旋转机械状态监测系统，该系统现已被越来越多的石化、电力、冶金企业所使用，并成为设备管理人员对大机组管理、诊断的得力助手。本案例集收集了近三年内，使用S8000系统进行的部分诊断案例，并按案例类别进行了大概的整理，供各企业设备管理人员参考；由于原诊断报告篇幅过长，在本案例集中对原报告进行了一些删剪，以方便阅读，如需对某案例进行更详细了解，请与创为实公司联系；由于我们的水平有限，可能的失误难免存在，欢迎批评指正。阿尔斯通创为实技术发展（深圳）有限公司2007年9月目录1叶片断裂类案例........................................12油膜涡动类故障.......................................353磨擦类故障...........................................564垢层脱落故障.........................................645电气干扰类故障.......................................746动平衡不良类.........................................887通过相关性分析发现工艺量设置类问题...................958转子热弯曲..........................................102故障诊断案例集11叶片断裂类案例1.1某厂04年09月27日空压机断叶片故障诊断分析故障状态描述：此厂空气压缩机组K1202/KT1202于2004年9月27日发生空压机驱动透平振动突然增大事故，以下把故障发生过程中各图谱的变化情况列举如下：通频值振动趋势图（2004-09-2712:01:5至2004-09-2715:36:5的历史数据和灵敏监测数据）从上面的趋势图上可以很清楚的看出，该机组在9月27日的12：18：09时振动瞬间突发性升高，同时，振动的相位也发生了明显的变化，其振动能量主要是集中表现在工作频率上。这些都意味着透平转子出现了故障，产生了极大的不平衡。故障诊断案例集2126V035A波形频谱图（事故发生瞬间的整个过程）上图为某一测点事故发生瞬间整个过程的波形频谱图，从图中可以看到转子物质脱落前的4个周期的振动波形、脱落开始的瞬间波形变化以及脱落后的振动慢慢趋于稳定的系列过程，这一瞬间不仅其振动的幅值有大幅度的增大，而且其相位的变化也较明显。透平入口事故发生瞬间的轴心轨迹图诊断分析结果：通过对S8000系统所捕捉到的数据的分析，我们认为这次故障是因为透平转子上有部件掉落，如叶片突然断裂或围带、拉筋、铆钉脱落，因而瞬间造成了一个很大的不平衡，引起振动在短时间内突然上升。故障诊断案例集3建议在暂时不能停车的情况下，尽量稳定转速和负荷，避免二次事故的发生。在发生其它小故障的时候，应尽量避免停车，以免开不起来。现场的操作工在发现透平有异常的时候，应及时打闸停车。根据透平目前的状况，认为还是尽快停车检修为好，在检修的时候，同时要注意检查联轴节及轴承的工作情况。停机检查结果：该机组坚持运行到10月14日大修，检查发现。第6级断叶。故障诊断案例集41.2某厂04年06月24日主风机断叶片故障诊断分析故障状态描述：本厂于2004年6月24日主风机叶片断裂，事故发生的过程我们能从以下的图谱中来获得：XE－100A波形频谱图（事故前一秒）XE－100A波形频谱图（事故发生时）上图为测点XE－100A在事故发生前和发生时的波形频谱图，从中可以看到不仅其振动的幅值有大幅度的增大，而且其相位的变化也较明显。故障诊断案例集5XE－100A振动参数列表上图为风机某一测点XE－100A在事故前后的振动参数列表，可以看出，风机各测点在事故发生过程中通频值变化，先急剧增大后又减小，各谐波幅值与相位的变化情况也明显展示在这张表里。主风机前轴承轴心轨迹图（事故发生时）故障诊断案例集6主风机后轴承轴心轨迹图（事故发生中）以上两图是事故发生过程中主风机前后轴承轴心轨迹所发生的变化，当事故发生的一瞬间，轴心轨迹直径突然增大并呈螺旋状向外延伸。XE－100A波形频谱图（事故发生中）上图是某一测点在事故发生中的波形频谱图，同一机组上其他测点的状况也同样如此。故障诊断案例集7烟机后轴承轴心轨迹图（事故发生两个月后）上面这张轴心轨迹图是在2004年8月31日的监测实时情况，从中可明显看到已出现了较为严重的多圈绕动现象，说明该轴承的油膜涡动现象已经处于非常严重的情况，需给予足够的重视，并建议在适当的时候安排对该轴承进行检查与维修。诊断分析结果：通过S8000强大的监测与记录功能，可以及时完整地捕捉到叶片断叶事故在发生前、发生中及发生后的详尽、完整的数据，对事故的分析与处理以及维修的决策提供了强大的技术支持。另外在运行中也可及时看到一些故障的苗头，为决策者提供了准确无误的信息，从而能够对设备做到预知保养与维修。现场调整结果：现场调整润滑油压后烟机轴承的涡动消除。故障诊断案例集81.3某厂05年08月03日烟机断叶片故障诊断分析故障状态描述：该烟机于2005年8月3日上午9时39分振动值突然增大，工厂果断停车，并立即要求进行诊断。调出s8000系统的图谱历史数据，我们看到：烟机四通道事故发生前后的振动趋势图（通频值）烟机四通道事故发生前后的振动趋势图（一倍频）故障诊断案例集9烟机四通道事故发生前后的振动趋势图（二倍频）以上的三张图谱是烟机四个通道在发生事故的前后各倍频振动趋势的一个变化情况。经查通频趋势图，烟机两端轴承4个方向的振动值于9时39分12秒由正常运转下的15~30微米同时剧烈上升到197~222微米；另查探头间隙电压未见异常，仪表无问题。机组确实发生了强烈振动。查一倍频趋势图，工频幅值不仅同时增大，更重要的是相位同时发生突变。转子发生了由机械脱落而引起的动不平衡。尽管二倍频也同时产生了大幅度的增高，特别是西端南很高，但是通过4个频谱图，但还是可以明显看到还是工频相对变化更大，二倍频是由烟机转子强烈振动而产生的不对中所引起的。故障诊断案例集10再来对比烟机某一通道事故前后的波形频谱图：事故发生前烟机A通道波形频谱图事故发生后烟机A通道波形频谱图故障诊断案例集11主风机的振动趋势在事故发生时也发生了急剧的变化：主风机一通道事故发生前后的振动趋势图同样来对比主风机某一通道事故发生前后的波形频谱：事故发生前烟机A通道波形频谱图故障诊断案例集12事故发生后烟机A通道波形频谱图烟机一轴承事故前后的轴心轨迹图对比如下：事故发生前烟机一轴承轴心轨迹图故障诊断案例集13事故发生后烟机一轴承轴心轨迹图诊断分析结果：烟机转子发生了由机械脱落而引起的动不平衡，再结合烟机特点诊断为烟机断叶片，同时内部伴有动静部分的摩擦。建议，更换转子，检查轴承的状况，检查转子与内部隔板及气封的损坏情况并加以修复。现场调整结果：用户开盖检查，确实断叶片。故障诊断案例集141.4某厂05年03月16日空压机断叶片故障诊断分析故障状态描述：2005年3月16日下午，接某公司技术人员的电话通知，该厂空气压缩机组因故障而停车，要求对所采集到的机组的振动数据作一诊断和分析。我们立即通过远程监测浏览信息的方式，调出该压缩机组发生故障前、后的振动数据。下面就一些与此次故障有关的数据，做一简要的说明。图一是空气压缩机组3、4级在事故发生前、后共十分钟内测点VI-1103A和VI-1104A的通频振动趋势图。图一从图一可以看出，机组的突发性强烈振动是发生在15：33′39″，而且首先是发生于VI-1103A。而VI-1104A几秒钟之后才随着升高。故障诊断案例集15图二是测点VI-1103A在事故前、后的振动参数列表。图二从图二上就看的更加清楚了，突发性的强烈振动就是在15：33′39″发生在空气压缩机3级叶轮的振动测点VI-1103A上。图三是测点VI-1104A在事故前、后的振动参数列表。图三从该图上来看，空气压缩机4级振动测点VI-1104A的突发性强烈振动发生的时间要比3级振动测点要晚一些。故障诊断案例集16图四是3级振动测点VI-1103A在事故发生后停车过程中的波形频谱图。图四从图四上可以看到，当空气压缩机组发生突发性强烈振动并引起连锁动作使机组跳闸后，3、4级转速已经降到比较低的情况下，振动的工频能量依旧非常高。图五是4级振动测点VI-1104A在事故发生后停车过程中的波形频谱图。图五故障诊断案例集17结合图三、图四、图五就可以看出，空气压缩机4级振动测点VI-1104A的强烈振动发生的比VI-1103A要稍晚且随转速下降的却相对较快。图六是空气压缩机1、2级振动测点在强振发生前、后的通频振动趋势图。图六图七是空气压缩机组第1级振动测点VI-1101A在强振前后的振动参数列表。图七故障诊断案例集18图八是空气压缩机组第2级振动测点VI-1102A在强振前后的振动参数列表。图八从图六、图七、图八上我们看到，空气压缩机1、2级的振动测点VI-1101A、VI-1102A突发性强烈振动是发生在15：33′54″左右。比VI-1103A发生的时间要晚10″以上。至于其波形频谱图就不一一列出了。图九是空气压缩机组第5、6级四个测点在故障前后的通频振动趋势图。图九故障诊断案例集19图十是空压机5级振动测点VI-1105A在故障前后的振动参数列表。图十图十一是空压机5级振动测点VI-1105B在故障前后的振动参数列表。图十一故障诊断案例集20图十二是空压机6级振动测点VI-1106A在故障前后的振动参数列表。图十二图十三是空压机6级振动测点VI-1106B在故障前后的振动参数列表。图十三从图九到图十三我们也可以看到空气压缩机第5、6级的四个振动测点VI-1105A/B、VI-1106A/B突发性强烈振动是发生在15：33′52″以后。比3级振动测点VI-1103A发生的时间也要晚10″以上。至于其波形频谱图就不一一列出了。故障诊断案例集21图十四是空压机5级轴承在其自身发生强振前某一时刻的轴心轨迹图，图十五是空压机5级轴承在其自身也发生强振时某一时刻的轴心轨迹图。图十四图十五从图十五上，我们发现空压机5级轴承的轴心轨迹出现了反进动的现象。图十六是空压机6级轴承在其自身发生强振前某一时刻的轴心轨迹图，图十七是空压机6级轴承在其自身也发生强振时某一时刻的轴心轨迹图。图十六图十七从图十七中，我们也同样发现在空压机6级轴承的轴心轨迹也出现了反进动的现象。诊断分析结果：就目前所捕捉到的数据来看，此公司空气压缩机组在2005年3月16日的15：33′39″，首先在3级（振动测点VI-1103A）发生了突发性的强烈振动，机组随即连锁停车，在停车的过程中引起了空压机其它各级随后也发生了强烈的故障诊断案例集22振动。由于强烈振动是突发性的，事前并没有任何征兆，而且振动的能量又完全集中在工频能量上，所以我们认为是首先在3级的叶轮上突然有东西脱落，例如叶片断裂或轮盘破裂，造成了3、4级转子的极大的不平衡，因此而产生了强烈的振动，并由此而影响和带动了其它转子也紧随其后发生了强烈的振动。在空压机5、6级轴承的轴心轨迹里出现了反进动的现象，这说明，在发生强烈振动的时候还伴随有摩擦现象。其它各级轴承由于传感器不全，无法形成轴心轨迹，所以无法判断是否也存在反进动现象，但是，按照一般的经验来看，发生了这么强烈的振动，在内部可能也都存在着动、静部分的摩擦现象。我们建议，除空压机3级要彻底检修之外，其它各级包括轴承也应加以详细的检查。在此同时对该空气压缩机组最近一个月的运行数据进行浏览和分析发现没有什么特别重要的变化，且运行的数据都比较平稳。此次故障是突发性的，也是无法预测的。现场检查结果：故障诊断案例集23故障诊断案例集241.5某电厂300MW汽轮发电机组断叶片故障诊断分析故障状态描述：振动趋势图振动趋势图（放大显示）诊断分析结果：2003年1