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　　臨界轉(zhuǎn)速前的摩擦振動臨界轉(zhuǎn)速前，即w　　1.2實際轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦振動機理的分析實際汽輪機轉(zhuǎn)子是由多級葉輪組成，其摩擦可能發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中部，也可能發(fā)生在轉(zhuǎn)子的兩端，發(fā)生在轉(zhuǎn)子中部的摩擦彎軸振動具有單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦彎軸的機理。在第一近年，隨著大型機組基礎(chǔ)材料及制造加工工藝的日趨先進，軸系不平衡造成機組振動的缺陷己經(jīng)日趨減少，取而代之是為追求機組大容量、高效率及緊湊結(jié)構(gòu)而附帶產(chǎn)生的摩擦彎軸振動故障日益增多。但現(xiàn)場對機組啟動過程中的摩擦振動特性缺乏足夠的了解，尤其是轉(zhuǎn)子摩擦彎軸引起的振動及采取的應(yīng)急措施，這方面如果處理不當，將可能產(chǎn)生嚴重的惡性事故。

　　1摩檫彎軸振動的機理bookmark1摩擦彎軸振動是指轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，大軸局部表面與靜止部件如汽封、軸封等發(fā)生摩擦之后，使該部位的表面溫度急劇上升，與周圍金屬產(chǎn)生顯著的溫差，轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生熱彎曲，當金屬膨脹所引起的熱應(yīng)力超過材料的屈服極限時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生塑性變形，引起永久彎曲。

　　1.1單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦振動機理單盤轉(zhuǎn)子阻尼系統(tǒng)的特性方程為：可得方程的解：卜臨界轉(zhuǎn)速以下，轉(zhuǎn)子中部的動擾度隨轉(zhuǎn)速成平方地增加，摩別，所不同的是不平衡部位的判別用的是機組工作轉(zhuǎn)速下的擦高位與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心間的相角差a<90度，將發(fā)生偏心引起摩擦，摩擦熱彎曲進一步加大偏心的惡性循環(huán)；在第一臨界轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)子中部的動擾度隨轉(zhuǎn)速而下降，摩擦高位與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心間的相角差>90度，形成一個摩擦彎軸減小偏心，小偏心引起小摩擦的良性循環(huán)。

　　發(fā)生在轉(zhuǎn)子兩端的摩擦彎軸振動，在第一臨界轉(zhuǎn)速以下機理同上，但在第一臨界轉(zhuǎn)速以上的摩擦彎軸需分兩個區(qū)段來分析，一段是一階振型未消退二階振型尚未起主振型區(qū)間，其機理同單盤轉(zhuǎn)子的分析；另一段是一階振型基本消除二階振型起主導(dǎo)作用的階段，其摩擦彎軸振動的機理似乎有餑于傳統(tǒng)的摩擦彎軸振動機理，因為此階段轉(zhuǎn)子兩端動擾度隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，摩擦高位與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心間的相角差a<90度，其實不然，因為摩擦點發(fā)生在轉(zhuǎn)子的兩端，只要將臨界轉(zhuǎn)速理解為第二臨界轉(zhuǎn)速，一切皆符合摩擦彎軸振動的機理。

　　1.3現(xiàn)場轉(zhuǎn)軸摩擦部位的判別摩擦彎軸部位的判別類同于轉(zhuǎn)子不平衡重量部位的判基頻振動，而摩擦彎軸部位的判別所用的是機組某一轉(zhuǎn)速運行時振動的變化量。即當轉(zhuǎn)子兩端振動同向分量明顯增加、反向分量增加不多時，其摩擦彎軸應(yīng)在轉(zhuǎn)子的中部；反之，當轉(zhuǎn)子兩端振動反向分量明顯增加、同向分量增加不多時，其摩擦彎軸應(yīng)在轉(zhuǎn)子的兩端；兩者同時變化時，其摩擦彎軸可能是轉(zhuǎn)子的某一端。

　　2現(xiàn)場幾個摩檫彎軸振動問題的處理2.1溫州300MWA機組高中壓轉(zhuǎn)子摩擦彎軸問題的分析與處理2001年7月6日，機組首次啟動，按正常開機順序升速至2040/min暖機，機組振動正常，1號、2號瓦振動為49. 9Z44和29.3Z106但隨后1號、2號瓦振動開始爬升，90分鐘后，1號、2號瓦振動達108Z64和60.985（詳見）2.2北侖600MW1幾組低壓轉(zhuǎn)子摩擦彎軸振動的分析與處理運行，9時10分，出現(xiàn)振動大報警，8號瓦垂直方向軸振達127xim以基頻分量為主。

　　查閱振動變化歷史曲線可知：機組在8時15分前，7號、8號軸振一直穩(wěn)定在1938和15Z176運行，8時15分后，機組振動開始爬升，至9時10分，7號、8號軸振為90Z152和125Z83振動同向及反向分量分別變化166Z293和155Z36，符合轉(zhuǎn)子兩端摩擦彎軸振動機理，但如果是轉(zhuǎn)子兩端均勻摩擦，其同向分量不應(yīng)有如此大的增幅，如按平衡估算，其摩擦彎軸應(yīng)在8號瓦單端。

　　500/min穩(wěn)定運行，旨在通過降速減小轉(zhuǎn)子的二階動擾度，從而使摩擦點摩擦強度減小。為什么選擇穩(wěn)定在2500r/min是因為在力求避開轉(zhuǎn)子、葉片臨界的基礎(chǔ)上，希望將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在高于第一臨界又未至以第二振型為主導(dǎo)的良性循環(huán)轉(zhuǎn)速區(qū)域；如直接停機，降速過第一H開關(guān)董數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)顯示是DEH系統(tǒng)向運行人員顯示運行參數(shù)的輸出值、給定值和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。

　　特殊參數(shù)顯示。特殊參數(shù)顯示是運行人員向系統(tǒng)申請顯示的一些常用的重要參數(shù)。

　　圖形顯示。DEH的圖形顯示共有十六幅畫圖，包括運行參數(shù)曲線、硬件故障、重要傳感器故障、數(shù)字趨勢顯示、模擬趨勢顯示、閥位指令和反饋顯示以及報警閃爍等。

　　打印。打印內(nèi)容有運行報表打印、屏幕打印、以及越限報警和事故追憶的自動打印等。

　　運行員計接十1打印機h算機+1操作鍵盤卜液器h電子控制器DEH控制簡圖可以看出汽輪機監(jiān)控系統(tǒng)的幾乎所有信息都是通過視覺傳遞給人的，忽略了人的多感官的特性。集控室的信號系統(tǒng)中，除了事故喇叭外，全都是視覺信號。監(jiān)視項目有上百個，這些信息全部從視覺輸入大腦，容易造成眼睛長期超負荷而疲勞，視覺辨認和反應(yīng)能力降低，降低了人的可靠性和快速性。

　　2.人的響應(yīng)能力隨信息量的增大而減弱運行人員在事故下對汽輪機監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)能力隨信息量的增大而減弱。運行人員接受信息的速度是有限的，只有在汽輪機監(jiān)控系統(tǒng)顯示的速度基本和人接受信息的速度匹配時，人機系統(tǒng)才能可靠、高效地工作。信息量傳遞過大會使人迅速疲勞，一期集控室相對二期過于龐大，表計太多，許多在特定時期毫無價值的表計妨礙了運行人員及時捕捉有用信息，加重了視力、腦力負擔，加速了他們的疲勞。事故時，大量參數(shù)急劇變化聲光報警迅速涌現(xiàn)，控制室電話不斷，運行人員原本正常的心理、生理狀態(tài)頓時變得極度緊張。

　　他得迅速接受來自監(jiān)視表盤和微機的多種變化參數(shù)和聲光信號，立即在大腦中處理，作出各種判斷，然后去操作相應(yīng)的機構(gòu)。當只有一個報警信號時，運行人員一般都能正確處理，而同時出現(xiàn)多種信號且相互關(guān)聯(lián)時，運行人員常束手無策，誤操作增多。

　　3針對現(xiàn)存人機工程問題的改進方法1這一點，有兩點辦法可以改進：把一些報警內(nèi)容事先用語言錄制在磁帶上，程序控制選放。對于概率小的事件的信號，在人不同的感覺通道重復(fù)輸入，可提高人接受信號的可靠性。

　　為了提高操作員接受的信息量，應(yīng)在技術(shù)上增加信息的辨認標記。例如，可以根據(jù)信號的重要程度分別按不同規(guī)格的字體，不同的顏色顯示。

　　2這一點，有三點辦法可以改進：對于技術(shù)力量強的電廠，可以編寫事故信息處理程序，智能化地顯示報警信息并指導(dǎo)運行人員操作。設(shè)想報警系統(tǒng)按運行人員的思想邏輯順序提供智能信息，如“軸封供汽中斷引起真空降低真空保護動作跳機請按事故停機處理‘，則運行人員收到第一個報警時就會有方向地觀察軸封供汽壓力及真空表，不被其它信號迷惑。收到第二個報警時就會觀察負荷，油動機行程等，確認停機后有條不紊地按事故停機處理。

　　定期學(xué)習(xí)運行規(guī)程，在大型模擬集控室對運行人員進行適應(yīng)性訓(xùn)練，并組織反事故演練。

　　在微機中把所有信息按機組工況進行功能編組，并按工況合理調(diào)用在CRT上，將大大減輕運行人員的負擔。例如升負荷時只顯示主蒸汽壓力、溫度、負荷、缸壁溫差、差脹等參數(shù)，其它參數(shù)無異常不輸出，對輸入信息逐點采樣，分類輸出。使信息模型反映受控對象的實際狀況而信息量又適當，促使運行人員發(fā)揮正常功能。

　　4結(jié)束語本文探討了火電廠汽輪機微機監(jiān)控系統(tǒng)存在的兩個人機工程問題，即：第一，微機監(jiān)控系統(tǒng)忽略了人的多感官的特性；第二，運行人員在事故下對汽輪機監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)能力隨信息量的增大而減弱。然后從電廠的角度提出了改進辦法，作者認為，汽輪機微機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計者在人機工程問題上更為科學(xué)、更為先進的設(shè)計也十分關(guān)鍵。

　　（上接第170頁）臨界時，過大的動擾度可能會加重轉(zhuǎn)軸及軸承的損傷。采取這一措施后，兩瓦振動逐漸減小至正常，然后升至3 000/min并網(wǎng)帶負荷后振動正常。

　　3結(jié)論（1）根據(jù)振動的爬升、相位的變化判明摩擦彎軸振動，根據(jù)轉(zhuǎn)軸兩端振動的變化判明摩擦的部位是現(xiàn)場處理彎軸振動的有效方法；機組啟動過程過第一臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域，動靜間的碰磨在所難免，振動處理時應(yīng)充分利用轉(zhuǎn)子動擾度特性正確處理；工作轉(zhuǎn)速下摩擦，應(yīng)判明摩擦的部位，降速至適合轉(zhuǎn)速區(qū)域運行是一種切實有效的措施，不可一味盲目停機，造成轉(zhuǎn)子、軸承進一步損害。（3）振動的處理輕微摩擦振動一般的處理方法是變轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)速的變化，使其摩擦點變化，避免摩擦囤積熱量，造成彎軸。

　　既然前面的分析與診斷己表明這臺機組摩擦發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中部，而2040r/min暖機轉(zhuǎn)速己在高中壓轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速以上，若采用降速處理，隨機組轉(zhuǎn)速的下降，高中壓轉(zhuǎn)子中部的動擾度將隨著轉(zhuǎn)速接近高中壓轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速而變大，其結(jié)果必然會加劇摩擦，有造成大軸永久彎曲的危險。采用升速處理措施，隨機組轉(zhuǎn)速的上升，高中壓轉(zhuǎn)子中部的動擾度將隨著轉(zhuǎn)速遠離該轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速而變小，從而減輕摩擦，故決定縮短機組暖機時間，提前升速至從1號、2號軸振趨勢曲線可知：1號、2號軸振同向分量由原來的68.7Z66增加至166Z72，變化達104277，同相振動相位增加，符合高于第一臨界轉(zhuǎn)速以上摩擦振動的機理；號、2號軸振反向分量由原來的445Z9增加至55.640，變化僅為29Z273所以可以得出結(jié)論：1號、2號軸振大的原因是摩擦彎軸振動，摩擦點在轉(zhuǎn)軸的中部。