对于各种旋转设备而言，转子不平衡是最常见的一种故障。据统计，接近70%的机组故障是由于转子不平衡或不平衡引发的其它故障。仅在2018年第2季度，在沈鼓云服务已验证的故障诊断事件中，就有18起为转子不平衡类故障。
所谓的不平衡就是转子质量沿旋转中心线的分布不均匀，转子在高速运行过程中受到离心力的作用，由此引起的机器振动或产生的其它问题称为不平衡故障。按照不平衡发生的过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡等几种情况。
下表为2018年第2季度沈鼓云服务中心诊断的不同设备出现不平衡类故障的汇总：
（1）对于原始不平衡类故障，其发生的主要原因一般是由于转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差。
当转子出现原始不平衡类故障时，其时域波形接近标准正弦波形态，频谱中主要以1X为主，其它谐波频率成分幅值较低；当工作转速一定时，振动的相位稳定；转子的轴心轨迹图呈椭圆形，涡动特征为同步正进动；振动随转速变化较为明显，随其它参数变化不太敏感。
（2）对于渐变不平衡类故障，其故障发生的原因主要与机组运行、维护或介质特性有关，转子被腐蚀、磨损或出现不均匀的结垢、脱落等现象；如由于蒸汽品质不良，在汽轮机叶片上经常出现钙、镁及硅类物质沉积在叶片上形成垢；而对于乙烯装置中的裂解气压缩机、甲醇装置中的合成气压缩机、硝酸四合一装置中的氧化氮压缩机等，由于其气体介质特性，也经常在叶轮表面和流道内出现结垢现象；对于烟汽轮机，由于催化剂粉尘结垢导致机组振动变大，影响机组运行的案例发生的更多。
当转子出现渐变不平衡类故障时，其振动特征一般表现为：在一段时间内，振值呈缓慢上涨的趋势，偶尔还会有小幅跳变（向上或向下）的现象；变化的特征频率主要以1X为主，1X相位随之同步小幅变化。对于汽轮机，有时随着通流面积的减小，轴向力增加，轴位移或推力轴承温度也会随之缓慢小幅变化，其轮室压力往往也会增加。
（3）对于突发性不平衡类故障，大多是由于转子受疲劳应力作用，造成转子的零部件（如压缩机叶轮、汽轮机的叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。此类故障往往在汽轮机上出现的概率较高，给设备的安全运行带来一定影响。
当转子出现突发性不平衡类故障时，其振动值在短时间内（一般是秒级或毫秒级）突然大幅升高，随后振值会稳定在一个较高的新水平上；变化的特征频率主要以1倍频为主，1X相位也会同步发生改变；振值突变时刻，其波形图中，在某几个周期内波峰或波谷处幅值出现瞬间增大，随后波形呈稳定的正弦波形态，频谱图中1X幅值占比可达80%以上；机组停机过程中，通过临界转速区间时，其共振峰值与以往停机时比较明显增大，再次启机可能会因为振动超标而导致冲临界失败，机组无法正常起机运行。
若转子存在不平衡类问题，机组长时间运行可能会出现由于转子挠曲变形，振动过大可能会使轴承、密封磨损、干气密封损坏，甚至导致转子出现疲劳断裂的现象。一旦机组出现不平衡类问题时，要找出不平衡的原因，尽快消除转子不平衡的影响因素，确保机组安全、稳定的运行。
【后记】不平衡类故障只是大型旋转机械转子若干常见故障中的一类，对于其他类型的故障，我们在《大型旋转机械转子常见故障》这门课程中进行了系统的讲解。
*研讨班课程表
注：本产品面向中高级设备管理人员，在拥有多年设备管理经验的基础上，对管理理念有一定的认知，希望通过培训和交流深化自身对流程效率提升、设备风险管控等方面的理解。
产品价值：
1.交流行业最新发展趋势。
2.共享行业内先进经验。
3.拓宽最新发展理念。
联系客服
