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【摘 要】根据电厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。
【关键词】电厂;汽机;摩擦振动;故障;分析诊断
引言
电厂汽机的运行环境比较复杂，且内部系统、设备、装置、元器件等比较多，当汽机处于长时间运行时，一些设备、设施会发生异常运行的问题。在这种情况下，不仅会增加机组运行的能耗，还能对运行效率及安全性造成影响，不利于电厂的发展。对此，电厂应做好日常维护工作，提高维修人员的技术水平，进而及时发现故障隐患，保障电厂汽机正常运行。
1摩擦原因
动态和静态摩擦问题通常会导致汽轮机其他部件失效问题，例如：导致转子弯曲，它会加剧块体振动的恶化，导致大轴完全弯曲或块体破裂。导致摩擦振动故障的主要原因如下。（1）转轴振动过大。当旋转轴的振幅超过振动动态和静态偏差时，摩擦振动可能就会发生损坏。（2）动靜间隙不足。设计空间值太小，安装空间太小，或间隔调整不符合安装和维护等要求，导致摩擦振动发生故障。（3）缸体跑偏、弯曲和变形。如果上辊和下辊之间的温差大并且预热时间不足，则辊可能变形甚至弯曲变形，这也是造成摩擦振动发生故障的一个很大原因。（4）转子和轴承的不对称。旋转部件的变形和位移，转子和轴承中心不对称，在最外侧导致整个转子倾斜，如果发生下面情况可能会导致摩擦性故障在短时间内迅速增加：①摩擦误差。②摩擦失效类型的故障：振幅连续变化，波动没有明显的规律。
2电厂汽机摩擦振动故障分析与诊断
2.1支撑刚度降低引起振动过大原因
转子系统包括油膜，轴承托架，底座，圆柱体，保护层等。决定转子托架系统刚度的因素包括2个主要方面：结构刚度，转子的几何形状以及零件载体，转子的尺寸大小和形状都会影响到汽轮机的振动问题。由于在设计和制造阶段难以确定结构的刚度，因此在实际条件下刚度的降低会引发摩擦振动故障，主要原因有：①螺栓的固定不稳定;②轴承座与台板接触不良;③膨胀不畅。数据表明，辊振动主要基于振动，其幅度小，运行速度快，表明中间转子的压力较小，机械的运行效率更好。根据基频的幅度增加和相位变化，假设第二和第三轴承的振动是动态和静态摩擦振动，这种摩擦属于可分离的早期碰撞。有两个主要部分可以发生摩擦。（1）旋转轴和固体止油器之间发生摩擦。由于轴承箱的微小负压，在齿和旋转轴之间会有灰尘和污垢，清除污垢和灰尘，就相当于形成润滑剂。在高温的影响下，轴迅速转动，轴越多，旋转轴上产生的摩擦力和压力输出就越大，间歇性摩擦振动就会起作用。（2）擦拭旋转轴和蒸汽的分离。由于长时间使用该装置后，气缸的膨胀和变形会减少局部间隙。如果蒸汽参数稍微改变，旋转轴将发生周期性地摩擦，振动主要发生在第二和第三轴承中，第二和第三轴承靠近高压和中压气缸的高温蒸汽入口，这就可以证明第（1）种积碳式油挡摩擦的可能性比较大。
2.2汽机异常振动解决方案
由于汽机异常振动较为常见且因素较多，故其解决较为繁琐，需要结合引起振动的具体因素，制定合理的解决方案。（1）油膜震荡和气流激振的处理。首先，控制轴瓦，先对轴瓦的比压进行适当增加，再调整轴瓦顶部间隙，控制轴瓦和轴颈之间的接触角（通常情况下可以减少5～10°左右），再适当应用低粘度润滑油。（2）气流激振的控制。基于气流激振的基本性质，需要结合长期记录绘制组曲线，并结合曲线基本情况，对其负荷变化率和负荷范围进行控制。（3）摩擦引起的振动控制。维护人员可以根据平时汽机运行正常时是否存在不规则噪音，分析相应构件和润滑油的基本情况，酌情更换之。尤其要尽可能避免转子热弯曲的情况发生。
2.3保障振动过大控制效果
振动过大是300MW电厂汽机系统中经常存在的问题，会加大设备、装置的磨损程度，从而引发运行故障，并会对电厂造成严重的损失。因此，应做好叶片的管理工作，主要是因为叶片的转速比较高，在运行时会产生振动冲击力，对邻近设备的运行质量、效率等会造成严重的影响。在实际处理时，要合理控制叶片的振动幅度，确保运行的稳定性。同时，还要对汽机的安装质量进行检测，包括位置、锚固情况等，避免因为松动而出现振动过大的问题。另外，汽机的润滑质量较差时，也会出现振动过大的现象，需要工作人员加强润滑油的采购控制工作，保障润滑油的质量，可以制定出定期的润滑检修工作，这样能及时有效的了解汽机的润滑情况，这样有效的降低了振动的危害的发生，所以说做好定期的检修工作，可以很大程度降低事故的发生，保障机组安全、稳定的运行。
2.4优化辅机系统，规范机组操作
汽机在运行时，会受到各种因素的影响，导致汽机无法正常运行，难以实现企业的综合效益。对此，电厂应加大故障防范力度，及时进行管控，从而降低故障的发生几率。例如，一是，电厂应健全维修体系，要求维护人员做好定期维护与日常维护工作，有利于及时发现辅机存在的问题，以优化功能和性能，保障汽机正常运行。二是，通常情况下，辅机的主要作用是对汽机的各项运行状态进行监测，并将数据信息及时显示与反馈出来，便于工作人员做好维护规划。一旦辅机出现故障问题，不利于工作人员及时发现汽机存在的安全隐患，影响了电厂机组运行的安全性。对此，可在辅机系统中增设过程控制系统，有利于对辅机的运行全过程进行实时监控与管理，并迅速采取解决措施，确保故障防范与处理效果。三是，电厂机组的设备、装置比较多，部分辅机系统需要人工进行操作，若操作人员的技术水平较低，容易出现误操作的问题，从而出现人为故障。因此，电厂应健全操作规范，做好人员培训工作，不断提高操作人员的专业能力和操作水平，保障电厂汽机正常运行。
2.5汽机轴承受损解决方案
首先，需要对轴承的采购流程进行优化，采购前将样品送至试验室，展开轴承性能检测，控制轴承质量关。其次，对已采购的轴承也需进行检测，要仔细核对轴承的生产厂家、规格参数、出厂合格证等。第三，轴承安装过程中，需避免杂物进入轴承。如果出现轴承偏移的情况，需要对汽机负荷进行适当调整。最后，强化汽机轴承维护工作，成立专门的维护小组，重视轴承受损情况，定期展开轴承外观、性能等方面的检查，再对轴承中的润滑油进行补充，避免油量不足导致轴承损坏，通过合理有效的优化手段，可以及时的解决轴承的受损问题。
结语
在汽轮机的初始启动阶段，会发生径向摩擦并且有可能发生转子的热偏转，装置的振动速度和振动幅度主要是由于高压缸的膨胀，中压缸的膨胀以及转子和缸轴连接之间的差异膨胀，发生静态和动态轴向摩擦。动态和静态摩擦不仅发生在启动期间，在其他环节也会伴随着动态和静态摩擦，因此，就要对动态和静态摩擦的位置进行分析，找出发生摩擦振动故障原因，并提出相应解决措施，对汽轮机发生摩擦振动故障的原因进行分析，在汽轮机的不断发展和改进中，慢慢完善运行中遇到的各种问题，以提高设备运行效率，并提高操作安全系数，确保汽轮机稳定安全运行。
参考文献：
[1]张玉.汽轮机动静摩擦故障分析及解决措施[J].能源与节能，2017（2）：162-163.
[2]闫青，罗霄，徐朝林，等.汽轮机通流部分的动静摩擦[J].水泥技术，2014（1）：102-103.
（作者单位：国华太仓发电有限公司）
【关键词】电厂;汽机;摩擦振动;故障;分析诊断
引言
电厂汽机的运行环境比较复杂，且内部系统、设备、装置、元器件等比较多，当汽机处于长时间运行时，一些设备、设施会发生异常运行的问题。在这种情况下，不仅会增加机组运行的能耗，还能对运行效率及安全性造成影响，不利于电厂的发展。对此，电厂应做好日常维护工作，提高维修人员的技术水平，进而及时发现故障隐患，保障电厂汽机正常运行。
1摩擦原因
动态和静态摩擦问题通常会导致汽轮机其他部件失效问题，例如：导致转子弯曲，它会加剧块体振动的恶化，导致大轴完全弯曲或块体破裂。导致摩擦振动故障的主要原因如下。（1）转轴振动过大。当旋转轴的振幅超过振动动态和静态偏差时，摩擦振动可能就会发生损坏。（2）动靜间隙不足。设计空间值太小，安装空间太小，或间隔调整不符合安装和维护等要求，导致摩擦振动发生故障。（3）缸体跑偏、弯曲和变形。如果上辊和下辊之间的温差大并且预热时间不足，则辊可能变形甚至弯曲变形，这也是造成摩擦振动发生故障的一个很大原因。（4）转子和轴承的不对称。旋转部件的变形和位移，转子和轴承中心不对称，在最外侧导致整个转子倾斜，如果发生下面情况可能会导致摩擦性故障在短时间内迅速增加：①摩擦误差。②摩擦失效类型的故障：振幅连续变化，波动没有明显的规律。
2电厂汽机摩擦振动故障分析与诊断
2.1支撑刚度降低引起振动过大原因
转子系统包括油膜，轴承托架，底座，圆柱体，保护层等。决定转子托架系统刚度的因素包括2个主要方面：结构刚度，转子的几何形状以及零件载体，转子的尺寸大小和形状都会影响到汽轮机的振动问题。由于在设计和制造阶段难以确定结构的刚度，因此在实际条件下刚度的降低会引发摩擦振动故障，主要原因有：①螺栓的固定不稳定;②轴承座与台板接触不良;③膨胀不畅。数据表明，辊振动主要基于振动，其幅度小，运行速度快，表明中间转子的压力较小，机械的运行效率更好。根据基频的幅度增加和相位变化，假设第二和第三轴承的振动是动态和静态摩擦振动，这种摩擦属于可分离的早期碰撞。有两个主要部分可以发生摩擦。（1）旋转轴和固体止油器之间发生摩擦。由于轴承箱的微小负压，在齿和旋转轴之间会有灰尘和污垢，清除污垢和灰尘，就相当于形成润滑剂。在高温的影响下，轴迅速转动，轴越多，旋转轴上产生的摩擦力和压力输出就越大，间歇性摩擦振动就会起作用。（2）擦拭旋转轴和蒸汽的分离。由于长时间使用该装置后，气缸的膨胀和变形会减少局部间隙。如果蒸汽参数稍微改变，旋转轴将发生周期性地摩擦，振动主要发生在第二和第三轴承中，第二和第三轴承靠近高压和中压气缸的高温蒸汽入口，这就可以证明第（1）种积碳式油挡摩擦的可能性比较大。
2.2汽机异常振动解决方案
由于汽机异常振动较为常见且因素较多，故其解决较为繁琐，需要结合引起振动的具体因素，制定合理的解决方案。（1）油膜震荡和气流激振的处理。首先，控制轴瓦，先对轴瓦的比压进行适当增加，再调整轴瓦顶部间隙，控制轴瓦和轴颈之间的接触角（通常情况下可以减少5～10°左右），再适当应用低粘度润滑油。（2）气流激振的控制。基于气流激振的基本性质，需要结合长期记录绘制组曲线，并结合曲线基本情况，对其负荷变化率和负荷范围进行控制。（3）摩擦引起的振动控制。维护人员可以根据平时汽机运行正常时是否存在不规则噪音，分析相应构件和润滑油的基本情况，酌情更换之。尤其要尽可能避免转子热弯曲的情况发生。
2.3保障振动过大控制效果
振动过大是300MW电厂汽机系统中经常存在的问题，会加大设备、装置的磨损程度，从而引发运行故障，并会对电厂造成严重的损失。因此，应做好叶片的管理工作，主要是因为叶片的转速比较高，在运行时会产生振动冲击力，对邻近设备的运行质量、效率等会造成严重的影响。在实际处理时，要合理控制叶片的振动幅度，确保运行的稳定性。同时，还要对汽机的安装质量进行检测，包括位置、锚固情况等，避免因为松动而出现振动过大的问题。另外，汽机的润滑质量较差时，也会出现振动过大的现象，需要工作人员加强润滑油的采购控制工作，保障润滑油的质量，可以制定出定期的润滑检修工作，这样能及时有效的了解汽机的润滑情况，这样有效的降低了振动的危害的发生，所以说做好定期的检修工作，可以很大程度降低事故的发生，保障机组安全、稳定的运行。
2.4优化辅机系统，规范机组操作
汽机在运行时，会受到各种因素的影响，导致汽机无法正常运行，难以实现企业的综合效益。对此，电厂应加大故障防范力度，及时进行管控，从而降低故障的发生几率。例如，一是，电厂应健全维修体系，要求维护人员做好定期维护与日常维护工作，有利于及时发现辅机存在的问题，以优化功能和性能，保障汽机正常运行。二是，通常情况下，辅机的主要作用是对汽机的各项运行状态进行监测，并将数据信息及时显示与反馈出来，便于工作人员做好维护规划。一旦辅机出现故障问题，不利于工作人员及时发现汽机存在的安全隐患，影响了电厂机组运行的安全性。对此，可在辅机系统中增设过程控制系统，有利于对辅机的运行全过程进行实时监控与管理，并迅速采取解决措施，确保故障防范与处理效果。三是，电厂机组的设备、装置比较多，部分辅机系统需要人工进行操作，若操作人员的技术水平较低，容易出现误操作的问题，从而出现人为故障。因此，电厂应健全操作规范，做好人员培训工作，不断提高操作人员的专业能力和操作水平，保障电厂汽机正常运行。
2.5汽机轴承受损解决方案
首先，需要对轴承的采购流程进行优化，采购前将样品送至试验室，展开轴承性能检测，控制轴承质量关。其次，对已采购的轴承也需进行检测，要仔细核对轴承的生产厂家、规格参数、出厂合格证等。第三，轴承安装过程中，需避免杂物进入轴承。如果出现轴承偏移的情况，需要对汽机负荷进行适当调整。最后，强化汽机轴承维护工作，成立专门的维护小组，重视轴承受损情况，定期展开轴承外观、性能等方面的检查，再对轴承中的润滑油进行补充，避免油量不足导致轴承损坏，通过合理有效的优化手段，可以及时的解决轴承的受损问题。
结语
在汽轮机的初始启动阶段，会发生径向摩擦并且有可能发生转子的热偏转，装置的振动速度和振动幅度主要是由于高压缸的膨胀，中压缸的膨胀以及转子和缸轴连接之间的差异膨胀，发生静态和动态轴向摩擦。动态和静态摩擦不仅发生在启动期间，在其他环节也会伴随着动态和静态摩擦，因此，就要对动态和静态摩擦的位置进行分析，找出发生摩擦振动故障原因，并提出相应解决措施，对汽轮机发生摩擦振动故障的原因进行分析，在汽轮机的不断发展和改进中，慢慢完善运行中遇到的各种问题，以提高设备运行效率，并提高操作安全系数，确保汽轮机稳定安全运行。
参考文献：
[1]张玉.汽轮机动静摩擦故障分析及解决措施[J].能源与节能，2017（2）：162-163.
[2]闫青，罗霄，徐朝林，等.汽轮机通流部分的动静摩擦[J].水泥技术，2014（1）：102-103.
（作者单位：国华太仓发电有限公司）