汽轮机振动分析实战：频谱图里藏着的设备

汽轮机振动分析实战：频谱图里藏着的设备

火电厂汽轮机的振动分析是判断设备健康状况的"听诊器"。啥是频谱图？简单说，就是把汽轮机振动信号按频率分解，看看各个频率的振动能量有多大。这活儿看似复杂，其实就像医生听心跳，正常的心跳有正常的节奏，异常的心跳就说明身体可能出问题了。今天咱聊聊如何通过频谱图，解读汽轮机那些不能说的秘密，帮你拿下振动故障分析这个硬骨头。

频谱图长啥样 

频谱图就是横坐标是频率，纵坐标是振幅。简单吧？但真干起来可不简单。

看个例子：

频率(Hz) | 振幅(μm)

---------|---------

10       | 5

20       | 15

30       | 3

40       | 2

50       | 25

这数据画出来就是频谱图。50Hz 那个峰值最高，说明这个频率的振动最强。一般情况下，转子不平衡会在 1 倍转速频率出现峰值。50Hz 正好是咱们国家工频，对应 3000rpm 转速，这是常见的汽轮机运行转速。

看频谱图就像找规律，要培养"图感"。刚开始可能觉得一脸懵，看多了就能从峰值找到故障的蛛丝马迹。

常见故障的频谱特征 

不同故障在频谱图上有不同表现，就像不同的人有不同的指纹。

转子不平衡：1 倍转速频率有个大峰值，振幅稳定。这个好理解，就像洗衣机里衣服分布不均匀，转起来就晃。

轴系不对中：1 倍和 2 倍转速频率都有峰值，有时候还有 3 倍峰值。这个故障很讨厌，既伤轴承又耗电。

轴承磨损：这个有意思了，会出现高频成分，而且有时候还会有调制频率。简单说就是"沙沙沙"的声音里混着有规律的"咚咚咚"。

温馨提示：别光看峰值大小，峰值的相对关系和出现位置更重要！峰值变化趋势也很关键，一个慢慢长高的峰值比一个稳定的峰值更值得警惕。

实战分析步骤 

采集振动数据：用测振传感器采集数据。传感器位置很重要，一般放在轴承座上，确保方向正确。采集时间也别太短，至少采一分钟以上，不然可能采不到故障特征。

设置分析参数：采样频率设为最高期望频率的 2.56 倍（这是规矩）。比如想分析到 500Hz，采样频率至少得 1280Hz。

观察特征频率：

设备转速频率：额定转速 ÷60

电源频率：50Hz（国内）

临界转速：通常在启停记录里能找到

对比历史数据：单次测量看不出问题，得跟以前比较。有时候，振幅涨了一倍，但还在允许范围内，也得重视。

来个案例：

某 300MW 机组，#1 轴承垂直方向振动突然从 25μm 涨到 40μm。频谱图上 1 倍转频峰值从 15μm 涨到 32μm，2 倍和 3 倍转频峰值基本没变。

这啥情况？典型的转子不平衡。因为只有 1 倍频峰值明显增大。处理方法就是平衡校正，可能是叶片积垢或者脱落导致的。

误区与技巧 

别想着一张频谱图就能判断所有问题，那是不可能的。振动分析是门手艺活，需要结合趋势图、波形图、相位图一起分析。

有个低级错误：看到哪个频率振幅大就认为那是故障频率。错！正常运行的设备也有主频率，比如 1 倍转速频率通常就挺大。关键是看变化和特征组合。

还有，轴向位移增大跟振动频谱的变化一起看，能发现很多问题。有时候轴向位移异常但振动正常，可能是推力轴承的问题；有时候两者一起变，可能是汽流激振或者转子弯曲。

学习振动分析，不光要懂理论，还得多看案例，多积累经验。理论告诉你现象，经验告诉你原因。

频谱图里藏着设备的秘密，只要你会"听"，它就会"说"。我干了这么多年，还是经常被新情况挑战，这就是振动分析的魅力所在。振动分析不是目的，保障设备健康运行才是。听懂了设备的"语言"，才能做好预防性维护，避免"大动干戈"。