【国家标准(GB)】 在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动 第2部分: 50MW以上 额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机

ICS17.160
中华人民共和国国家标准
GB/T 6075.2—-2007/ISO10816-2:2001代替GB/T6075.22002
在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第2部分：50MW以上，额定转速1 500 r/min、1 800 r/min,3 000 r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机Mechanical vibration--Evaluation of machine vibrationby measurements on non-rotating parts-Part 2:Land-based steam turbines and generatorsin excess of 50 MW with normal operating speeds of1500r/min,1800r/min,3000r/min and3600r/min(ISO10816-2:2001,IDT)此内容来自标准下载网
2007-04-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2007-11-01实施
GB/T6075.2—2007/IS010816-2:2001GB/T6075《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》分为以下六部分：第1部分：总购：
—第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800/min、3000/min.3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机；
一第3部分：额定功率大于15kW额定转速在120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器；
一第4部分：不包括航空器类的燃气轮机驱动装置；—第5部分：水力发电厂和泵站机组；一第6部分：功率大于100kW的往复式机器。本部分是GB/T6075的第2部分。
本部分等同采用1S010816-2：2001《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min，1800t/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机》（英文版）。
本部分等同翻译ISO10816-2：2001。为便于使用，本部分与ISO10816-2：2001相比，编辑上做了如下修改：将“本国际标准”一词改为“本部分”，删除国际标准的前言；
用小数点符号“，”代替小数点符号“，”；修改了原标准名称，
一将国际标准修正案并人文本中。本部分是对GB/T6075.2—2002《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第2部分：50MW以上陆地安装的大型汽轮发电机组》的修订。本部分与GB/T11348.2—2007《旋转机械转轴径向振动的测量和评定第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000z/min3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机》协调致。本部分与GB/T6075.22002相比，主要技术内容变化如下：—增加了范围内容。
一增加了用于瞬态运行（例如升速、降速、超速，通过共振转速等）的评价准则。本部分自实施之日起代替GB/T6075,2-—2002。本部分的附录A是规范性附录，附录B是资料性附录。本部分由全国机械振动与冲击标准化技术委员会提出并归口。本部分起草单位：郑州机械研究所、西安热工研究院有限公司、上海发电设备成套设计研究院、哈尔滨大电机研究所、河南电力试验研究院、东方电机股份有限公司、上海汽轮发电机股份有限公司。本部分主要起草人：姜元峰、张学延、孙庆、姚大坤、罗建斌、陈昌林、耿文骥、张刚。本部分于2002年首次发布，本次是第一次修订。班
GB/T6075.2-—2007/1S010816-2:2001引言
GB/T6075.1规定了在非旋转部件上进行振动测量时，对不同型式机器振动评价的一般要求。GB/T6075的本部分适用于汽轮机和发电机。在以往经验基础上提出的评价准则，可作为此类机器振动状态评价的指南。但该准则不是评价机器振动状态的唯一基础，对于汽轮机和发电机，转轴振动测量和评价的准则也同时应用。转轴振动测量和评价的要求和准则见GB/T11348.1和GB/T11348.2。本部分提出的评价方法基于宽带测量，然而，随着技术进步，窄带测量或频谱分析的使用越来越普遍，特别是应用于振动评价，状态监测和故障诊断。对于这类测量的准则和说明已超出本部分的现有范围，它们在机器振动状态监测的系列标准GB/T19873中涉及，此系列标准目前正在制定中。1范围
GB/T6075.2—2007/IS010816-2:2001在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机本部分规定了陆地安装的汽轮机和发电机轴承座径向宽带振动的现场测量方法及评价准则。针对：
正常稳态运行工况下的振动；
一瞬态运行期间的振动，包括升速或降速通过共振转速时；一一在正常稳态运行期间产生的振动变化。这些准则也适用于在推力轴承上测量的轴向振动。本部分适用于额定工作转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min，输出功率大于50MW陆地安装的汽轮机和发电机，也包括直接与燃气轮机联接的汽轮机和（或）发电机（例如联合循环应用），在这种情况下，本部分的准则仅适用于汽轮机和发电机，而燃气轮机振动的评价应依照GB/T11348.4和GB/T6075.4进行。本部分适用于在汽轮机轴承和发电机轴承上测量和评价由不同振源激起的振动。可是，第4章中的准则和附录A的内容仅适用于由于旋转部件激起的振动。这些准则不适用于评价由电磁振动激起的2倍频（即2倍于电气系统频率）振动，该振动由发电机定子线圈激起并传给轴承。对这种振动的容许值取决于发电机的具体结构特征，现有的行业知识尚不能提供确定其通用值的基础。这种振动的许用推则可能需经供货方与用户同意并依据相似设备的经验而定。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T6075的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T6075.1在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第1部分：总则（GB/T6075.1一1999,idtISO10816-1:1995)
GB/T11348.2旋转机械转轴径向振动的测量和评定第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min，1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机（GB/T11348.2-2007,ISO7919-2.2001,MOD)
3测量方法
测量方法和使用的仪器应符合GB/T6075.1的规定。测量系统应具有测量频率范围从10Hz到至少500Hz的宽带振动的能力。如果该测量系统也用于诊断或者在启动、停机或超速期间的监测，可能需要更宽的频率范围。在某些可能有显著的低频振动传至机器的特殊场合（例如在地震区)，有必要衰减仪器的低频响应。振动测量的传感器应安装在结构上对机器动态力有足够灵敏度的刚性部件上，通常选在每个轴承1
GB/T6075.2—2007/ISO10816-2:2001的相互垂直的两个径向方向，如图1所示。虽然传感器可以安装在轴承上任意角度位置，但通常选择垂直方向和水平方向。
当已知在轴承径向上用单个传感器能提供机器振动足够信息的前提下，也可用单个传感器来代替常用的相互垂直的一对传感器。但是，使用单个传感器进行评价时要小心，因为一个测量平面上的单个传感器可能不会提供该平面振动最大值的理想近似值。连续运行监测时，通常不监测汽轮机和发电机径向承载主轴承的轴向振动。轴向振动测量主要在定期振动检查期间或者诊断时使用。本部分没有提供轴向振动的评价准则。在推力轴承上测量轴向振动时，其振动烈度可以用和径向振动相同的准则来评价。注，本部分的准则适用于所有轴承径向振动测量和推力轴承轴向振动测量。图1轴承上测点的推荐方向和位置4评价准则
4.1概述
GB/T6075.1提供了评价各种机器振动烈度的两个评价准则的一般描述。准则I用于所测量的宽带振动幅值，准则Ⅱ用于振动幅值的变化，而不管是增大还是减小。提供的准则用于在规定的转速和负荷范围内稳态运行工况，包括发电机电负荷正常的缓慢变化。也提供瞬态运行振动幅值。
4.2准则1：振动幅值
4.2.1概述
这一准则确定绝对振幅限值，该振幅限值与轴承的许用动载荷和传至支承结构及基础的许用振动协调一致。
4.2.2正常稳态工况下额定转速时的振动幅值4.2.2.1概述
GB/T6075.2—2007/ISO10816-2:2001在每个轴承座处测量到的最大振动值，按照由经验建立的四个评价区域进行评价。测得的最大振动幅值规定为振动烈度
4.2.2.2评价区域
下列评价区域用于具体机器振动的定量评价，并提供可能的操作指南：区域A：新投产的机器，振动通常在此区域内。区域B：通常认为振动在此区域内的机器，可不受限制地长期运行。区域C：通常认为振动在此区域内的机器，不适宜长期连续运行。一般来说，在有适当机会采取补措施之前，机器在这种状况下可以运行有限的一段时间。区域D：振动在此区域内一般认为其剧烈程度足以引起机器损坏。注：上述评价区域适用于额定转速正常稳态运行工况。4.2.4提供了瞬态运行时的指南。4.2.2.3评价区域边界
各区域边界的推荐值在附录A中给出。这些边界值适用于在额定转速、稳态工况下，所有轴承的径向振动测量和推力轴承的轴向振动测量。推荐的区域边界值是由制造厂和用户提供的有代表性的数据制定的，因为数据有较大的离散性，这些区域边界值是指导性的。
这些推荐值不打算作为验收规范，验收规范应由制造厂商和用户协商一致。但这些推荐值提供了指南，以保证避免过大的缺陷或不切实际的要求。通常，表A，1中给出的值与允许传至轴承、支承结构和基础的动载荷是一致的。有特殊性能或有运行经验的具体机器可能要求使用不同的区域边界值（较低或较高），例如：a）对于载荷较轻的轴承（例如励磁机转子的稳定轴承)或其他更柔性的轴承，可能需要基于机器详细设计提供的其他准则
b）某些转子和轴承支承在柔性底板或支承结构上的机器，（绝对的）轴承振动值可能比轴承支承结构刚性较大的汽轮机和发电机要大。若有成功的运行经验，则可增大附录A中给出的区域边界值。
在4.2.3.2和附录B中给出了对具有不同支承刚度轴承的机器的振动值设定的建议一般来说，当采用较高的边界值时，可能需要技术论证证明在较高振动值下运行时，机器的可靠性不会受到危害。例如，根据结构设计和支承类似的机器成功运行经验等。在瞬态工况时，例如启动和停机期间，也可以允许有较高的振动值（见4.2.4)。本部分没有对安装在刚性和柔性基础上的汽轮机和发电机提供不同的区域边界值。这和同类机器轴振动标准GB/T11348.2是一致的。然而，本部分和GB/T11348.2今后可能修订，如果在这类机器上观测到的数据补充分析表明采用不同的区域值正确，将对安装在大块式混凝土基础上和安装在轻型、可调频率钢结构基础上的汽轮机和发电机给出不同的准则。评价机器振动烈度常用的测量参数是振动速度。表A.1给出了基于宽带的均方根速度（Us）测量的各区域边界值。在很多情况下，习惯于用具有峰值读数而不是均方根值读数的仪器测量振动。如果振动波形基本上是正弦的，则峰值和均方根值之间有一个简单的关系，表A，1的各区域边界值可很容易地用峰值表示。
对于汽轮机和发电机，有的机组主要是机器旋转频率的振动，在这种情况下，当测量的是振动峰值而不是振动的均方根值时，可以构造一张相当于表A1的表。由表A.1的各区域边界值乘以因子/2得到一张当量表以评价峰值振动烈度，也可以将测量的振动峰值除以/2，按照表A.1的均方根准则评价。当使用测真峰值的仪器时，可能需要不同的系数。3
GB/T6075.2—2007/IS010816-2:20014.2.3稳态运行的限值
4.2.3.1概述
为了长期稳定运行，通常的做法是规定运行的振动限值。这些限值采取“报警”和“停机”的形式。报蓄：振动达到规定的限值或者振动发生显著变化可能有必要采取补救措施时，进行报警。如发生报警，可继续运行一段时间进行研究以识别振动变化的原因和确定采取什么补救措施。停机：规定一个振动幅值，超过此值再运行可能会引起机器破坏。如果超过停机限值，应立即采取措施减少振动或停机。
不同的测量位置和方向，反映动载荷和支承刚度有差异，运行限值的规定也不相同。4.2.3.2报警的设定
不同的机器，报警值可能上下变动很大。选定的此值通常是相对于基线值来设定。而基线值是由具体机器上测量位置或方向的经验来确定的。建议把报警值设定得比基线高某个数量，高出的量等于区域B/C值的25%。如果基线低，报警值可能在区域C以下。
在没有建立基线的场合，例如，新机器的最初报警值可根据其他类似机器的经验或者已经认可的容许值来设定。在一段时间之后，可以建立稳态基线值而对报警的设定作相应的调整。在基线信号是非稳态和非重复性的场合，要用时间平均的某些方法来确定基线值，这可借助于计算机来实现。建议报警值般不要超过区域B/C限值的1.25倍。如果该稳态基线改变（例如：机器大修后），报警的设定可相应地修改。对于机器上不同的轴承，动载荷和轴承支座刚度不一样，运行的报警设定也可以不相同。推荐报警值般应不超过区域边界B/C值的1.25倍。设定报警值的例子在附录B中给出。4.2.3.3停机的设定
停机值通常与机器的机械牢固性有关，并且取决于机器能承受异常动载荷的设计特性。因此，类似设计的所有机器一般采用相同的停机值，而通常与设定报警用的稳态基线值没有关系。不同设计的机器，停机值可能不一样，并且不可能对绝对的停机值给出更精确的指南。一般来说，停机限值在区域C或D内。推荐停机限值应不超过区域边界C/D的1.25倍。4.2.4瞬态运行的振动幅值
4.2.4.1概述
附录A规定了汽轮机和（或）发电机在额定稳态运行工况下长期运行的振动值。而在瞬态运行期间可以允许较高的振动值。瞬态运行包括在额定转速下的瞬态运行以及在启动、停机，特别是通过共振转速时的瞬态运行。瞬态运行允许的较高振动值可能超过4.2.3中规定的报警值。和稳态运行一样，验收限值应该由制造厂商和用户协商一致，不过下面给出的导则将保证避免过大的缺陷和不切实际的要求。
4.2.4.2额定转速下瞬态运行时的振动幅值额定转速下瞬态运行工况包括同步空载、快速加载或功率因数变化及其他相对短期的任何运行工况。对于这种瞬态工况，通常振动应不超过区域边界C/D。4.2.4.3升速、降速和超速时的振动幅值升速、降速和超速期间振动限值的规定可以不同，这取决于具体机器的结构特性或者特定的运行要求。例如，对于带基本负荷、启动次数很少的机组，可允许有较高的振动限值；而对于需两班制运行的机组和需在规定的时间内强制达到特定输出功率的机组，可采用较严格的振动限值。此外，在启动和停机期间通过共振转速时，振动会受到阻尼和转速变化率的剧烈影响，例如，由于停机时的转速变化率一般低于启动时转速变化率，停机期间通过共振转速时的振动值可能比启动期间通过共振转速时的振动值大（见GB/T19874有关机器不平衡灵敏度的资料）。4
GB/T6075.2—2007/ISO10816-2:2001本部分仅能提供一般性导则。如果没有适用于类似机器的基线值（见附录B），可使用本部分的导则。在启动、停机或超速期间为避免机器损坏，轴承座振动速度应不超过区域边界C/D。还应该注意，在启动或停机期间，对轴承座振动速度规定一个简单的限值可能会导致在低速下太大的振动位移。在这种情况下，可能有必要规定其他的低速准则。这种关系用图形表示在图2中。
最大振动值一般在通过共振转速时发生。为避免过大的振动，推荐在达到共振转速之前，对振动进行评估并与在以往各次运转良好时相同条件下获得的有代表性的振动矢量相比较，如果有明显的不同，在处理之前可采取进一步的措施（例如，保持转速直至振动稳定或回到原先的数值，进行更详细的研究或检查运行参数等）。
像在正常稳态工况下测量振动的情况一样，在启动、停机和超速期间的任何报警值一般应相对于基线值来设定，而基线值由具体机器的经验确定。推荐在启动、停机或超速期间的报警值应设定在基线值之上某个数值，该值等于区域边界B/C值的25%，在没有可靠的基线数据可用的情况下，推荐最大的报警值应不大于区域边界C/D。
大多数情况下，规定启动、停机和超速运行时停机值是不实际的。例如，如果在启动时产生了过大的振动，可能降低转速比停机更为合适。另外，在停机期间，采用高的停机值意义不大，因为它不会改变已经采取的措施（也就是停机）。4.3准则Ⅱ：振动幅值的变化
本准则提供了评价振动幅值偏离以前建立的基线值的变化。宽带振动幅值可能明显地增大或减小，甚至在未达到准则I的区域C时，就要求采取某种措施。这种变化可以是瞬时的或者随时间而发展的，它可能表明已产生损坏，或者是故障即将来临的警告，或发生某些其他异常。准则Ⅱ是在稳态工况下宽带振动幅值变化的基础上规定的。这些工况允许发电机在正常工作转速下输出功率有小的变化在应用准则Ⅱ时，每次测量时传感器位置和方向都应相同，机器工况相近似。偏离正常振动幅值的明显变化应予研究以避免危险。如果振动幅值变化某个明显的数量（一般为区域边界B/C值的25%），不管振动幅值是增大或者减小都宜查明变化的原因和确定进一步采取的措施，25%是作为振动幅值显著变化的导则提出的，当然也可以根据具体机器的经验，采用其他的数值。1.75
0.20.30.40.50.60.70
1.11.21.3
转速和额定转速的比值
图2在启动、停机或超速期间允许的轴承座振动5
GB/T6075.2-2007/IS010816-220014.4补充的方法和准则
本部分给出的振动测量与评价准则可以由GB/T11348.2中的轴振动测量和评价准则补充或替代。重要的是要认识到，轴承振动和轴振动没有简单的关系，反之亦然。转轴绝对振动测量和相对振动测量之间的差异和轴承振动有关，但在数值上可能不等于轴承振动，因为相位角不同。因此，当本部分和GB/T11348.2都用于机器振动的评价时，应分别进行轴振动测量和轴承振动的测量。如果应用不同的准则导致不同的评定结果，一般应采用限制较严格的级别。4.5基于振动失量信息的评价
本部分的评价限于宽带振动幅值而不考虑频率分量或相位。在大多数情况下，这对于验收试验和运行监测是合适的。而对于长期机器状态监测和诊断，使用振动矢量信息对发现和确定机器动态的变化特别有用，在某些情况下，只测最宽带振动可能不会发现这种变化（参见GB/T6075.1)。动相位和频率信息越来越多地用于状态监测和诊断。然而，这种准则规范已超出了本部分的现有范围。
附录A
（规范性附录）
评价的区域边界
GB/T6075.2—2007/IS010816-2:2001在大多数情况下表A，1中给的值可以保证满意的运行。但是，有时一些特别的机器可能需要使用不同的区域边界（见4.2.2.3）。表A，1汽轮机和发电机轴承座振动速度评价区域边界的推荐值轴转速/(/min)
区域边界
1500或1800
3000或3600
振动速度均方根值/（mm/s)
注1：这些数值相应于在额定转速稳态运行工况下在推荐的测量位暨（见图1)上适用于所有轴承的径向振动测量和推力轴承的轴向振动测盘。注2：这些数值适用于刚性基础和挠性基础上安装的汽轮机和发电机。当然，常在大块式混凝土基础上的机器上测得的振动要比在较挠性的基础上的机器上测得的振动小。GB/T6075.2—2007/ISO10816-2:2001附录B
(资料性附录）
报警设定和停机设定的例子
某台额定转速为3000r/min的大型汽轮发电机组，没有其轴承振动的测量经验，通常将运行的报警值设定在区域C内，具体数值通常由用户和制造厂商共同商定。对于本例，假定对每个轴承，最初设定在靠近区域边界B/C，例如其速度均方根值为8.0mm/s。在机器运行一段时间之后，要考虑改变报警的设定以反映每个轴承振动稳态基线值的影响。使用4.2.3.2中的方法，以此为基础，每个轴承的报警值可设定为稳态基线值与区域边界B/C值的25%之和。因此，如果某个轴承的稳态基线值为4.0mm/s（均方根值），新的报警值设定为5.9mm/s（即4.0mm/s十0.25×7.5mm/s）（见表A1），它位于区域B内。如另一个轴承，稳态基线值为6.0mm/s，应用4.2.3.2的方法，第二个轴承报警值为7.9mm/s，这与初始设定的报警值差异不大，因此，报警值可保持不变，位于区域C内。
对于每个轴承，机器停机值根据准则I，定为振动速度的均方根值11.8mm/s，因为停机值是相应于机器能承受的最大振动，它是一个固定的值。参考文献
GB/T6075.2—2007/IS010816-2:2001[1］GB/T13824对振动烈度测量仪的要求（GB/T13824—1992，eqvISO29541987).[2]
GB/T11348.1旋转机械转轴径向振动的测量和评定第1部分：总则（GB/T11348.1-1999idtISO7919-1:1996).
GB/T11348.3旋转机械车
转轴径向振动的测量和评定第3部分：合的工业机器(GB/T11348.3—1999,eqvISO7919-31996)［4]
GB/T11348.4旋转机械转轴径向振动的测量和评定第4部分：燃气轮机组
(GB/T11348.4-1999,eqvISO7919-4:1996).[5］GB/T19874机械振动机器不平衡敏感性和不平衡灵敏度（GB/T19874—2005，ISO10814:1996,IDT)
GB/T6075.3在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第3部分：额定功率大于15kW额定转速在120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器（GB/T6075.32001,idtISO10816-3:1998).
GB/T6075.4在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第4部分：不包括航空器类的燃气轮机驱动装置（GB/T6075.4--2001，idtISO10816-4：1998）.［8]
GB/T19873.1机器状态监测与诊断振动状态监测第1部分：总则（GB/T19873.1-2005,ISO13373-1:2002,IDT).
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