刘兴民
华电福新江门能源有限公司 广东省江门市 529000
摘要：在社会发展进程不断加快的形势下，用电需求日益提升，对于电厂来说保障汽机稳定运行是十分重要的。但在汽轮机启动时，由于部分运行参数以及部件的状态出现不稳，导致其产生一定的摩擦振动故障，进而导致汽轮机运行异常，影响正常的供电工作。因此，本文主要分析电厂汽机出现摩擦的原因，并开展相关故障诊断研究，提出有效的预防和控制措施，以此充分确保电厂汽机的安全性能。
关键词：电厂汽机；摩擦振动；故障诊断
前言
因为电厂汽机的运行环境相对复杂，而且内部系统、设备、装置以及元器件等较多。一旦汽机在长时间运行后，则会出现部分设备出现异常运行的状况。从而在很大程度上会增加机组运行能耗，并影响整个系统运行的效率和安全性能，阻碍电厂顺利发展。因此相关人员需要积极开展日常维护作业，并注重提高维修人员的专业技术能力，以便于及时发现故障隐患，从而确保电厂汽机的运行具有稳定性。
1 电厂汽机出现摩擦的原因分析
导致电厂汽机部件出现失效的主要原因，大多数是出现动态和静态的摩擦问题。比较常见的现象有转子弯曲，加剧块体振动，甚至可致使大轴完全弯曲、块体破裂等。而出现摩擦振动故障的诱发因素包含以下几个方面：
（1）转轴振动相对较大。即是汽机旋转轴的振幅过大，当其超过振动动态以及静态偏差时，则会因摩擦振动而出现损坏现象。
（2）动静间隙出现不足。当汽机的设计空间值较小时，则安装空间会相对较大，同时会因为间隔调整与安装维护要求不相符，导致摩擦振动故障。
（3）汽机缸体发生跑偏、弯曲和变形等情况。当设备上辊和下辊之间的温差较大，而且预热时间出现不足时，则会造成辊发生变形或弯曲情况，从而引发汽机的摩擦振动故障。
（4）转子与轴承不对称。由于汽机旋转部件发生变形或者位移时，会促使转子与轴承中心出现不对称的情况，在最外侧的转子将会出现倾斜状态。而当其发生在下面时，则会在短时间内发生摩擦性故障，比如出现较大的摩擦误差、振幅连续变化、无规律波动等[1]。
2 电厂汽机摩擦振动故障诊断
2.1 汽机异常振动
在电厂汽机运行时，经常会出现异常振动的情况，其引发因素相对较多，而且处理诊断和处理措施也比较复杂，必须要结合引发振动的具体原因，采取有效治理方法。比如在实际运行中，当汽机出现异常摩擦振动，维修人员可先考虑油膜振荡或者气流振荡所导致的故障。因此应当对轴瓦进行控制，适当增加比压，再调整其顶部的间隙，并调整轴瓦与轴颈之间的接触角，通常是降低5-10°左右。最后在使用低粘度的润滑油进行处置，如异常振动消失，则诊断处理要有效。如无效，可根据长期数据记录，绘制汽机运行曲线，按照负荷变化率以及负荷范围等实施控制。同时异常振动的引发原因还包括摩擦振动，相关人员需比较汽机正常运行状态，判断是否存在不规则噪音，再进行构件和润滑油的分析，并适当更换构件，防止出现转子发热弯曲等问题。
2.2 支撑刚度下降引发剧烈振动
对于汽机支撑刚度出现下降而导致的振动故障，在诊断时，需依据转子系统的组成部分进行分析，即是油膜、轴承托架、底座、圆柱体及保护层等。
在汽机实际运行过程中，刚度下降而导致摩擦振动故障的原因大多表现为三个方面。则是螺栓固定不稳定、轴承座与台板发生接触不良、辊出现动态和静态摩擦碰撞等。当第二和第三轴承的振动处于可分离的早期碰撞时，一般是出现两个部分的摩擦。即是旋转器与固体止油器之间。因为轴承箱的负压相对较小，在旋转轴与齿之间如存在污垢或者灰尘时，为避免摩擦力增大，应当及时进行清除。同时受高温影响，轴转动速度较快，在轴数量较多时，就会导致旋转轴的摩擦力和输出压力增大，进而出现间歇性的摩擦振动。此外，旋转轴和蒸汽的分离，在很大程度上，也会导致气缸发生膨胀变形，促使局部间隙有所减小。而当蒸汽参数出现一定变化时，旋转轴将会产生周期性的摩擦力，且在第二、第三轴承中发生振动，进而诱发积碳式油挡摩擦故障[2]。
2.3 汽机轴承受损振动
对于电厂汽机振动故障来说，其在诊断中还表现为轴承受损等。在开展诊断分析时，应当先对其轴承性能进行测试，查验是否符合相关技术标准，如符合则可调整其他参数，如不符合应当立即更换。并且对更换的轴承需要先优化采购流程，并开展实验室检验，审核出厂合格证、规格参数以及厂家信息等，确保维修后具有良好的使用效果。然后要规范安装轴承，避免杂物进入。检查完轴承后，可有效调整汽机负荷，避免发生轴承偏移等情况。另外及时补充轴承中的润滑油，防治油量不足而导致摩擦损坏。
3 电厂汽机摩擦振动的防控措施
3.1 优化辅机系统及规范机组操作
为有效防范电厂汽机出现摩擦振动，则需要结合其引发原因，采取有效防范措施。基于此相关企业需强化对故障的预防力度，积极开展管控手段，降低故障发生率。比如可在电厂内针对汽机设备建立完善的维修体系，要求相关维保人员开展日常维护工作，及时发现辅机存在问题，进而优化设备性能。再比如充分认识辅机的作用，维护人员要了解其能够监测汽机的运行状态，并对相关运行信息数据进行反馈，便于开展汽机运行操作环节。如果辅机发生故障，就会严重影响汽机的运行监测效果。所以可在辅机系统中增加适当的过程控制系统，便于开展实时监控和管理活动，尽早采取解决手段和方法，防范出现振动故障[3]。
3.2 防范油膜失稳
在汽轮机运行时出现油膜失稳，会导致汽机发生严重的振动摩擦故障。因此为防范这一问题。应当针对汽机适当的提高轴系稳定性，并提升系统阻尼，并定期开展运行检测和控制工作，避免对轴系稳定性和汽轮机的工作效率产生不利影响。另外，相关人员还要基于汽轮机安全运行的原则，适当增大对比压和负载，以此促使轴承的宽度有所降低。除此之外，应当在提高油温的基础上，进一步增大轴承的承载系数，有效降低润滑油的粘度。但同时相关人员也要注意检查油质老化情况。
3.3 防止气流振荡
气流振荡是汽轮机运行过程中发生摩擦振动的主要因素，因此相关人员必须加强防范和预防。并且相比于油膜失稳等其发生频率更多。为此，在设计设备时，可利用反旋涡技术来干扰流体的轴向运行，促使其失稳界限的转速得到明显提高。并且还能够有效的增大轴承和轴径的偏心率，有助于降低振动幅度。另外，为尽可能消除摩擦振动故障，还需有效的改善轴承几何形状，促使轴向旋流发生变化，促使切向力的强度有所下降，保证转子在高速状态下维持稳定状态，有助于进一步提高运行效率。
结束语
综上所述，电厂汽机在初始启动环节，可能会因为发生径向摩擦，导致转子发生热偏转现象，并且由于缸出现膨胀变形，引发静态和动态轴向摩擦。同时除启动阶段外，在运行过程中也有可能发生摩擦振动，为有效解决故障问题，相关维护人员需要仔细诊断，准确定位摩擦位置，针对发生振动的原因采取有效防范措施，如优化辅机系统及规范机组操作、防范油膜失稳以及气流振荡等，切实提高汽机操作安全性，实现电厂汽机的平稳、有序运行。
参考文献
[1]谷志德. 某25MW汽轮发电机组振动原因分析及处理[J]. 甘肃科技纵横,2020,49(5):24-25,23.
[2]吴春年,李丰均,孙海龙,等. 50MW背压机组汽轮机转子形变原因分析及探讨[J]. 汽轮机技术,2020,62(1):61-63.
[3]谭中兴. 长沙电厂#1机组#1小汽轮机振动大原因 分析及解决方案[J]. 电气传动自动化,2019,41(2):60-61,50.