法律顧問：張友全律師

正文：

電廠振動測量、計算基礎及汽輪機組振動標準！

1.?常用的振動測量參數

常用的振動測量參數有振幅、振動速度(振速)、振動加速度。對應單位表示為：mm、mm/s、mm/s2。?

振幅是表象，定義為在波動或振動中距離平衡位置或靜止位置的最大位移。振幅在數值上等于最大位移的大小。振幅是標量，單位用米或厘米表示。它描述了物體振動幅度的大小和振動的強弱。系統振動中最大動態位移，稱為振幅。在下圖中，位移y表示波的振幅。振動速度反映的是振動能量的大小，振動加速度則表征的是轉子激振力的大小程度。

λ=wavelength，y=amplitude

2.?位移、速度、加速度三者的區別

位移、速度、加速度都是振動測量的度量參數。就概念而言，位移的測量能夠直接反映軸承/固定螺栓和其它固定件上的應力狀況。例如：通過分析汽輪機上滑動軸承的位移，可以知道其軸承內軸桿的位置和摩擦情況。速度反映軸承及其它相關結構所承受的疲勞應力。而這正是導致旋轉設備故障的重要原因。加速度則反映設備內部各種力的綜合作用。

表達上三者均為正弦曲線，分別有90度，180度的相位差。現場應用上，對于低速設備(轉速小于1000rpm)來說，位移是最好的測量方法。而那些加速度很小，其位移較大的設備，一般采用折衷的方法，即采用速度測量，對于高速度或高頻設備，有時盡管位移很小，速度也適中，但其加速度卻可能很高的設備采用加速度測量是非常重要的手段。

3. 現場的一般選用原則

振動位移：與頻率f無關，特別適合低頻振動(<10Hz))選用，一般用于低轉速機械的振動評定。

振動速度：速度V=Xω，與頻率f成正比，通常推薦選用，一般用于中速轉動機械(或中頻振動(10~1000Hz))的振動評定。

振動加速度：A=Vω=Xω2，與頻率f2成正比，特別適合高頻振動選用，一般用于高速轉動機械(或高頻振動(>1000Hz))的振動評定。

其中：

工程上對于大多數機器來說，最佳診斷參數是速度(速度的有效值)，因為它是反映診斷強度的理想參數，表征的是振動的能量；所以國際上許多振動診斷標準都是采用速度有效值作為判別參數。振幅相同的設備，它的振動狀態可能不同，所以引入了振速。加速度是用的峰值，表征振動中沖擊力的大小。

4. 振動速度與位移換算

其中：Sp-p為振動位移峰峰值，Vf：振動速度，A：振動幅值，f：振動頻率，n：轉子轉速。

當f＝50Hz時，振動速度與振動位移對應值見下表：

表1 振動速度與振動位移對應值

5. 汽輪機組軸承振動標準

(1) 附屬機械軸承振動標準

表2 附屬機械軸承振動標準

(2) 機組軸振動標準

國產200MW及以下機組，一般以測軸承為準，如測軸振動制造廠家無規定時，可參照下表執行。?

表3 大型汽輪發電機組軸振參考標準(雙振幅,um)

(3) 軸承振動標準

表4 軸承振動標準(雙振幅,mm)

(4)?ISO-3945振動標準

表5 ISO-3945振動標準

(5) IEC振動標準

表6 國際電工委員會IEC振動標準(雙振幅,um)

6. 我國現行的汽輪機振動標準規定

(1) 汽輪機轉速在1500r/min時，振動雙振幅50um以下為良好，70um以下為合格；汽輪機轉速在3000r/min時，振動雙振幅25um以下為良好，50um以下為合格。?

(2) 標準還規定新裝機組的軸承振動不宜大于30um。

(3) 標準規定的數值，適用于額定轉速和任何負荷穩定工況。

(4) 標準對軸承的垂直、水平、軸向三個方向的振動測量進行了規定。在進行振動測量時，每次測量的位置都應保持一致，否則將會帶來很大的測量誤差。?

(5) 在三個方向的任何一個方向的振動幅值超過了規定的數值，則認為該機組的振動狀況是不合格的，應當采取措施來消除振動。

(6) 緊停措施還規定汽輪機運行中振動突然增加50um應立即打閘停機。同時還規定臨界轉速的振動最大不超過100um。

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總結

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