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　　隨著汽輪發電機組向高參數大容量方向發展，設備無泄漏創一流工作的進一步開展，汽輪機高、中壓缸動靜間隙越來越小，軸封、油擋、隔板汽封發生動靜碰摩的機會越來越多，氫冷發電機的密封瓦和汽輪機低壓缸的軸封也會經常發生動靜碰摩現象，此時振動會出現明顯變化。升降速過程振動快速長，工作轉速下振幅波動，影響機組的安全穩定運行。

　　1機組動靜碰摩的分類對于汽輪發電機而言，易于發生動靜碰摩的部件主要是軸封、油擋、隔板汽封、軸瓦、密封瓦，主要表現為徑向碰撞和摩擦。從動靜碰摩部位和痕跡來看可分為：（1）轉子局部，靜子整周；（2）靜子局部，轉子整周；（3）轉子和靜子均為整周。從危害性和振動的長率來看，可分為：（1）升降速過程的動靜碰摩，伴隨著軸的彈性熱彎曲，嚴重和失控時會產生軸的永久性彎曲；（2）工作轉速下的動靜碰摩，主要表現為振幅的波動或振動的緩慢長。

　　1.1升降速過程的動靜碰摩機組大、小修后啟動，有時正常備用一段時間開機，升降速過程振動快速長，在臨界轉速以下尤為明顯。其主要成分為與轉速同步的基頻振動，由于動靜碰摩使轉子產生彈性熱彎曲，熱彎曲的長量大于磨損量，轉子越磨越彎，引起振動的快速長。一旦振動失控，就會發生大軸彎曲事故。

　　升速過程的動靜碰摩，易出現在高中壓缸，因為其動靜間隙最小，前后軸封和油擋是碰摩的主要對象。

　　今年比較典型的是韓城3號機和蒲城2號機。

　　韓城3號機系早期的125MW機組，今年大修后啟動，利用中壓缸試沖動汽輪機，最高轉速1540r/min，各瓦瓦振尚可，2號瓦軸振上升較快，軸振穩不住。振動成分除工頻外，還有2倍頻和4倍頻分量。振動波形有削波現象，2號瓦瓦振和軸振升降速曲線差異很大，對應轉速下降速的軸振遠大于升速工況，這是比較典型的轉子熱彎曲故障特征，主要是由于轉軸與油擋和軸封摩擦，使轉子產生了彎曲。盤車狀態下高壓轉子彎曲達0.2mm多，2號瓦油擋爐側嚴重偏磨驗證了這一點。2號瓦在大修后的幾次升速過程中均出現振動發散現象，根源在于動靜摩擦。主要是未充分考慮低速至定速，2號瓦軸頸向爐側偏移0.12~0.20mm，向上浮升0.30mm左右，以致于動靜間隙偏小，難以盡快磨到位。電氣試驗后，在升速過程中，無論是在1000r/min還是在1400r/min和30001/min，振動都不穩定。開始振動并不大，隨時間變化振動上升較快，2號瓦軸振最為敏感最高達到400Mm.將落下的軸封塊與相鄰的軸封塊點焊在一起，消除了振動的快速發散。

　　蒲城2號機系引進羅馬尼亞的四缸四排汽330MW汽輪機，自10月22日利用鄰爐沖轉以來，在800 400~1500r/min及2500~2700r/min1號瓦、2/3號瓦垂直方向絕對軸。八西北電力技術1/振易于達到160 m，使機組跳閘。除軸系本身存在一定的質量不平衡外，主要是軸封、油擋處動靜間隙調整偏小，而軸頸隨轉速上升，向上浮升0.17~0.30mm，向東偏移0.08~0.15mm，動靜發生碰摩，在臨界轉速以前，高中壓轉子產生彈性熱彎曲，引起振動快速長。熱彎曲激發振動，較為典型的兩次參見和。為1400r/min中速暖機時振動緩升，最后達到跳機值，所反應的是較輕的動靜碰摩。是定速做電氣試驗打閘后升降速時振動快速長，同一轉速對應3個不同的振幅，時間越遲，振動越大，主要反應在高壓缸，從振動的長速度來看，發生了較嚴重的動靜摩擦。升速過程高、中壓轉子軸頸中心位置隨轉速變化，詳見。綜上所述，啟動過程應避免臨界轉速以下動靜碰摩，以防止大軸產生永久性彎曲。

　　1-4號瓦軸心位置變化1.2汽輪機工作轉速下的動靜碰摩汽輪機定速后，無論是空轉還是加減負荷過程，都會發生動靜碰摩現象，振動產生波動或緩慢長。軸向碰摩由于監測手段有限，對汽輪機振動影響一般也不大，在此不予考慮。葉片或圍帶與隔板汽封碰摩，振動變化不一定明顯。

　　1帶負荷過程中振動緩慢增長這類現象主要發生在支承中低壓轉子的軸瓦上，碰摩部位在軸瓦或低壓缸內。振動緩慢長，一是輕微碰摩；二是轉子的軸振本身偏大，碰摩部位的熱彎曲長量略大于磨損量。比較典型的是蒲城1號機和寶二的1號機。

　　蒲城1號機與2號機同型，今年3月17日啟動后定速，隨著并網加負荷，4/5號瓦軸振從定速時的123m非常緩慢地向上爬升，振動值每次上升1m，最后達到173 ~且沒有下降趨勢，遂打閘停機。振動以工頻為主，降速至2 500i/min，振動才有明顯下降。

　　4/5號瓦軸振大時，該瓦附近有摩擦聲，軸承箱外殼振動30~39Mm.后檢查4號瓦，發現上瓦東側均勻磨上，弧長100mm左右。通過修刮碰摩部位，米用動平衡降低工頻振動解決了問題。對此，認為是動靜輕摩擦引起的，除了4號瓦上瓦外，可能還存在低壓缸內某些部位的動靜摩擦。

　　寶雞二廠1號機系東方汽輪機廠生產的引進型300MW機組。1999年10月，停機時，更換了下瓦局部脫胎的2號瓦，解開中低壓轉子對輪找中心，在3號瓦下部加0.30mm墊子，2號瓦比3號瓦低0.450.50mm.11月5日試開機未并網正常，11月10日再次開機時，3000r/min空轉下2號瓦X向軸振大，有所下降后并網，開始2X軸振達140Mm，后穩定在90 Mm.自70MW負荷以后，隨著負荷加，2X軸振加，負荷在220~240MW時，2X軸振超過250Mm，保護跳機。該機的3號瓦、4號瓦標高是軸系的基準，將3號瓦抬高0.30，改變了軸系的中心，運行中易于產生動靜摩擦，振動爬升。隨后在3號瓦下部抽掉0.18mm2號瓦下部抽0. 1mm墊子，此現象再未出現。

　　1.2.2帶負荷工況振動波動工作轉速下有時出現振動波動，低壓轉子的概率大一些，持續時間比較長。一是由于低壓轉子軸封處溫度低，軸徑大，不易產生大軸彎曲；二是由于工作轉速遠離臨界轉速，機械滯后角接近180*不平衡力自動校直轉子熱彎曲，其實質是一個間斷的動靜碰摩。

　　有些機組由于結構上的原因，易出現此種現象，如渭河5號機。

　　渭河5號機系哈爾濱汽輪機廠生產的引進型300MW機組，今年11月1日小修后啟動，3號、4號瓦振幅有小幅波動，隨著時間的延續4號瓦振動波動越來越大，通頻振動在112~169Mm范圍變化，伴隨著波動，工頻振動也發生波動。波動與負荷變化有關，穩定負荷下波動較小，參見早期引進的300MW機組易發生低壓后汽缸動靜碰摩，5號機4號瓦坐落在低壓后汽缸上，該機經過10余天的碰摩后振動趨于穩定。

　　3機組膨脹不暢引起碰撞和摩擦汽輪機汽缸膨脹不暢和跑偏，導致動靜間隙減小或消失，從而引起動靜部件碰撞和磨損。嚴重時振動反應表現為瞬間快速長，使瓦局部脫胎；較輕時表現為振動上升較快。比較典型的是韓城3號機和寶雞一廠1號機。

　　韓城3號機自1995年以來，汽缸膨脹不暢問題一直比較突出。前箱1號瓦緊力經常喪失，上瓦偏爐側多次局部脫胎。該機在停機過程有間斷性收縮，啟動過程有扭擺現象，機頭處聲音難聽，伴有“突突”聲。正常調峰運行，1號瓦爐側軸振趨勢參見。在超速試驗時無論是爐側還是電側均超過1mm，監測發現1號瓦軸振與機頭處噪音有較好的對應關系。1號瓦軸振嚴重超標，除了與機組膨脹不暢有關外，還與前箱與臺板滑動面接觸不好、起不到穩定支承有關。機頭處臺板間隙爐側為0，電側達0.30mm.今年大修中對滑銷和前箱進行了較為徹底的處理，取得了較好的效果。

　　寶雞一廠1號機系捷克生產的25MW汽輪機，升速過程在2800r/min以前2號瓦振動不大，在此轉速以后，振動上升較快，垂直瓦振達50后在加負荷過程振動繼續爬升，可達90Mm曾試圖通過發電機轉子和對輪高速動平衡予以處理，效果不大。該機后汽缸單側膨脹受阻，2號瓦上瓦靠汽側、北側磨上，下瓦靠電側磨上。后將軸瓦向北側移0.1mm左右，下瓦抽0. 05mm墊子，瓦面適當進行了修刮，消除了振動。該機振動的原因主要是由于單邊膨脹受阻，2號瓦軸頸不能隨機組軸系中心位置變化處于合適的位置，軸頸與瓦摩擦，才導致振動爬升。

　　4高中壓漏汽吹到軸承座引起磨瓦高、中壓發蘭漏汽吹到軸承座，引起鋼板焊接的軸承箱變形，軸瓦標高上升產生磨損。寶二1號機、渭河5號機2號瓦的磨損與其有關。寶二1號機比較嚴重，漏汽前機組帶300MW負荷穩定運行，振動較小。

　　導汽管發蘭呲汽后，振動上升且波動越來越嚴重。2號瓦下瓦翻開后兩個頂軸油囊看不見。這兩起故障都發生在焊接軸承箱上，相鄰的低壓轉子重約56t，2號瓦標高上升，將3號瓦的一部分載荷轉移到2號瓦上，導致2號瓦過載磨瓦。

　　5工作轉速下葉片及圍帶的動靜碰摩汽輪機在大修揭缸后，在隔板的葉頂汽封、葉片頂部、圍帶上都能發現碰摩的痕跡，有時甚至將葉頂汽封磨光。由于葉片彈性，碰摩對軸系振動一般影響不大，比較典型的是渭河6號機。

　　凝結水硬度大停機。進入低壓缸檢查發現低壓轉子調端末級葉片拱型圍帶幾乎全部磨掉。該機末級葉片高度900mm，葉頂為拱型圍帶整圈連接，基建安裝葉頂與導流環徑向間隙7.2~7.4mm.全級葉片拱型圍帶只有一片沒有脫落，7片鉚釘還在，其余圍帶全部脫落。葉頂約磨去3~4mm，導流環靠A排自中分面向上約300mm弧長磨去2mm深。導流環有6個定位銷，上下各3個，上半部的3個定位銷只有頂部完好。從動靜碰摩的角度來看，該故障屬于轉子整圈、靜子局部摩擦，其特征類屬于動靜不同心。振動變化不大原因：（1）葉頂與靜子摩擦，不會產生大軸彎曲；（2）葉頂彈性相對較大，摩擦時產生的沖擊力和摩擦力有一部分轉化為彈性變形力，也就是大軸承受的這部分力并不大；（3）3號瓦下瓦為可傾瓦，上瓦為橢圓瓦，軸承阻尼特性好，對這種摩擦具有一定的抑制作用。

　　1.3發電機工作轉速下的動靜碰摩發電機相對而言發生動靜碰摩的機會較少，主要是氫密封瓦較易碰摩，發電機后瓦較易磨損。在工作轉速下碰摩對振動的影響，既取決于碰摩的程度，也取決于發電機轉子的動特性。比較典型的是蒲城1號發電機和寶二1號發電機。

　　滿300MW不久，發電機前瓦9號瓦軸振突然從40Mm上升到107Mm，隨后穩定在96，um左右。其它各瓦也有一些變化，相鄰的8號瓦軸振上升，10號瓦軸振下降。主要是工頻分量的變化，機組連續運行63天，9號瓦軸振在90~104Mm變化，比較穩定。6月28日降速過臨界1 9號瓦軸振達到190Mm檢查發現9號瓦側密封瓦油擋卷邊，瓦面有拉傷痕跡，10號瓦下瓦鎢金有搟皮現象。此振動現象以后再未出現過，據此認為主要是9號瓦側密封瓦和10號瓦下瓦磨損引起的。

　　寶二1號機1999年8月份機組定速正常，準備進行假同期試驗，這時發電機無論是軸振還是瓦振均有明顯加。5號瓦、6號瓦軸振加約50Mm6號瓦瓦振加40Mm 5號瓦瓦振降低10Mm異常前5號、6號瓦瓦振反相180*異常后5號、6號瓦瓦振相位差220*降速過臨界轉速1380r/min時，6號瓦瓦振達到150，um，而此前小于30Mm此振動現象以后未出現過，后檢查發現氫密封瓦磨損。

　　2動靜碰摩的識別和對策動靜碰摩具有多種征兆，動態響應變化復雜。汽輪發電機易于出現動靜碰摩的靜止部件主要有軸瓦、軸封、油擋、密封瓦、隔板汽封，相對應的轉動部件分別為軸頸、轉軸、葉片。其它機械故障引起動靜間隙消失，發生動靜碰摩，它是一種后繼故障，通常不能自發產生。引起動靜碰摩的故障主要有：（1）檢修中調整不當產生動靜不同心，轉軸處于極端位置；（2）其它原因引起的轉軸振動過大；（3）動靜間隙調整偏小；（4）汽缸跑偏和上下缸溫差大；（5）漏汽吹到軸承座，引起焊接軸承箱變形和軸瓦標高上升，超載磨瓦。動靜碰摩包含轉子與靜止部件的碰撞和摩擦，既產生沖擊效應，又產生摩擦效應。摩擦效應導致轉子徑向截面溫度分布不均勻，造成轉子熱彎曲，熱彎曲產生一個新的不平衡力作用在轉子上引起振動。

　　綜上所述，識別汽輪發電機動靜碰摩時，首先應清楚轉速是在對應轉子的臨界轉速之前、之后還是臨界轉速附近。低速和盤車狀態，既可借助傳統的聽音棒判斷是否有摩擦聲，也可利用加角90*（X、Y方向）的電渦流傳感器觀察軸心位置是否跳動和軸頸是否抬起。在600~800r/min以前，一般說來潤滑油膜并未完全形成，當軸頸沒有頂起來或在較低的轉速停運頂軸油泵，易磨下瓦，這在低壓轉子和發電機轉子的軸瓦上經常發生。軸瓦鎢金的軟化點為110°Q―旦鎢金溫度上升較快或突升，表明軸瓦磨損。

　　機組升速以后，利用振動信息可以識別動靜碰摩。

　　通過振動頻譜、波形、升降速的波德圖、趨勢圖、軸心軌跡進行綜合分析，能夠判斷是否發生了動靜碰摩，確定碰摩的具體部位則具有一定難度。

　　臨界轉速之前發生動靜碰摩，是由于動靜間隙調整不當或偏小，上、下缸溫差較大引起，主要表現在高、中壓缸。振動頻譜呈現較多的是單一的轉頻，振動上升較快，軸振較瓦振更能反應碰摩的發生，打閘后波德圖上同一轉速下降速較升速振幅加很多，偏心（或彎曲）指示超標。

　　根據轉子動力學理論，角加速度越大，也就是升速越快，共振峰值越小；阻尼越小，也就是軸瓦間隙越大和超差，快速過臨界轉速的作用越顯著；在臨界轉速下停留，由于軸心是以時間為變量的阿基米德螺旋線向外移動，時間越長，振動長幅度越快，出現不穩定性共振。但是，對于機組試運和檢修后第一次啟動，這種做法不可取。這是因為臨界轉速附近，振動對不平衡的變化非常敏感，一旦動靜碰摩，很容易使振動失控，造成大軸永久性彎曲。如果臨界前的基頻很大，主要是不平衡引起的，應首先考慮動平衡，大的不平衡將使動靜碰摩提前發生，加劇磨損的程度，并使臨界轉速區域擴大。碰摩時振動頻譜以轉頻為主或由于碰撞出現寬頻帶，寬頻帶包含次同步振動分量、超同步振動分量、邊頻及諧波分量，振動波形出現畸變和削波現象，振動的長速度很快。

　　機組定速以后，在機組并網加負荷過程及正常運行時的動靜碰摩很少出現振動快速長現象，一般表現為：（1）振幅波動，波動周期快則幾秒，慢則1；（2）振動緩慢長。高、中壓缸在膨脹過程由于汽缸跑偏、滑銷系統卡澀出現的動靜碰摩持續時間較短，低壓缸出現的動靜碰摩時間較長，較為頑固。氫密封瓦的磨損會使振動上升一個臺階，然后在新的振動水平小幅波動，經歷一次停機機會，再次開機振動又恢復正常。振動頻譜以工頻為主，伴隨著一定的諧波振動分量，當工作轉速遠高于一階臨界轉速時，精確的半頻分量以及半頻（25Hz）的1~7倍分量的出現是判別工作轉速是否發生動靜碰摩的重要依據。

　　防止汽輪發電機動靜碰摩產生大軸彎曲和大振動的對策：（1）檢修中在調整動靜部件的間隙時，除應考慮升速時軸頸的上浮外，還應考慮軸頸隨轉向產生的偏移，（可傾瓦除外），可按0.08~0.20mm考慮。（2）大修后第一次啟動，不宜快速沖臨界轉速，以免造成大軸產生永久性彎曲。（3）臨界轉速以下確認轉子存在明顯的不平衡，應進行動平衡。轉子存在較大的質量不平衡，將促使碰摩提前發生和共振范圍擴大。（4）充分盤車消除轉子熱彎曲后再升速。（5）盡早消除汽缸膨脹不暢和跑偏，運行操作避免上下缸溫差超標。（6）中速暖機應根據機組實際的升速振動特性，選擇振動不敏感的轉速暖機。（7）盡可能監測軸振和控制軸振，防止大軸產生永久性彎曲。

　　3結論汽輪發電機的動靜碰摩是一個復雜的動態過程，既包含動靜部件的碰撞和沖擊，也包含動靜部件的摩擦，隨機組結構形式、碰摩轉速、碰摩部位、運行工況的不同，有時所表現的形態存在較大的差異。盡管如此，轉軸與軸瓦、軸封、油擋、密封瓦的碰摩對機組最主要的影響還是熱彎曲效應，它使轉子產生一個附加的同步振動分量。在不同的轉速對機組的危害性不同。

　　利用振動頻譜、波形削波、升降速過程的振動差異、同步振動分量的快速長、振幅波動等可以識別是否發生了動靜碰摩。瞬態碰摩產生的是寬頻帶頻譜，精確的1/2轉頻的各倍頻分量的出現是判斷動靜碰摩的重要依據。

　　動靜碰摩是其它使動靜間隙消失的機械故障的后繼故障，合理有效的動靜間隙和控制轉子相對振動，既可保證機組的經濟性，又能防止大軸永久性彎曲。