CN112557039B - 运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，包括以下步骤：S1、获取振动特征信息；S2、判断异常振动的主振频率是否为基频；S3、判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于设定值；S4、判断振动的主振频率是否为2倍频；S5、判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小；S6、判断一定转速时振动数值的大小；S7、判断轴振是否远大于瓦振。本发明在异常振动发生时，先获取振动特征信息，之后对振动特征与相关运行参数进行耦合分析，最终给出机组异常振动的原因，实现了对汽轮发电机组异常振动的智能诊断，提高了诊断的准确性。

Description

运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法

技术领域

本发明涉及汽轮发电机组振动测试与故障诊断技术领域，更具体涉及一种运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法。

背景技术

汽轮发电机是指用汽轮机驱动的发电机。振动是汽轮发电机组的“体温计”，它直接反映了汽轮发电机组安全稳定运行状况，当振动超过规定限制时，就会影响发电机组的安全稳定运行，过大的振动有时还可能引起发电机组发生灾难性的事故。当机组出现较大振动时，如何诊断振动故障、查找振动原因、及时进行振动处理，是电厂技术人员和振动专业人员一直关心的问题。

20世纪80年代以来，在国内外众多高校、科研机构、电力试验研究院所、专业化公司以及广大电厂的共同努力下，振动测试与故障诊断技术得到迅速发展，并取得了长足的进步。目前，有关汽轮发电机组振动的智能诊断专家系统已开始应用于工程实际，但是现有的智能诊断专家系统受到振动特征与振动故障不是一一对应的关系，以及专家系统自身的设计缺陷——只是对机组的振动信号进行分析处理，没有考虑其它运行参数的影响，导致现有的智能诊断专家系统存在诊断结果不确定、不准确的问题，这也是制约智能诊断专家系统得以推广应用的根本原因。

因此，迫切需要一种在现场容易实施、计算科学、诊断准确的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，以解决现有智能诊断专家系统诊断不确定、不准确的问题，以通过对机组异常振动时的主要运行参数与振动特征进行耦合分析，给出造成机组异常振动的原因，实现智能诊断，提高诊断的准确性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，包括以下步骤：

S1、获取振动特征信息；

S2、判断异常振动的主振频率是否为基频；

如果异常振动的主振频率是基频，则判断振动的幅值和相位否存在的跳变，如果不存在跳变，则判断转子是否为规定转速，如果转子不为规定转速，则依次判断振动是否与各相关运行参数有关，得出各相关运行参数所对应的异常振动原因；各相关运行参数包括：有功负荷、机组背压、膨胀、胀差、瓦温、主汽温度、轴封温度、无功负荷、密封油温度；

如果异常振动的主振频率不是基频，则同时进行步骤S3-S7来对异常振动原因进行判断；

S3、判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于设定值；如果是，则判断振动是否与高调门的开度有关，得出相应的异常振动原因；如果不是，则进行步骤S4；

S4、判断振动的主振频率是否为2倍频；如果主振频率是2倍频，判断异常振动是否发生在并网瞬间，得出相应的异常振动原因；如果主振频率不是2倍频，则进行步骤S5；

S5、判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小，根据频率振动峰值的大小，得出相应的异常振动原因；

S6、判断某一转速时振动数值的大小是否符合设定值；如果符合，则对振动频率的频率成分进行分析，得出相应的异常振动原因；如果不符合，则进行步骤S7；

S7、判断轴振是否远大于瓦振；如果是，则造成异常振动的原因是支撑系统刚度不足；如果不是，则判断结束。

进一步优化技术方案，所述步骤S1中，振动特征包括：1倍频、2倍频、3倍频的振动幅值，以及1倍频的相位。

进一步优化技术方案，如果异常振动的主振频率是基频时，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、判断振动的幅值和相位否存在的跳变，如果有跳变，则认为造成异常振动的原因为转动部件飞脱，如果没有跳变，则进行步骤S22进行判断；

S22、判断转子转速是否为3000r/min；如果转子转速不是3000r/min，则判断转速与振动之间的关系，根据转速与振动之间的关系来确定异常振动原因；如果转子转速是3000r/min，则同时进行步骤S23-S211来对异常振动原因进行判断；

S23、判断振动是否与有功负荷有关；如果振动与有功负荷有关，判断振动随负荷变化是否有时间滞后，确定相应的异常振动原因；如果振动与有功负荷无关，则进行步骤S212；

S24、判断振动是否与机组背压有关；如果振动与机组背压有关，则判断背压变化期间轴瓦温度是否有变化，确定相应的异常振动原因；如果振动与机组背压无关，则进行步骤S212；

S25、判断振动是否与膨胀有关；如果振动与膨胀有关，则认为造成机组异常振动的原因是汽缸完全膨胀引起的动静碰摩或支撑刚度的下降；如果振动与膨胀无关，则进行步骤S212；

S26、判断振动是否与胀差有关；如果振动与胀差有关，则认为造成机组异常振动的原因为机组受热后动静间隙的改变引起的动静碰摩；如果振动与胀差无关，则进行步骤S212；

S27、判断振动是否与瓦温的有关；如果振动与瓦温有关，判断振动是否随瓦温的升高而减小，随瓦温的降低而增大，如果是，则认为造成机组异常振动的原因是轴瓦顶隙超标或轴瓦载荷过低，如果不是，则认为造成机组异常振动的原因是轴瓦润滑不良；如果振动与瓦温无关，则进行步骤S212；

S28、判断振动是否与主汽温度有关；如果振动与主汽温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是转子接触冷汽引起的转子热弯曲；如果振动与主汽温度无关，则进行步骤S212；

S29、判断振动是否与轴封温度有关；如果振动与轴封温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是转子接触冷汽引起的转子热弯曲；如果振动与轴封温度无关，则进行步骤S212；

S210、判断振动是否与无功负荷有关；如果振动与无功负荷有关，则确定造成机组异常振动的原因是发电机转子热弯曲；如果振动与无功负荷无关，则进行步骤S212；

S211、判断振动是否与密封油温度有关；如果振动与密封油温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是密封瓦碰摩；如果振动与密封油温度无关，则进行步骤S212；

S212、判断振动是否与有功负荷、机组背压、膨胀、胀差、瓦温、主汽温度、轴封温度、无功负荷、密封油温度均无关；

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是油档积碳引起的动静碰摩，或是油档处装有毛毡引起的动静碰摩，或是碳刷引起的动静碰摩，或是莫顿效应引起的轴颈与轴瓦的碰摩；

如果不是，则同时进行步骤S3-S7来对异常振动原因进行判断。

进一步优化技术方案，如果转子转速不是3000r/min时，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221、判断振动是否随着转速的升高而增大，随着转速的降低而减小，转速不变振动也不变，振动具有再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子存在一阶不平衡质量；如果不是，则进行步骤S222；

S222、判断振动是否先随着转速的升高而增大，超过某一转速后振动开始随转速的升高而减小，之后又随着转速的升高而增大，降速相反，转速不变振动也不变，振动具有再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子存在二阶不平衡质量；如果不是，则进行步骤S223；

S223、判断转速不变时振动是否仍然爬升，并且相同转速工况降速时的振动是否明显大于升速时的振动；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子与静止部件发生了动静碰摩；如果不是，则同时进行步骤S23-S211来对异常振动原因进行判断。

进一步优化技术方案，如果振动与有功负荷有关时，所述步骤S23具体包括以下步骤：

S231、判断振动随负荷变化是否有时间滞后；如果振动随负荷变化无时间滞后，即基频振动的幅值或相位为阶跃式变化，进行步骤S232；如果振动随负荷变化有时间滞后，进行步骤S233；

S232、判断振动是否发生在1、2号轴瓦；如果是，则认为造成机组异常振动的原因是汽流引起的轴瓦稳定性的降低；如果不是，则确定造成机组异常振动的原因是联轴器发生错位；

S233、判断2倍频振动是否发生明显增大；如果2倍频振动发生了明显增大，则认为造成机组异常振动的原因是转子产生裂纹；如果2倍频没有增大，则认为造成机组异常振动的原因是由于转子材质的原因导致的转子产生热弯曲，或是布莱登汽封闭合引起的动静碰摩，或是转子中心孔进油。

进一步优化技术方案，如果振动与机组背压有关时，所述步骤S24具体包括以下步骤：

S241、判断背压变化期间，轴瓦温度是否有变化；如果瓦温有变化，则认为造成机组异常振动的原因是背压的改变导致轴系标高变化，进而引起轴瓦稳定性的降低；如果瓦温没有变化，则认为造成机组异常振动的原因是真空变化导致的动静碰摩。

进一步优化技术方案，所述步骤S3具体包括以下步骤：

判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于30％，如果是，进行步骤S31，如果不是，则进行步骤S4；

S31、判断振动是否与高调门的开度有关；如果振动与高调门开度有关，则进行步骤S311；

S311、判断负荷是否为0；如果不是，则确定造成机组异常振动的原因是汽流激振，如果是或者振动与高调门开度无关，则确定造成机组异常振动的原因是油膜失稳。

进一步优化技术方案，所述步骤S4具体包括以下步骤：

判断振动的主振频率是否为2倍频，如果振动的主振频率为2倍频，则进行步骤S41，如果不是，则进行步骤S5；

S41、判断异常振动是否与发生在并网瞬间；如果是，则认为造成机组异常振动的原因是不平衡电磁力引起的异常振动，如果不是，则进行步骤S411；

S411、判断振动是不是随着转速升高而增大，随着转速的降低而减小，转速不变即振动也不变，并且振动具有再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是轴系中心不良，如果不是，进行步骤S412；

S412、判断振动是否先随着转速的升高而增大，超过某一转速后振动开始随转速的升高而减小，之后又随着转速的升高而增大，降速相反，转速不变振动也不变，振动具有再现性；如果是，则认为造成机组异常振动的原因是固定轴振传感器的探杆共振，如果不是，则进行步骤S5。

进一步优化技术方案，所述步骤S5中，判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小，如果基频与2倍频之间的频率振动峰值大于等于30μm，则确定造成机组异常振动的原因是测量装置的共振，如果不是，则进行步骤S6。

进一步优化技术方案，所述步骤S6中，判断300r/min时振动数值是否大于等于90μm，如果是，则进行步骤S61，如果不是，则进行步骤S7；

S61、判断振动频率是否含有基频、2倍频、3倍频频率成分，如果是，则确定造成机组异常振动的原因是轴径的测量面光洁度精度不够，如果不是，则确定造成机组异常的原因是联轴器晃度大，或中心不良引起的晃度大。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明为一种在现场容易实施、计算科学、诊断准确的方法，对汽轮发电机组异常振动时的润滑油温、有功负荷、无功负荷、高调门开度、转速、主汽温度等主要运行参数与振动数据进行耦合分析，克服了以往专家诊断系统只是对机组的振动信号进行分析处理，没有考虑其它运行参数的影响，而造成对现场振动故障诊断不准确的缺点。并且本发明给出了造成机组异常振动的原因，实现了对汽轮发电机组异常振动的智能诊断，提高了诊断的准确性。

附图说明

图1为本发明的逻辑判断图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，在异常振动发生时，先获取振动特征信息，之后对振动特征与相关运行参数进行耦合分析，最终给出机组异常振动的原因。结合图1所示，本发明包括以下步骤：

S1、获取振动特征信息。

当机组出现异常振动时，对振动数据进行测试、分析与处理，获取异常振动时的振动特征，获取振动特征后，进行步骤S2。

步骤S1中，振动特征包括：1倍频、2倍频、3倍频的振动幅值，以及1倍频的相位。

S2、判断异常振动的主振频率是否为基频。基频振动与通频振动的比值大于等于70％，即认为基频为主振频率。

如果异常振动的主振频率是基频，则判断振动的幅值和相位否存在的跳变，如果不存在跳变，则判断转子是否为规定转速，如果转子不为规定转速，则依次判断振动是否与各相关运行参数有关，得出各相关运行参数所对应的异常振动原因；各相关运行参数包括：有功负荷、机组背压、膨胀、胀差、瓦温、主汽温度、轴封温度、无功负荷、密封油温度。

如果异常振动的主振频率不是基频，则同时进行步骤S3-S7来对异常振动原因进行判断。

如果异常振动的主振频率是基频时，步骤S2具体包括以下步骤：

S21、判断振动的幅值和相位否存在的跳变。

当幅值的变化率大于等于15μm/s，相位的变化率5°/s，即认为幅值、相位有跳变。

如果有跳变，则认为造成异常振动的原因为转动部件飞脱。转动部件可能为叶片、联轴器、挡风板等部件。

如果没有跳变，则进行步骤S22进行判断；

S22、判断转子转速是否为3000r/min。

2998r/min～3002r/min均认为转速是3000r/min。

如果转子转速不是3000r/min，则判断转速与振动之间的关系，根据转速与振动之间的关系来确定异常振动原因；如果转子转速是3000r/min，则同时进行步骤S23-S211来对异常振动原因进行判断。

如果转子转速不是3000r/min时，步骤S22具体包括以下步骤：

S221、判断振动是否随着转速的升高而增大，随着转速的降低而减小，转速不变振动(包括基频振动的幅值、相位)也不变，振动具有很好的再现性。

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子存在一阶不平衡质量；如果不是，则进行步骤S222。

S222、判断振动是否先随着转速的升高而增大，超过某一转速后振动开始随转速的升高而减小，之后又随着转速的升高而增大，降速相反，转速不变振动也不变，振动具有很好的再现性。其中，转速不变振动也不变中的振动不变指的是基频振动的幅值、相位不变。

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子存在二阶不平衡质量；如果不是，则进行步骤S223。

S223、判断转速不变时振动是否仍然爬升，并且相同转速工况降速时的振动是否明显大于升速时的振动。

如果此时，有降速工况，则判断相同转速工况降速时的振动是否明显大于升速的，如果没有降速工况，则不判断相同转速工况降速时的振动是否明显大于升速的，相同转速工况降速时的振动比升速时的振动所大的数值超过10μm，即认为明显大于。

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子与静止部件发生了动静碰摩；如果不是，则同时进行步骤S23-S211来对异常振动原因进行判断。

S23、判断振动是否与有功负荷有关。有功负荷变化超过10MW，即认为与有功负荷有关。

如果振动与有功负荷有关，判断振动随负荷变化是否有时间滞后，确定相应的异常振动原因。

如果振动与有功负荷无关，则进行步骤S212。

如果振动与有功负荷有关时，步骤S23具体包括以下步骤：

S231、判断振动随负荷变化是否有时间滞后。

如果振动随负荷变化无时间滞后，即基频振动的幅值或相位为阶跃式变化，进行步骤S232。幅值变化率大于等于10μm/s，相位变化率大于等于3°/s，即认为是阶跃式变化。如果振动随负荷变化有时间滞后，进行步骤S233。

S232、判断振动是否发生在1、2号轴瓦。

如果是，则认为造成机组异常振动的原因是汽流引起的轴瓦稳定性的降低；如果不是，则确定造成机组异常振动的原因是联轴器发生错位。

S233、判断2倍频振动是否发生明显增大。

如果2倍频振动发生了明显增大，则认为造成机组异常振动的原因是转子产生裂纹。2倍频振动变化量超过20μm，即认为发生明显变化。如果2倍频没有增大，则认为造成机组异常振动的原因是由于转子材质的原因导致的转子产生热弯曲，或是布莱登汽封闭合引起的动静碰摩，或是转子中心孔进油。

S24、判断振动是否与机组背压有关。背压变化超过1kPa，即为振动与背压有关。

如果振动与机组背压有关，则判断背压变化期间轴瓦温度是否有变化，确定相应的异常振动原因；如果振动与机组背压无关，则进行步骤S212。

如果振动与机组背压有关时，步骤S24具体包括以下步骤：

S241、判断背压变化期间，轴瓦温度是否有变化。轴瓦温度变化超过1℃，即为轴瓦温度发生变化。

如果瓦温有变化，则认为造成机组异常振动的原因是背压的改变导致轴系标高变化，进而引起轴瓦稳定性的降低；如果瓦温没有变化，则认为造成机组异常振动的原因是真空变化导致的动静碰摩。

S25、判断振动是否与膨胀有关。机组膨胀变化超过1mm，即认为振动与膨胀有关。

如果振动与膨胀有关，则认为造成机组异常振动的原因是汽缸完全膨胀引起的动静碰摩或支撑刚度的下降；如果振动与膨胀无关，则进行步骤S212。

S26、判断振动是否与胀差有关。胀差变化超过0.1mm，即认为振动与胀差有关。

如果振动与胀差有关，则认为造成机组异常振动的原因为机组受热后动静间隙的改变引起的动静碰摩；如果振动与胀差无关，则进行步骤S212。

S27、判断振动是否与瓦温的有关。瓦温变化超过1℃，即认为振动与瓦温有关。

如果振动与瓦温有关，判断振动是否随瓦温的升高而减小，随瓦温的降低而增大。如果是，则认为造成机组异常振动的原因是轴瓦顶隙超标或轴瓦载荷过低；如果不是，则认为造成机组异常振动的原因是轴瓦润滑不良。

如果振动与瓦温无关，则进行步骤S212；

S28、判断振动是否与主汽温度有关。主汽温度下降率超过3℃/min，即认为振动与主汽温度有关。

如果振动与主汽温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是转子接触冷汽引起的转子热弯曲；如果振动与主汽温度无关，则进行步骤S212；

S29、判断振动是否与轴封温度有关。轴封温度下降率超过3℃/min，即认为振动与轴封温度有关。

如果振动与轴封温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是转子接触冷汽引起的转子热弯曲；如果振动与轴封温度无关，则进行步骤S212。

S210、判断振动是否与无功负荷有关。无功负荷变化超过10Mvar，或励磁电流变化超过10A，即认为振动与无功负荷有关。判断振动是否与无功负荷有关时，需要保持有功负荷不变，如果有功负荷、无功负荷同时发生变化引起的振动变化，不能认为是振动与无功负荷有关，需在有功负荷不变，只无功负荷发生变化的工况，进行判断。

如果振动与无功负荷有关，则确定造成机组异常振动的原因是发电机转子热弯曲。造成发电机转子热弯曲的可能原因是发电机转子匝间短路和发电机转子冷却通道堵塞。如果振动与无功负荷无关，则进行步骤S212。

S211、判断振动是否与密封油温度有关。密封油温度变化超过2℃，即为振动与密封油温度有关。

如果振动与密封油温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是密封瓦碰摩；如果振动与密封油温度无关，则进行步骤S212。

S212、判断振动是否与有功负荷、机组背压、膨胀、胀差、瓦温、主汽温度、轴封温度、无功负荷、密封油温度均无关。

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是油档积碳引起的动静碰摩，或是油档处装有毛毡引起的动静碰摩，或是碳刷引起的动静碰摩，或是莫顿效应引起的轴颈与轴瓦的碰摩。

如果不是，则同时进行步骤S3-S7来对异常振动原因进行判断。

S3、判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于设定值。低频振动为接近0.5倍频的低频振动，25±5Hz频率的振动，认为是半频或接近半频的低频振动。

步骤S3具体包括以下步骤：

判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于30％。如果是，进行步骤S31，如果不是，则进行步骤S4；

S31、判断振动是否与高调门的开度有关。高调门开度变化超过1％，即认为振动与高调门开度有关。如果振动与高调门开度有关，则进行步骤S311。

S311、判断负荷是否为0。负荷小于等于5MW，即认为负荷为0。如果不是，则确定造成机组异常振动的原因是汽流激振，如果是或者振动与高调门开度无关，则确定造成机组异常振动的原因是油膜失稳。

S4、判断振动的主振频率是否为2倍频。2倍频振动与通频振动的比值大于等于70％，认为2倍频为主振频率。

如果振动的主振频率为2倍频，则进行步骤S41，如果不是，则进行步骤S5。

S41、判断异常振动是否与发生在并网瞬间。一秒钟负荷由小于等于5MW，变为大于等于10MW，即为并网瞬间。如果是，则认为造成机组异常振动的原因是不平衡电磁力引起的异常振动，如果不是，则进行步骤S411。

S411、判断振动是不是随着转速升高而增大，随着转速的降低而减小，转速不变即振动也不变，并且振动具有很好的再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是轴系中心不良，如果不是，进行步骤S412。

S412、判断振动是否先随着转速的升高而增大，超过某一转速后振动开始随转速的升高而减小，之后又随着转速的升高而增大，降速相反，转速不变振动也不变，振动具有很好的再现性。其中，转速不变振动也不变中的振动不变指的是基频振动的幅值、相位不变。如果是，则认为造成机组异常振动的原因是固定轴振传感器的探杆共振，如果不是，则进行步骤S5。

S5、判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小，根据频率振动峰值的大小，得出相应的异常振动原因。51Hz～90Hz之间的频率，认为是基频与2倍频之间的频率。

步骤S5中，判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小，如果基频与2倍频之间的频率振动峰值大于等于30μm，则确定造成机组异常振动的原因是测量装置的共振，如果不是，则进行步骤S6。

S6、判断某一转速时振动数值的大小是否符合设定值。

步骤S6中，判断300r/min时振动数值是否大于等于90μm，如果是，则进行步骤S61，如果不是，则进行步骤S7。

S61、判断振动频率是否含有基频、2倍频、3倍频频率成分。基频、2倍频、3倍频振动幅值均大于等于10μm，认为是含有基频、2倍频、3倍频等频率成分。

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是轴径的测量面光洁度精度不够，如果不是，则确定造成机组异常的原因是联轴器晃度大，或中心不良引起的晃度大。

S7、判断轴振是否远大于瓦振。一般轴振为瓦振的3倍及以上，即认为轴振远大于瓦振。

如果是，则造成异常振动的原因是支撑系统刚度不足；如果不是，则判断结束。

本发明对汽轮发电机组异常振动时的润滑油温、有功负荷、无功负荷、高调门开度、转速、主汽温度等主要运行参数与振动数据进行耦合分析，克服了以往专家诊断系统只是对机组的振动信号进行分析处理，没有考虑其它运行参数的影响，而造成对现场振动故障诊断不准确的缺点。并且本发明给出了造成机组异常振动的原因，实现了对汽轮发电机组异常振动的智能诊断。

Claims (9)

1.运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取振动特征信息；

S2、判断异常振动的主振频率是否为基频；

如果异常振动的主振频率是基频，则判断振动的幅值和相位否存在的跳变，如果不存在跳变，则判断转子是否为规定转速，如果转子不为规定转速，则依次判断振动是否与各相关运行参数有关，得出各相关运行参数所对应的异常振动原因；各相关运行参数包括：有功负荷、机组背压、膨胀、胀差、瓦温、主汽温度、轴封温度、无功负荷、密封油温度；

具体包括以下步骤：

S21、判断振动的幅值和相位否存在的跳变，如果有跳变，则认为造成异常振动的原因为转动部件飞脱，如果没有跳变，则进行步骤S22进行判断；

S22、判断转子转速是否为3000r/min；如果转子转速不是3000r/min，则判断转速与振动之间的关系，根据转速与振动之间的关系来确定异常振动原因；如果转子转速是3000r/min，则同时进行步骤S23-S211来对异常振动原因进行判断；

S23、判断振动是否与有功负荷有关；如果振动与有功负荷有关，判断振动随负荷变化是否有时间滞后，确定相应的异常振动原因；如果振动与有功负荷无关，则进行步骤S212；

S24、判断振动是否与机组背压有关；如果振动与机组背压有关，则判断背压变化期间轴瓦温度是否有变化，确定相应的异常振动原因；如果振动与机组背压无关，则进行步骤S212；

S25、判断振动是否与膨胀有关；如果振动与膨胀有关，则认为造成机组异常振动的原因是汽缸完全膨胀引起的动静碰摩或支撑刚度的下降；如果振动与膨胀无关，则进行步骤S212；

S26、判断振动是否与胀差有关；如果振动与胀差有关，则认为造成机组异常振动的原因为机组受热后动静间隙的改变引起的动静碰摩；如果振动与胀差无关，则进行步骤S212；

S27、判断振动是否与瓦温的有关；如果振动与瓦温有关，判断振动是否随瓦温的升高而减小，随瓦温的降低而增大，如果是，则认为造成机组异常振动的原因是轴瓦顶隙超标或轴瓦载荷过低，如果不是，则认为造成机组异常振动的原因是轴瓦润滑不良；如果振动与瓦温无关，则进行步骤S212；

S28、判断振动是否与主汽温度有关；如果振动与主汽温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是转子接触冷汽引起的转子热弯曲；如果振动与主汽温度无关，则进行步骤S212；

S29、判断振动是否与轴封温度有关；如果振动与轴封温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是转子接触冷汽引起的转子热弯曲；如果振动与轴封温度无关，则进行步骤S212；

S210、判断振动是否与无功负荷有关；如果振动与无功负荷有关，则确定造成机组异常振动的原因是发电机转子热弯曲；如果振动与无功负荷无关，则进行步骤S212；

S211、判断振动是否与密封油温度有关；如果振动与密封油温度有关，则确定造成机组异常振动的原因是密封瓦碰摩；如果振动与密封油温度无关，则进行步骤S212；

S212、判断振动是否与有功负荷、机组背压、膨胀、胀差、瓦温、主汽温度、轴封温度、无功负荷、密封油温度均无关；

如果是，则确定造成机组异常振动的原因是油档积碳引起的动静碰摩，或是油档处装有毛毡引起的动静碰摩，或是碳刷引起的动静碰摩，或是莫顿效应引起的轴颈与轴瓦的碰摩；

如果异常振动的主振频率不是基频，则同时进行步骤S3-S7来对异常振动原因进行判断；

S3、判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于设定值；如果是，则判断振动是否与高调门的开度有关，得出相应的异常振动原因；如果不是，则进行步骤S4；

S4、判断振动的主振频率是否为2倍频；如果主振频率是2倍频，判断异常振动是否发生在并网瞬间，得出相应的异常振动原因；如果主振频率不是2倍频，则进行步骤S5；

S5、判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小，根据频率振动峰值的大小，得出相应的异常振动原因；

S6、判断某一转速时振动数值的大小是否符合设定值；如果符合，则对振动频率的频率成分进行分析，得出相应的异常振动原因；如果不符合，则进行步骤S7；

S7、判断轴振是否远大于瓦振；如果是，则造成异常振动的原因是支撑系统刚度不足；如果不是，则判断结束。

2.根据权利要求1所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S1中，振动特征包括：1倍频、2倍频、3倍频的振动幅值，以及1倍频的相位。

3.根据权利要求1所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，如果转子转速不是3000r/min时，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221、判断振动是否随着转速的升高而增大，随着转速的降低而减小，转速不变振动也不变，振动具有再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子存在一阶不平衡质量；如果不是，则进行步骤S222；

S222、判断振动是否先随着转速的升高而增大，超过某一转速后振动开始随转速的升高而减小，之后又随着转速的升高而增大，降速相反，转速不变振动也不变，振动具有再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子存在二阶不平衡质量；如果不是，则进行步骤S223；

S223、判断转速不变时振动是否仍然爬升，并且相同转速工况降速时的振动是否明显大于升速时的振动；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是转子与静止部件发生了动静碰摩；如果不是，则同时进行步骤S23-S211来对异常振动原因进行判断。

4.根据权利要求3所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，如果振动与有功负荷有关时，所述步骤S23具体包括以下步骤：

S231、判断振动随负荷变化是否有时间滞后；如果振动随负荷变化无时间滞后，即基频振动的幅值或相位为阶跃式变化，进行步骤S232；如果振动随负荷变化有时间滞后，进行步骤S233；

S232、判断振动是否发生在1、2号轴瓦；如果是，则认为造成机组异常振动的原因是汽流引起的轴瓦稳定性的降低；如果不是，则确定造成机组异常振动的原因是联轴器发生错位；

S233、判断2倍频振动是否发生明显增大；如果2倍频振动发生了明显增大，则认为造成机组异常振动的原因是转子产生裂纹；如果2倍频没有增大，则认为造成机组异常振动的原因是由于转子材质的原因导致的转子产生热弯曲，或是布莱登汽封闭合引起的动静碰摩，或是转子中心孔进油。

5.根据权利要求3所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，如果振动与机组背压有关时，所述步骤S24具体包括以下步骤：

S241、判断背压变化期间，轴瓦温度是否有变化；如果瓦温有变化，则认为造成机组异常振动的原因是背压的改变导致轴系标高变化，进而引起轴瓦稳定性的降低；如果瓦温没有变化，则认为造成机组异常振动的原因是真空变化导致的动静碰摩。

6.根据权利要求1所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值大小，并判断异常振动时0.5倍频或低频振动的数值与通频振动数值的比值是否大于等于30％，如果是，进行步骤S31，如果不是，则进行步骤S4；

S31、判断振动是否与高调门的开度有关；如果振动与高调门开度有关，则进行步骤S311；

S311、判断负荷是否为0；如果不是，则确定造成机组异常振动的原因是汽流激振，如果是或者振动与高调门开度无关，则确定造成机组异常振动的原因是油膜失稳。

7.根据权利要求1所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

判断振动的主振频率是否为2倍频，如果振动的主振频率为2倍频，则进行步骤S41，如果不是，则进行步骤S5；

S41、判断异常振动是否与发生在并网瞬间；如果是，则认为造成机组异常振动的原因是不平衡电磁力引起的异常振动，如果不是，则进行步骤S411；

S411、判断振动是不是随着转速升高而增大，随着转速的降低而减小，转速不变即振动也不变，并且振动具有再现性；如果是，则确定造成机组异常振动的原因是轴系中心不良，如果不是，进行步骤S412；

S412、判断振动是否先随着转速的升高而增大，超过某一转速后振动开始随转速的升高而减小，之后又随着转速的升高而增大，降速相反，转速不变振动也不变，振动具有再现性；如果是，则认为造成机组异常振动的原因是固定轴振传感器的探杆共振，如果不是，则进行步骤S5。

8.根据权利要求1所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S5中，判断异常振动时基频与2倍频之间的频率振动峰值的大小，如果基频与2倍频之间的频率振动峰值大于等于30μm，则确定造成机组异常振动的原因是测量装置的共振，如果不是，则进行步骤S6。

9.根据权利要求1所述的运行参数与振动相耦合的汽轮机异常振动故障诊断方法，所述步骤S6中，判断300r/min时振动数值是否大于等于90μm，如果是，则进行步骤S61，如果不是，则进行步骤S7；

S61、判断振动频率是否含有基频、2倍频、3倍频频率成分，如果是，则确定造成机组异常振动的原因是轴径的测量面光洁度精度不够，如果不是，则确定造成机组异常的原因是联轴器晃度大，或中心不良引起的晃度大。

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