电厂汽机摩擦振动故障分析与诊断

曹帅帅 赵程

摘要：在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。根据工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，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

电厂汽轮机在运行过程中，受各种因素影响，时常存在静止与动态部件相互摩擦的问题，机器发生各种故障，容易导致机器子系统失稳，轻则导致机组产生振动现象，重则造成转轴严重弯曲或损毁。为避免这些问题，需要对汽机摩擦振动故障原因进行详细分析和诊断，并针对性采取措施解决，从而促进电厂汽机稳定运行

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：

1.1 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。

1.2 动静间隙不足

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。

1.3 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。

1.4 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防范措施

2.1 构建神经网络诊断系统

为了能够精准找到汽轮机摩擦振动原因，相关专家和学者需要构建完善、健全的汽轮机振动诊断系统，为及时发现振动问题提供准确依据。新时期背景下，科学技术不断进步，为构建神经网络诊断系统奠定了良好基础，采用数字化模拟技术模拟人脑神经，能够构建出与人脑信息处理逻辑一致的系统流程。为了达到汽轮机摩擦诊断目标，需要转接和学者在汽轮机各振动点安装接卸想和吸纳红采集装置，以此来采集汽轮机运行信号，并将采集的信号储存到先关文件中。在此基础上，采用信号降噪方式对采集信号进行处理，提取信号中的小波能量并储存。如此则能够测试和诊断汽轮机故障特征，从而找到引发汽轮机摩擦振动的主要原因，有利于技术人员采取针对性措施进行维修和调整，从而提高汽轮机故障处理的效率和质量，促进汽轮机安全运行。

2.2 避免油膜失稳

汽轮机在设计工程中需要适当提高系统阻尼和轴系的稳定效果，在生产过程中应严格按照工艺技术操作，并做好控制检查工作，避免受各种客观因素影响降低汽轮机轴系稳定性，如此可以从根源上降低汽轮机摩擦振动发生率，有利于提高其工作水平。在此基础上，电厂还应重视汽轮机轴承日常维护管理工作，汽轮机在长时间运行过程中，不可避免会产生各种故障问题，通过日常维护，能够有效避免油膜失稳问题。为满足这一需求，需要设计人員在汽轮机设计过程中遵循安全运行原则，适当增加汽轮机对比压和负载，同时缩小轴承的宽度。在此基础上，还要相应提高油温，增加承载系数，同时降低润滑油粘结度。这种方式虽然能够有效避免汽轮机产生摩擦振动故障，但也会缩小油膜厚度，如果汽轮机长期在高温状态下运行，会导致油质出现老化现象。所以需要设计人员引起高度重视。

2.3 避免气流震荡

汽轮机在运行过程中产生的气流振动相对于其他振动而言频率更高，针对气流振动问题，需要从设计方面入手进行改进。设计人员可以采用反旋涡技术干扰流体向汽轮机轴向运行，以此来强化流体转速。与此同时，也可以适当加大轴承轴径偏心率，这种方式可以有效减少轴承振动幅度。此外，设计人员还可以转变轴承形状，使轴向旋流被打乱，从而降低轴承的切向力，保证汽轮机在运行过程中转子始终处于高速、稳定运行状态，同时减少摩擦振动故障产生。

2.4 合理调节均压箱压力

汽轮机启动后，如果压力过高，会增加汽轮机供气量，如此则极大可能会发生汽封漏气问题，如果不及时处理，蒸汽随着运转逐渐进入汽轮机有系统中，从而引发摩擦振动故障。为了避免这一问题，需要合理调节均压箱压力。通常情况下，汽轮机的均压箱压力值需要控制在0.05 MPa左右，只有满足这一需求，均压箱才能够充分发挥自身作用和功能，有效阻隔有系统和蒸汽，从而降低汽轮机摩擦振动故障发生率。

2.5 合理控制汽轮机运转操作

电厂汽轮机运行过程中，虽然可以通过主油箱控制负压桩体，但是为了避免产生油雾，需要技术人员在汽轮机操作时利用主油泵断油，在此基础上，可以通过主油箱为轴承箱提供负压，促进污染物进入汽轮机的油系统中。在采用这种操作方法时，需要将主油箱的负压控制在486 Pa左右。此外，电厂技术人员还应在日常维护管理工作中，重视检查主油箱、油净化装置、各轴承箱等部位，并对油箱密封性进行检测，如果密封性不合格，需要采用硅胶进行密封，选择的硅胶必须要保证耐油性良好，从而避免汽轮机在运行过程中，有杂质或水分进入油箱并引发摩擦振动故障。

2.6 排查转子热弯曲故障

电厂汽轮机在运行过程中，转子需要在蒸汽区范围内长时间工作，这也使得转子在热作用下会产生热弯曲故障，从而导致汽轮机出现摩擦振动问题。针对这类故障，设计人员需要在汽轮机设计过程中，选用耐高温性能强、耐腐蚀性能好的材料作为转子材料。如果汽轮机在运行中转子产生热弯曲故障，技术人员需要及时停止汽轮机作业，并将故障转子取下，更换全新转子，从而解决故障问题，保证汽轮机稳定运行。

结束语：

综上所述，汽轮机作为电厂发电系统中的重要设备，其运行效率能够直接影响电厂发电效果。然而，在汽轮机运行过程中，受各种各管因素影响，容易产生摩擦振动故障，严重会导致整个系统停止运行，从而为电厂带来巨大经济损失。针对这一问题，电厂技术人员需要给予高度重视，并做好汽轮机日常维护检修工作，同时掌握一些常见振动故障解决措施，以备发生故障时能够及时解决和处理。从而保证汽轮机安全、稳定运行。

参考文献

[1]王涛. 电厂汽机异常振动故障及诊断分析[J]. 科学与信息化， 2020（7）：2.

[2]佟立臣， 张旭. 汽轮机摩擦振动故障的分析与诊断[J]. 内燃机与配件， 2019（3）：3.