來源：因聯智慧診斷（ID：gh_7bfa6a26e890）
汽輪發電機組的振動多數屬于強迫振動，它的大小與不平衡成正比，與軸承座剛度成反比。可以用一個簡單的關系式表達
式中，A 為振幅，P 為不平衡量，k 為軸承座剛度。
膨脹不暢使軸承座與台闆之間出現間隙，導緻支撐剛度的降低。從這一點講，它與一般剛度降低的原理是相同的。差別在于：在機組運作過程中剛度是變化的，它會導緻運作過程振動的不穩定。
膨脹問題經常發生在機組長時間停機之後。長時間停機使機組完全冷卻和充分收縮，滑銷系統也容易發生鏽蝕，是以啟動後阻力增大，導緻膨脹不暢。
長時間停機後的投運過程，如果振動呈現逐漸上升的趨勢，應該将膨脹不暢作為一個疑點排查。進一步的診斷還要結合以下特點分析：
一、振幅及相位特征
膨脹不暢導緻軸承座剛度降低，起着将不平衡振動放大的作用。振動的頻率仍為50Hz。
膨脹不暢的過程中，主要反映在振幅的變化，而相位的變化相對較小。因為膨脹不暢影響軸承的剛度，而相位主要決定于不平衡的角度，剛度對相位的影響較小。
二、持續時間
汽缸的熱容量比轉子大得多，溫度的變化比轉子緩慢得多。是以，膨脹不暢時振動上升過程持續的時間長，可以達到數個小時以上。
三、趨勢特征
機組的膨脹不暢有兩種類型：一種是不可恢複的，即在運作過程中膨脹受阻始終存在，不可能自行消失，如滑銷完全卡死、管道應力、缸體熱變形都屬于這類；另一種是可以恢複的，即通過一個階段的運作可以自行消失，一般是滑銷存在暫時性的卡澀，經過運作過程膨脹力和振動的作用，可以逐漸消失。
1. 第一類膨脹不暢
如圖1(a)所示，第一類膨脹不暢的振動趨勢大體分為以下幾個階段：
初始階段，圖1(a)中曲線1部分。此時振動大體穩定，膨脹不暢的問題尚未發生。
上升階段，圖1(a)中曲線2部分。這是膨脹不暢出現和發展的階段，一般是機組投運初期。這個階段溫度變化大，膨脹量大。一旦出現膨脹受阻，便會逐漸發展，使軸承的剛度越來越低，表現為振動的持續上升。
穩定階段，圖1(a)中曲線3部分。此時機組的溫度和膨脹大體穩定下來，但已有的膨脹不暢不能消除，振動始終保持在高位。
(a) 第一類膨脹不暢的振動趨勢；(b) 第二類膨脹的振動趨勢
圖1 兩類膨脹問題
2. 第二類膨脹不暢
如圖1(b)所示，第二類膨脹不暢的振動趨勢大體分為5個階段：其中曲線1~3部分與圖1(a)對應的階段相似；曲線上的4為恢複階段，這時卡澀的部位逐漸疏通，振動逐漸降低；曲線上的5為恢複正常階段，這時振動恢複到變化前的水準。
四、振動的波動性
圖1隻表示振動的總趨勢。實際上在多數情況下，振動呈波浪式變化（波浪式上升、波浪式下降、即便處于高位也呈波動狀态），其原因在于卡澀與疏通、變形與恢複往往是并存的。比如運作初期，雖然在總體上講是卡澀越來越嚴重、剛度逐漸降低、振動增大的階段，但也存在着局部的疏通，使振動降低。是以，表現為振動總體上升，但期間又有波動。
存在膨脹不暢時，有時還會存在動靜摩擦，這也可以導緻振動的波動。
五、振動的再現性
汽缸的體積大，加熱時溫度上升緩慢，冷卻時溫度回落緩慢。由于具有這種特點，如果停機後短時間内再開機，因缸體的溫度尚未恢複到上次開機時的狀态、汽缸的變形尚未恢複，在定速時的振動将比上次定速時大。表1是兩台機組大修後定速時的低壓軸承振動情況。
表1 兩台機組大修後定速時低壓軸承的振動情況
六、軸振與座振的關系
缸體的變形引起軸承座剛度下降時，往往會表現為軸承座的振動變化大，而軸振變化不大，甚至會出現軸振小于軸承座振動的現象。
表2是XX電廠9号機組5、6号軸承的振動。該機組是東汽D029型機組，5、6号為低壓轉子軸承，每個軸承有一個座振測點和兩個軸振測點。由于低壓缸存在熱變形，運作中振動逐漸增大，但是軸振的變化遠低于軸承座振動的變化。
表2 XX電廠9号機組5、6号軸承的振動
七、與轉子熱彎曲、動靜摩擦的差別
缸體熱變形引起軸承座剛度降低、轉子熱彎曲引起不平衡的增大，這兩種故障都會表現出振動随負荷增加。但可以從以下幾個方面進行差別：
- 前者軸承座振動的變化比較明顯，而後者軸振動的變化比較明顯。
- 前者對晃度沒有影響，後者會引起轉子晃度的變化。
- 汽缸的熱容量比轉子大得多，溫度的變化比轉子緩慢得多。是以，膨脹不暢引起的振動變化過程持續時間長，可以達到數十小時以上。由轉子熱彎曲引起的振動增加過程持續時間短， 1h左右就可穩定。
- 由膨脹不暢引起的振動一般在兩次開機後有明顯的不同，因為這兩次的缸溫不同。由轉子熱彎曲引起的振動則不會，因為停機後熱彎曲會很快恢複。
- 發生動靜摩擦時振動處于連續不斷變化的狀态，而膨脹不暢存在一個振動相對穩定的階段。
- 其他特征。高（中）壓缸的膨脹不暢時，從機頭的膨脹訓示可以反映出來，而且膨脹值和振動有時會出現跳動。低壓膨脹不暢時，從脹差的異常（正脹差大）可以反映出來。膨脹不暢時，軸承座與台闆的接觸面有時可以測量出間隙的存在。
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