汽輪發(fā)電機組及給水泵、風機等是化石燃料電廠中的核心設(shè)備。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，不僅涉及設(shè)備本身的運行壽命、維護成本和經(jīng)濟性指標，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)電機組等設(shè)備是高速旋轉(zhuǎn)機械，運行中不可避免地會出現(xiàn)振動。當振動超過限值時，就會影響機組的穩(wěn)定運行，對部件產(chǎn)生疲勞損傷，過大的振動有時還可能使機組發(fā)生災(zāi)難性的毀機事故。因此，振動作為衡量機組可靠性的主要安全性指標尤為重要，它是機組設(shè)計制造、安裝檢修和運行維護水平的綜合反映。振動監(jiān)測和控制是電廠安全、經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)。當汽輪發(fā)電機組及其輔機設(shè)備發(fā)生較大振動時，如何識別振動故障、查找振動原因、及時進行消振處理，并取得滿意的效果，是電廠和振動專業(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)機械振動故障診斷和治理技術(shù)。汽輪發(fā)電機組等旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的振動故障診斷和治理技術(shù)是一門應(yīng)用工程學(xué)科，涉及振動力學(xué)、轉(zhuǎn)子動力學(xué)、振動測量、振動故障診斷和轉(zhuǎn)子動平衡技術(shù)等諸多領(lǐng)域。20世紀80 年代以來，在國內(nèi)外眾多高等院校、科研機構(gòu)、電力試驗院所、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，取得了長足的進步。應(yīng)用振動故障診斷與治理技術(shù)，已成功解決了汽輪發(fā)電機組及其輔機設(shè)備運行中出現(xiàn)的絕大多數(shù)振動問題，在保證電廠安全穩(wěn)定運行方面發(fā)揮了重要作用。然而，引起振動的原因很多，既有機械方面的因素，也有熱和電方面的因素，甚至還有流體方面的因素。有些故障的振動特征比較類似，往往造成有些機組振動故障的識別相對困難，認識上容易產(chǎn)生爭議，對個別振動故障的機理仍沒有徹底搞清。

事實上，直到當前，現(xiàn)場仍有一些機組疑難振動問題的診斷和處理花費了大量的時間和費用，有時還走彎路，這些其實都是對振動故障認識不夠準確或采取的處理方法不妥造成的。隨著當前大量大型高參數(shù)、大容量機組的在役運行，遠距離輸電采用交流串補、特高壓直流輸電等新型輸電技術(shù)，風機、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)度需要的機組深度調(diào)峰等運行方式，使汽輪發(fā)電機組及其輔機設(shè)備頻出一些以往相對少見的振動問題，如發(fā)電機轉(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，給振動故障診斷和治理工作帶來新的挑戰(zhàn)。因此，旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備振動故障診斷與治理技術(shù)仍需要在理論研究和工程實踐中不斷發(fā)展和完善。

近些年來，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間內(nèi)引起汽輪發(fā)電機組大軸裂紋事故和風機組轉(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。對多起轉(zhuǎn)子裂紋故障的診斷過程發(fā)現(xiàn)，實際轉(zhuǎn)子裂紋引起的振動特性與傳統(tǒng)教科書描述的有一定差異，并沒有出現(xiàn)典型的2 倍頻振動等特征。當前在許多火電機組深度調(diào)峰運行的背景下，如何根據(jù)異常振動特征識別轉(zhuǎn)子裂紋故障尤重要。過去十余年，已有數(shù)十臺機組因內(nèi)應(yīng)力大等轉(zhuǎn)軸材質(zhì)缺陷引起汽輪機轉(zhuǎn)子發(fā)生漸變式彎曲故障，造成機組不穩(wěn)定振動和振動超限。在漸變式彎曲故障振動的識別和治理工作中的一些經(jīng)驗需要總結(jié)。變頻改造后，立式泵組在某個（或數(shù)個）轉(zhuǎn)速下的結(jié)構(gòu)共振、發(fā)電機定子和端蓋軸承振動，以及空冷島風機和橋架等振動也是較常見的問題，對該類振動問題處理有時也很棘手。風機、水泵、壓縮機等葉片流體機械在一些運行工況下出現(xiàn)流體誘發(fā)的振動問題，如汽蝕、紊流、旋轉(zhuǎn)失速、喘振等，呈現(xiàn)出特殊的振動現(xiàn)象和頻譜特征，這些輔機的振動問題一定程度上影響機組的出力和運行經(jīng)濟性。此外，聯(lián)合循環(huán)機組同步自換擋離合器（SSS）不對中引起的振動、振動測量系統(tǒng)中聲學(xué)干擾引起的測量誤差等也是近些年來出現(xiàn)的問題，個別故障的識別和治理也走了不少彎路。上述振動問題在以往專業(yè)書籍中涉及的相對較少，有些振動機理或振動特征也未能清晰闡明，特別是針對實際轉(zhuǎn)子現(xiàn)場案例分析較少。這些內(nèi)容都是作者試圖闡述和彌補的。

本書主要為推廣火電廠汽輪發(fā)電機組等旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備振動監(jiān)測分析、故障診斷和治理的實用技術(shù)而編寫的。目的是為了使讀者更好地了解電廠汽輪發(fā)電機組及其輔機設(shè)備運行中存在的各種振動故障、產(chǎn)生的原因和重要的振動特征，以及消除和控制振動的基本方法。書中闡述了振動基礎(chǔ)概念，旋轉(zhuǎn)機械橫向振動和扭轉(zhuǎn)振動的理論分析和現(xiàn)場測試分析技術(shù)，以及轉(zhuǎn)子和軸系動平衡理論和現(xiàn)場軸系平衡策略和技巧。在分析各種振動故障機理、振動特點的基礎(chǔ)上，著重介紹振動故障診斷技術(shù)及其應(yīng)用方法和現(xiàn)場經(jīng)驗，結(jié)合大量現(xiàn)場振動故障診斷分析處理實例，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，很難做到單獨分析，因此有些實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穩(wěn)定性，動靜碰摩與轉(zhuǎn)子熱彎曲，機械松動與共振，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。書中所列舉的振動分析和處理實例，絕大部分是作者從幾十年來負責或參與處理過的千余臺機組及其輔機設(shè)備振動故障中挑選出來的，還有少部分是從國內(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例驗證了書中所闡述的振動故障診斷和治理技術(shù)。旋轉(zhuǎn)機械振動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，要進一步掌握和理解則需要更多專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和工程實踐。本書盡可能地涵蓋火電廠旋轉(zhuǎn)機械現(xiàn)場遇到的各種振動問題，并盡量以通俗文字闡述和說明。希望本書對從事電廠旋轉(zhuǎn)機械振動專業(yè)方面的初學(xué)者有很好的指導(dǎo)和幫助，對有經(jīng)驗的專業(yè)人員提供有用的參考，并期望讀者能夠共享作者長期從事旋轉(zhuǎn)機械振動故障診斷和治理工作積累的經(jīng)驗。能完成本書的寫作，要感謝國內(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會負責和參與大量國內(nèi)汽輪發(fā)電機組及其輔機設(shè)備振動故障，尤其是一些疑難振動故障的分析和處理。這些現(xiàn)場實踐使我們受益匪淺，積累了豐富的振動故障診斷和治理經(jīng)驗，并能在本書中呈現(xiàn)大量現(xiàn)場機組及其輔機設(shè)備振動故障分析和處理實例。西安熱工研究院有限公司振動所一起工作的同志參與了本書介紹的部分振動故障診斷分析實例的處理工作。在此，對他們的辛勤勞動表示深切謝意。

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