汽輪發(fā)電機(jī)組及給水泵、風(fēng)機(jī)等是化石燃料電廠中的核心設(shè)備。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不僅涉及設(shè)備本身的運(yùn)行壽命、維護(hù)成本和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，而且關(guān)系到廣大供電用戶的日常生產(chǎn)和生活。汽輪發(fā)電機(jī)組等設(shè)備是高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行中不可避免地會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)超過(guò)限值時(shí)，就會(huì)影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)部件產(chǎn)生疲勞損傷，過(guò)大的振動(dòng)有時(shí)還可能使機(jī)組發(fā)生災(zāi)難性的毀機(jī)事故。因此，振動(dòng)作為衡量機(jī)組可靠性的主要安全性指標(biāo)尤為重要，它是機(jī)組設(shè)計(jì)制造、安裝檢修和運(yùn)行維護(hù)水平的綜合反映。振動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制是電廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)。當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備發(fā)生較大振動(dòng)時(shí)，如何識(shí)別振動(dòng)故障、查找振動(dòng)原因、及時(shí)進(jìn)行消振處理，并取得滿意的效果，是電廠和振動(dòng)專業(yè)技術(shù)人員一直關(guān)心的問題。為此，迫切需要掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障診斷和治理技術(shù)。汽輪發(fā)電機(jī)組等旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)故障診斷和治理技術(shù)是一門應(yīng)用工程學(xué)科，涉及振動(dòng)力學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)測(cè)量、振動(dòng)故障診斷和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)等諸多領(lǐng)域。20世紀(jì)80 年代以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外眾多高等院校、科研機(jī)構(gòu)、電力試驗(yàn)院所、專業(yè)化公司及廣大電廠的共同努力下，該學(xué)科得到迅速發(fā)展，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。應(yīng)用振動(dòng)故障診斷與治理技術(shù)，已成功解決了汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的絕大多數(shù)振動(dòng)問題，在保證電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用。然而，引起振動(dòng)的原因很多，既有機(jī)械方面的因素，也有熱和電方面的因素，甚至還有流體方面的因素。有些故障的振動(dòng)特征比較類似，往往造成有些機(jī)組振動(dòng)故障的識(shí)別相對(duì)困難，認(rèn)識(shí)上容易產(chǎn)生爭(zhēng)議，對(duì)個(gè)別振動(dòng)故障的機(jī)理仍沒有徹底搞清。

事實(shí)上，直到當(dāng)前，現(xiàn)場(chǎng)仍有一些機(jī)組疑難振動(dòng)問題的診斷和處理花費(fèi)了大量的時(shí)間和費(fèi)用，有時(shí)還走彎路，這些其實(shí)都是對(duì)振動(dòng)故障認(rèn)識(shí)不夠準(zhǔn)確或采取的處理方法不妥造成的。隨著當(dāng)前大量大型高參數(shù)、大容量機(jī)組的在役運(yùn)行，遠(yuǎn)距離輸電采用交流串補(bǔ)、特高壓直流輸電等新型輸電技術(shù)，風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能使用的變頻調(diào)速技術(shù)，以及適應(yīng)電網(wǎng)靈活性調(diào)度需要的機(jī)組深度調(diào)峰等運(yùn)行方式，使汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備頻出一些以往相對(duì)少見的振動(dòng)問題，如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈膨脹受阻、次同步諧振和次同步振蕩、轉(zhuǎn)子橫向裂紋等故障，給振動(dòng)故障診斷和治理工作帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。因此，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)故障診斷與治理技術(shù)仍需要在理論研究和工程實(shí)踐中不斷發(fā)展和完善。

近些年來(lái)，發(fā)生的數(shù)起由于次同步諧振故障和變頻器電流諧波故障在極短時(shí)間內(nèi)引起汽輪發(fā)電機(jī)組大軸裂紋事故和風(fēng)機(jī)組轉(zhuǎn)軸斷裂事故觸目驚心，損失重大。因此，扭振問題應(yīng)引起足夠的重視。對(duì)多起轉(zhuǎn)子裂紋故障的診斷過(guò)程發(fā)現(xiàn)，實(shí)際轉(zhuǎn)子裂紋引起的振動(dòng)特性與傳統(tǒng)教科書描述的有一定差異，并沒有出現(xiàn)典型的2 倍頻振動(dòng)等特征。當(dāng)前在許多火電機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行的背景下，如何根據(jù)異常振動(dòng)特征識(shí)別轉(zhuǎn)子裂紋故障尤重要。過(guò)去十余年，已有數(shù)十臺(tái)機(jī)組因內(nèi)應(yīng)力大等轉(zhuǎn)軸材質(zhì)缺陷引起汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生漸變式彎曲故障，造成機(jī)組不穩(wěn)定振動(dòng)和振動(dòng)超限。在漸變式彎曲故障振動(dòng)的識(shí)別和治理工作中的一些經(jīng)驗(yàn)需要總結(jié)。變頻改造后，立式泵組在某個(gè)（或數(shù)個(gè)）轉(zhuǎn)速下的結(jié)構(gòu)共振、發(fā)電機(jī)定子和端蓋軸承振動(dòng)，以及空冷島風(fēng)機(jī)和橋架等振動(dòng)也是較常見的問題，對(duì)該類振動(dòng)問題處理有時(shí)也很棘手。風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等葉片流體機(jī)械在一些運(yùn)行工況下出現(xiàn)流體誘發(fā)的振動(dòng)問題，如汽蝕、紊流、旋轉(zhuǎn)失速、喘振等，呈現(xiàn)出特殊的振動(dòng)現(xiàn)象和頻譜特征，這些輔機(jī)的振動(dòng)問題一定程度上影響機(jī)組的出力和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。此外，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組同步自換擋離合器（SSS）不對(duì)中引起的振動(dòng)、振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中聲學(xué)干擾引起的測(cè)量誤差等也是近些年來(lái)出現(xiàn)的問題，個(gè)別故障的識(shí)別和治理也走了不少?gòu)澛贰Ｉ鲜稣駝?dòng)問題在以往專業(yè)書籍中涉及的相對(duì)較少，有些振動(dòng)機(jī)理或振動(dòng)特征也未能清晰闡明，特別是針對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)子現(xiàn)場(chǎng)案例分析較少。這些內(nèi)容都是作者試圖闡述和彌補(bǔ)的。

本書主要為推廣火電廠汽輪發(fā)電機(jī)組等旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析、故障診斷和治理的實(shí)用技術(shù)而編寫的。目的是為了使讀者更好地了解電廠汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行中存在的各種振動(dòng)故障、產(chǎn)生的原因和重要的振動(dòng)特征，以及消除和控制振動(dòng)的基本方法。書中闡述了振動(dòng)基礎(chǔ)概念，旋轉(zhuǎn)機(jī)械橫向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的理論分析和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析技術(shù)，以及轉(zhuǎn)子和軸系動(dòng)平衡理論和現(xiàn)場(chǎng)軸系平衡策略和技巧。在分析各種振動(dòng)故障機(jī)理、振動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重介紹振動(dòng)故障診斷技術(shù)及其應(yīng)用方法和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大量現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)故障診斷分析處理實(shí)例，力求讀者能夠容易理解和方便掌握。由于很多故障相互聯(lián)系，有一定的因果關(guān)系，很難做到單獨(dú)分析，因此有些實(shí)例中提到的問題是一些綜合因素共同作用的結(jié)果，如轉(zhuǎn)子彎曲、聯(lián)軸器連接偏差、轉(zhuǎn)子橫向裂紋與質(zhì)量不平衡，聯(lián)軸器連接偏差與軸系振動(dòng)穩(wěn)定性，動(dòng)靜碰摩與轉(zhuǎn)子熱彎曲，機(jī)械松動(dòng)與共振，以及扭振沖擊與聯(lián)軸器連接偏差等，它們都有直接或間接的聯(lián)系。書中所列舉的振動(dòng)分析和處理實(shí)例，絕大部分是作者從幾十年來(lái)負(fù)責(zé)或參與處理過(guò)的千余臺(tái)機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備振動(dòng)故障中挑選出來(lái)的，還有少部分是從國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表的刊物和資料上選取的。這些故障分析和處理實(shí)例驗(yàn)證了書中所闡述的振動(dòng)故障診斷和治理技術(shù)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障診斷和治理是涉及面廣、復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)。

在許多方面，本書只是做了拋磚引玉的介紹，要進(jìn)一步掌握和理解則需要更多專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐。本書盡可能地涵蓋火電廠旋轉(zhuǎn)機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)遇到的各種振動(dòng)問題，并盡量以通俗文字闡述和說(shuō)明。希望本書對(duì)從事電廠旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)專業(yè)方面的初學(xué)者有很好的指導(dǎo)和幫助，對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員提供有用的參考，并期望讀者能夠共享作者長(zhǎng)期從事旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障診斷和治理工作積累的經(jīng)驗(yàn)。能完成本書的寫作，要感謝國(guó)內(nèi)眾多電廠給予西安熱工研究院有限公司和作者本人的大力支持和協(xié)助。他們的信任使我們有機(jī)會(huì)負(fù)責(zé)和參與大量國(guó)內(nèi)汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備振動(dòng)故障，尤其是一些疑難振動(dòng)故障的分析和處理。這些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐使我們受益匪淺，積累了豐富的振動(dòng)故障診斷和治理經(jīng)驗(yàn)，并能在本書中呈現(xiàn)大量現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備振動(dòng)故障分析和處理實(shí)例。西安熱工研究院有限公司振動(dòng)所一起工作的同志參與了本書介紹的部分振動(dòng)故障診斷分析實(shí)例的處理工作。在此，對(duì)他們的辛勤勞動(dòng)表示深切謝意。

本書的出版得到西安熱工研究院有限公司專項(xiàng)基金的資助，特在此致謝。限于作者的水平和經(jīng)驗(yàn)，且編寫時(shí)間匆促，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。