汽轮机动静碰磨现象及诊断

第9卷第16期黑龙江科学V3 9 2018 年 8 月HEILONGJIANGSCIENCE August 2018汽轮发电机组动静碰摩故障的处理分析李俊海(哈尔滨电气股份有限公司蒸汽发电事业部，哈尔滨150001)摘要：动静碰摩故障是汽轮发电机组最常见的一种故障问题，一旦发生会对汽轮发电机组的安全稳定运行造成巨大的负面影响。

汽轮发电机组出现动静碰摩故障时，不仅会给汽轮机组的正常运行带来巨大的负荷，还有可能会造成安全事故。

因此，做好汽轮发电机组动静碰摩故障的研究与处理具有十分重要的现实意义。

本文对汽轮发电机组动静碰摩故障产生的原因加以详细分析，结合个人在汽轮发电机组动静碰摩故障上的研究经验与相关参考文献，从动静碰摩故障产生的原因、故障机理、故障诊断入手加以阐述，并提出相应的处理对策，以供广大同行参考借鉴。

关键词：汽轮发电机组;动静碰摩故障;处理分析中图分类号：TM311 文献标志码：B文章编号：1674 -8646(2018)16 -0044 -02Analysis onthe treatment of static and dynamic rubbingfaults of steam turbine generator setsLI Jun-hai(Steam Power Generation Division，Harbin Electric Co.，Ltd.，Harbin 150001，China) Abstract:Dynamic a nd static rubbing fault is the most common fault problem of turbo generator sets.Once it occurs，it will have a huge negative impact on the safe and stable operation of steam turbine gen generator set has a static and s tatic rubbing fault，it will not only bring a huge load to the normal operation of tlie steam turbine unit，but also may cause a safety accident.Therefore，it is of great practical significance research and treatment of tlie dynamic and static rubbing faults of steam turbine generatorof the dynamic and static rubbing faults of the steam turbine generator set are analyzed in detail，combined with the personal research experience and related references in the dynamic and static rubbing faults of the steam turbine generator set，the causes，fault mechanisms and faults caused by the static and dynamic rubbing faults.The diagnosis begins with the e xplanation，and proposes corresponding countermeasures for the reference of the majority of peers. Key words ：Steam turbine generator set;Dynamic a nd static rubbing fau l t;Processing an1汽轮发电机组出现动静碰摩故障的原因对汽轮发电机组出现动静碰摩故障的部位进行观 察分析后可清楚的看到，转子的局部和静子的整周，静 子的局部和转子的整周，以及转子和静子的整周是汽 轮机发电机组出现动静碰摩损坏的主要集中部位。

汽轮机动静摩擦故障分析及解决措施摘要：本文详细介绍了汽轮机动静摩擦故障的分析及其解决方案。

在无动静摩擦技术的情况下，汽轮机的正常工作必须依靠动静摩擦的作用。

当存在摩擦焊接缺陷、过热或基座缺乏平衡时，将导致汽轮机的动静摩擦故障。

因此，本文首先详细介绍了动静摩擦故障的原因，并采用实验方法分析其对汽轮机性能的影响。

根据分析结果，本文提出了解决汽轮机动静摩擦故障的有效措施，包括优化汽轮机的设计、选择合适的材料、定期观察和保持汽轮机的结构等。

关键词：汽轮机；动静摩擦；故障分析；解决措施正文：1. 引言汽轮机动静摩擦技术是汽轮机可靠性的重要保障，一致都被广泛应用于海上机电设备中，但也可能造成汽轮机故障。

本文首先提出汽轮机动静摩擦故障分析的理论框架，并采用实验方法分析其故障影响，最后给出汽轮机动静摩擦故障解决方案。

2. 汽轮机动静摩擦故障分析汽轮机动静摩擦系统的正常运行必须依赖于动静摩擦的均衡作用，一旦受到干扰，就会造成动静摩擦故障。

典型的汽轮机动静摩擦故障有摩擦技术缺陷、基座不平衡、摩擦面过热等，这些故障的严重程度直接影响汽轮机的可靠性和使用寿命。

因此，研究汽轮机动静摩擦故障的发生机制及其对汽轮机性能的影响十分必要。

3. 实验研究为了深入了解汽轮机动静摩擦故障的发生机制及其对汽轮机性能的影响，本文采用实验研究方法，通过不同条件下模拟摩擦故障，研究其对汽轮机性能的影响。

4. 解决方案根据实验结果及以往研究成果，本文提出了解决汽轮机动静摩擦故障的方案，包括优化汽轮机的设计、选择合适的材料、定期观察和保持汽轮机的结构等。

5. 结论本文详细介绍了汽轮机动静摩擦故障的分析及其解决方案。

实验研究结果表明，当存在摩擦焊接缺陷、过热或基座缺乏平衡时，将导致汽轮机的动静摩擦故障。

根据分析结果，本文提出了解决汽轮机动静摩擦故障的有效措施，以保证汽轮机的可靠性和使用寿命。

6. 优化汽轮机设计优化汽轮机的设计是提高汽轮机可靠性的重要措施。

汽轮机高压缸动静碰磨故障分析及改进摘要：汽轮机动静部件碰磨是机组常见的主要故障之一，威胁设备健康，严重时可能损坏设备，影响整个核电厂的安全稳定运行。

某核电厂2号机组在大修解体过程中出现明显的动静碰磨现象，本文对此进行了原因分析，并制定了处理措施，可为以后同类型机组故障提供参考意见。

关键词：通流间隙；动静碰磨；阀门；碰缸；同心度；振动；轴封供汽某核电厂运行的1000MW汽轮机为SIEMENS公司设计和制造的半速、反动式汽轮机，高压汽缸为双层缸结构，分外缸和内缸两部分，汽缸为双流对称结构，主蒸汽流经4组上下左右对称布置的主汽阀及调节阀组件后进入高压部分的蒸汽进汽口，机组低功率平台运行时主要依靠3号阀组件进汽。

高压缸径向间隙的密封和端部轴封均采用多齿配合式密封，转子和汽缸上有嵌入式密封条，在相对应的静叶和动叶的围带上加工而成动静叶片的密封齿。

该类型机组自从投产商运以来，每次在100MW左右的低功率平台下运行时，就会出现1，2号轴振动异常偏大的情况，曾经导致机组打闸停运；电站2号机组首轮大修时对高压缸进行了解体检查，发现缸内存在明显的动静碰磨，及端部轴封汽封齿条脱出现象。

为避免该类故障对电站安全稳定运行带来的危害，本文进行了深入的研究和分析，并制定了有效治理措施。

1 故障描述某核电厂2号机组大修前降功率停机过程中，在降至100MW左右时，机组轴振出现异常上涨，尤以1、2号轴振最为明显；解列后振动呈持续上涨趋势，现场进行打闸操作；打闸后1号振动上涨至292μm，2号166μm，后呈下降趋势，如图1所示。

针对此收集了相关振动图谱，从振动趋势图看，起振时定速阶段相位出现明显的变化，初步判断存在动静碰磨的现象，见图2；从1，2号轴振动监测趋势图来看，振动呈现出相对完整的正弦波形，但正向振幅有有轻微的“削波”现象，判断存在轻微动静碰磨，见图2；从1，2号轴振动监测轴心轨迹来看，整体呈现出正进动特征，椭圆趋势，但存在挤压变形现象，且波形上拉动检查可见局部有轻微反进动表现，判断有碰磨故障生成，见图2。

汽轮发电机组低速碰磨特征分析与处理探讨汽轮发电机组是重要的发电设备之一，其正常运转对电力系统稳定运行有着重要的保障作用。

然而，在汽轮发电机组工作过程中，会出现许多异常情况，其中低速碰磨是比较常见的一种故障，它不仅会导致设备损坏，还会影响发电系统的正常运行。

因此，对汽轮发电机组低速碰磨特征进行分析与处理，有助于防范此类故障的发生和提高设备的效率和可靠性。

1.低速碰磨的原因及特征汽轮发电机组低速碰磨，是指在设备运行时，主轴承支撑的转子与机壳之间发生摩擦，产生磨损的现象。

其原因可能有以下几点：（1）设备设计不合理：例如转子不平衡、主轴承安装不当等问题，会导致设备运行时晃动并产生碰磨。

（2）过载运行：长期过载运行会使机壳变形，导致与转子的间隙变小，产生摩擦。

（3）设备老化：设备使用年限过长，零部件开始老化磨损，导致旋转系统的平衡失调引起碰磨。

低速碰磨的特征主要表现在以下几个方面：（1）声音变大：设备运行时出现声音明显变大的情况，甚至产生噪声。

（2）振动加剧：设备振动加剧，严重时产生轻微的震动。

（3）润滑不良：低速碰磨会磨损润滑部件，导致润滑油不畅，甚至产生润滑失效的情况。

2.低速碰磨的处理方法针对汽轮发电机组低速碰磨的故障特征，可以采取以下几种方法进行处理：（1）及时停机：当设备出现低速碰磨的情况时，应立即停机检查。

对发现的问题进行及时处理，避免故障进一步恶化。

（2）检查和清洁：拆开设备，对各个零部件进行检查和清洁。

清除污垢和杂质，排查设备异物卡住的可能性，并检查设备密封性能是否良好。

（3）更换零部件：如果发现零部件严重磨损，需要更换新的零部件。

同时，也需要注意更换质量，避免使用劣质零部件导致故障再次出现。

（4）实施维护计划：建立健全的设备维护计划，按照规定进行定期维护、检测和清洁工作，确保设备平稳运行。

综上所述，对汽轮发电机组低速碰磨的处理，需要及时发现和处理故障，检查和清洁设备零部件，实施维护计划，预防故障的出现。

汽轮机组现场动静碰磨故障的振动特征及分析诊断方法摘要：汽轮发电机组动静部件碰磨是当前大型机组现场常见重要故障。

碰撞的原因涉及到多方面:设计通流间隙过小、膨胀系统不合理;制造加工超差、大件原材料热处理不适当;现场安装轴系标高、扬度、对轮对中、高差、张口不合格或设计部分提供的要求不正确;运行参数控制不当;检修缺陷等。

碰磨故障内在机制复杂,振动特征较之其它故障呈现多样性和不确定性,随碰磨的类型、程度和阶段差异很大;还往往受到外部环境影响,如测点类别、测量分析仪器采样率、分辨率等。

基于此，本文主要对汽轮机组现场动静碰磨故障的振动特征及诊断方法进行分析探讨。

关键词：汽轮机组；现场动静；碰磨故障；振动特征；诊断方法1、前言汽轮发电机组动静部件之间碰摩是日常运行中常见故障，转子碰摩会产生复杂的振动情况，而对转子碰摩的研究大多基于理论和实验室数据，由于现场振动特征具有多样化，振动起因多元化，因此实际机组的碰摩情况远比模拟实验复杂的多。

转子碰摩故障若不及时发现并处理可能会造成严重后果，例如转轴的永久弯曲，更严重的可能会造成整个轴系毁坏，因此对碰摩故障进行准确判断分析，及时正确处理转子碰摩故障，可有效提高机组的运行安全性。

2、机组动静碰摩原因及振动特性2.1机组动静碰摩原因汽轮机动静碰摩通常发生在隔板汽封、叶片围带汽封以及轴端汽封，同时也有可能发生在轴承油挡、挡汽片部位，以下列出了动静碰摩的常见原因。

a.机组径向碰摩的常见原因一般分为以下几种情况：动静间隙太小；转动轴承振动过大；转子与轴承对中不好；缸体或轴承座的跑偏、弯曲或变形。

b.机组轴向碰摩的常见原因一般分为以下几种情况：推力轴承损坏以及轴向力不平衡；隔板材料问题；轴向位移及胀差控制效果差。

2.2机组动静碰摩机理及振动特征通常情况下，机组动静部位的碰摩为局部碰摩，这样由于转子高速旋转会使摩擦部位产生高温，这时转轴表面受热不均发生转子热弯曲变形，从而引起新的质量不平衡。

分析汽轮发电机组动静碰摩故障的诊断与处理摘要：动静碰摩是大型汽轮发电机组的故障中最常见的一种，对发电机组的安全、高效运行有很大的负面影响。

本研究介绍了大型汽轮发电机组动静碰摩故障产生的原因及机理，并对动静碰摩的诊断以及相关措施进行探讨。

关键词：汽轮发电机组；动静碰摩故障；诊断与处理机组动静碰摩是指轴在旋转过程中转动部件与静止部件之间的间隙消失，发生接触碰撞的现象，是汽轮发电机组运行中常见的故障。

动静碰摩通常使转子发生强烈振动，严重时甚至可导致转轴弯曲。

随着现代机组向着高性能、高效率发展，动静间隙变小，碰摩的可能性随之增加，所以对动静碰摩进行细致的研究是十分有必要的。

1机组动静碰摩的原因及机理1.1机组动静碰摩的原因现场技术人员对动静碰摩故障进行过大量分析研究后发现：汽轮发电机组易于发生动静碰摩的部件主要是轴封、油挡、隔板汽封、叶片围带汽封以及轴端汽封、轴瓦、密封瓦、挡汽片等，相对应的转动部件分别为轴颈、转轴和叶片，主要表现为径向碰撞和摩擦。

发电机的径向碰摩通常发生在密封瓦处。

从动静碰摩的部位和痕迹来看可分为：转子局部，静子整周；静子局部，转子整周；转子和静子均为整周。

动静碰摩通常由以下原因造成：①转轴振动过大。

由于质量不平衡、转子弯曲、轴系失稳等均会造成振动过大，大振动下的转轴振幅一旦达到动静间隙，都可能与静止部位发生碰摩。

②轴系不对中。

非转动部件的不对中或翘曲，特别是热态轴承标高引起的不对中等会使轴颈与转子部件在通流部分间隙改变甚至消失，引起碰摩。

③动静间隙不足。

可能是设计的间隙过小，或是安装、检修时动静间隙调整不符合规定所致。

④缸体跑偏、弯曲或变形。

大型机组高压转子前汽封比较长，冷态启机缸体膨胀，上下缸温差等参数掌握控制不当容易造成这些部位发生碰摩，进而造成大轴发生塑性弯曲。

这是碰摩弯轴的主要运行原因之一，已有近30台200MW机组发生过这样的事故。

这几类碰摩振动在机理上是有所区别的。

1.2动静碰摩发生的机理对大型汽轮发电机组的转子和静子碰摩原理进行研究主要是以单圆盘转子为研究对象，以使问题简单化，达到窥一斑而见全豹的作用。

汽轮发电机组低速碰磨特征分析与处理探讨汽轮发电机组是一种利用汽轮机驱动电力发电的设备。

在汽轮发电机组运行过程中，由于各种原因引起的机械传动部件之间的相对运动会产生摩擦、磨损和冲击等现象，其中低速碰磨是一种常见的故障现象。

本文将对汽轮发电机组低速碰磨的特征进行分析，并探讨相应的处理方法。

低速碰磨特征分析：1. 声音异常：低速碰磨通常会产生异常的噪音，这是由于机械传动部件之间的相对运动引起的。

这些噪音通常是沉闷、刺耳或者金属撞击声，并且会随着机组负荷变化而改变。

2. 振动加剧：低速碰磨会导致机组的振动加剧，表现为振动幅值增大、频率变化等。

振动加剧不仅影响机组的正常运行，还会对设备的安全性和寿命造成影响。

3. 温升异常：低速碰磨可能会导致机械传动部件的温升异常，表现为相应部件的温度升高。

这是由于碰磨过程中机械能转化为热能，使得部件温度升高。

处理方法探讨：1. 检测与监控：在汽轮发电机组运行过程中，可以采用振动、声音和温度等传感器进行实时监测，以便及时发现低速碰磨现象的发生。

并且可以利用数据分析与处理技术，对监测数据进行分析，以提取有关低速碰磨的特征。

2. 维护保养：定期对汽轮发电机组进行维护保养，包括润滑油的更换和清洗、传动部件的紧固和调整等。

还可以利用无损检测技术对机械传动部件的磨损情况进行评估，以及时发现并处理低速碰磨现象。

3. 优化设计：在汽轮发电机组的设计阶段，可以优化传动部件的结构和材料，降低低速碰磨的风险。

采用更加耐磨的材料、加强润滑系统的设计等。

4. 故障诊断与处理：一旦发现低速碰磨现象，应立即停机检修，找出引起碰磨的原因，并采取相应的处理措施。

更换磨损严重的部件、调整传动部件的相对位置等。

汽轮发电机组低速碰磨是一种常见的故障现象，对机组的正常运行和寿命产生不良影响。

及时分析低速碰磨的特征，并采取相应的处理措施，对保障机组的安全运行和延长机组的使用寿命具有重要意义。

汽轮发电机组动静碰摩故障处理摘要：汽轮发电机组很容易出现动静碰摩故障。

由于碰摩故障的复杂性，其表现特征和处理方法有很大差别。

分析现场发生的动静碰摩故障，说明处理方法上的不同点，提高动静碰摩故障处理的有效性，防止动静碰摩故障的发生和发展。

关键词：汽轮发电机；动静碰磨；故障处理引言随着机组设计和制造水平以及经济性要求的提高，动静间隙不断缩小，动静碰摩成为汽轮发电机组常见的振动故障，特别是新建和大修后启动的机组。

动静碰摩是由其他原因引起的后续故障，如动静间隙调整不当，轴系对中不良，汽缸变形，膨胀不畅，基础不均匀下沉，大的不平衡振动和润滑失效等。

由于碰摩的部位和形式不同，动静碰摩故障具有多样性，可从不同角度进行划分，如不同方向、不同转速、不同部位和不同严重程度的碰摩等。

1.机组概况某电厂１号汽轮机为N300-16.7/537/537型亚临界、中间再热、双缸双排气、采暖抽汽凝汽式；发电机型号为QFSN-300-2，冷却方式为水氢氢冷；励磁机型号为JL-1434-4。

机组轴系由8个轴承支撑，1号到4号轴承为可倾瓦，5号和6号轴承为椭圆瓦，7号和8号轴承为圆筒瓦。

各转子间均采用刚性连接。

机组轴系由高中压缸转子（HP，IP）、低压缸转子（LP）、发电机转子（G）和励磁机转子（E）组成，其轴系结构如图１所示。

图１汽轮发电机组轴系结构图图3发生故障时的1号轴承X方向振动频谱检修人员于2016年8月对该机组进行 C级检修，检修后启动正常。

11月初该机组正常运行过程中，升降负荷时1号轴承X，Y方向振动出现爬升的情况，11月9日检修人员对该机组进行在线振动测试。

本次测试采用美国本特利公司WINDOWS 208DAIU8通道振动数据采集分析系统来完成。

键相信号及振动信号均取自机组配置的TSI系统，该系统采用非接触式电涡流传感器测量轴颈振动，速度传感器测量轴承座振动，轴振测点为1号到6号轴承，且分X方向和Y方向布置，两方向夹角呈90°。

汽轮机动静碰摩的诊断与措施摘要：本文着重介绍了汽轮机组动静碰摩的实例，对汽轮机组碰摩的特征、原因、危害进行逐一阐述。

针对汽轮机碰摩的危害制定出相关技术措施，从而确保机组安全、经济、稳定的运行。

关键词：汽轮机胀差碰摩汽轮机转动部件与静止部件的碰磨是机组运行中的常见故障。

随着大型机组对效率要求的不断提高，动静间隙变小，碰磨的可能性增大。

当前，国内机组碰磨故障的发生仅次于质量不平衡，成为大机组的第二大类振动故障。

每年全国有数台大型机组发生动静碰磨。

在处理过程中往往要走弯路，开缸检查发现汽封磨损。

因此，碰磨的准确分析诊断无疑会有效地提高机组运行的安全性和经济性，防止重大事故发生。

1 汽轮机组动静摩擦的特征碰磨具有很多征兆，易变的信号特征与外界条件有密切的关系，在某一时刻出现的特征在其他时刻可能不再复现，这使碰磨带有不确定性。

发生碰磨时具体的信号特征如下：（1）在固定转速下，振幅随时间逐渐增大或减少。

变化分量是一倍频成分。

相位可能大或不变。

振幅相位出现变化的时刻应该滞后工况变化。

（2）动静碰磨可能发生的工况：定速暖机、升速过程、带负荷。

（3）碰磨的认定应该在排除了转子材料热弯曲区、中心进油、转子冷却不均匀这几种故障之后。

（4）机组事故停机过程中出现惰走时间明显减少、盘车电流增大、机组内部声音异常。

2 汽轮机组动静摩擦的原因（1）转轴振动过大。

造成不论何种起因，轴振幅一旦增大到动静间隙值，都将与静止部件发生碰磨。

（2）轴系对中不好。

可使轴颈处于极端的位置，整个转子偏斜导致碰磨。

（3）动静间隙不足。

可能是设计的间隙顶得过小，或者是安装存在不足。

（4）缸体跑偏、弯曲或变形。

大型机组高压端汽封长，冷态启机。

（5）生产人员操作不当。

3 实例分析某热电厂2×3 0 0M W 汽轮机组在揭#2 瓦处理缺陷后进行冷态启动过程发生胀差大跳机事故。

机组跳闸后在转速1672 r / m i n 时振动突增，主要表现在#1瓦轴振X 向118u m Y 向10 6u m #2 瓦X 向123u m Y 向62u m 轴盖振动#1 瓦10 0 u m #2 瓦10 0 u m #3 瓦6 4u m。

汽轮发电机组低速碰磨特征分析与处理探讨汽轮发电机组低速碰磨是一种常见的故障现象，它会造成设备的损坏和能效的降低。

对其特征进行分析和处理十分必要。

本文将对汽轮发电机组低速碰磨的特征进行详细的探讨，并提出处理方法。

低速碰磨的特征主要表现为振动和噪音的增加。

在机组运行时，如果出现噪音和振动明显增加的情况，就有可能出现低速碰磨。

而低速碰磨所产生的振动和噪音主要集中在机组的高转速旁路设备和传动系统上，如轴承、齿轮等。

低速碰磨的原因主要是由于设备的磨损和不平衡引起的。

设备的磨损会导致轴承、齿轮等部件表面的光洁度变差，从而增加了摩擦系数，进而产生碰磨现象。

而设备的不平衡则会导致振动的增加，进而加速设备的磨损。

针对低速碰磨的特点和原因，我们可以采取以下措施进行处理。

对设备进行定期的检修和保养是非常重要的。

通过定期的检修和保养，能够及时发现设备的磨损和不平衡现象，并采取相应的措施进行处理，从而避免低速碰磨的发生。

在进行保养时，可以采用先进的技术手段，如红外热像仪、声波分析仪等，来对设备进行全面的检查和评估，以确保每个部件的正常运行。

对设备进行动平衡处理也是一种有效的方法。

通过对设备进行动平衡处理，能够减小设备的不平衡程度，从而降低振动的强度，减少低速碰磨的发生。

动平衡处理主要是通过在设备上添加适当的配重，来使设备达到平衡状态。

在进行动平衡处理时，需要选用合适的平衡方法和平衡设备，以确保处理的效果。

合理使用设备也是避免低速碰磨的关键。

在使用设备时，需要根据设备的使用说明书和操作规程进行操作，并且要注意设备的运行状态，及时发现并解决设备运行中的不正常现象。

还需要对设备进行合理的负载分配，避免对设备造成额外的负荷，从而减轻设备的磨损和不平衡。

对汽轮发电机组低速碰磨的特征进行分析和处理是很有必要的。

通过定期的检修和保养、动平衡处理以及合理使用设备，可以减少振动和噪音的增加，降低设备的磨损和不平衡，从而避免低速碰磨的发生。