全套振動(dòng)事故原因分析書

1、第五章振動(dòng)事故原因分析 當(dāng)機(jī)組振動(dòng)值超過一定限度后，在短時(shí)間或經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行后，對(duì)機(jī)組部件將形成損傷或損壞，嚴(yán)重時(shí)形成事故。為了防止事故再次發(fā)生，必須查明事故原因，找出對(duì)策，這是編寫本章的主要目的；另外，從這些事故調(diào)查分析中，可以看到過大振動(dòng)對(duì)機(jī)組造成的直接危害，以此引起運(yùn)行，維修及有關(guān)人員對(duì)機(jī)組振動(dòng)的進(jìn)一步關(guān)注。第一節(jié)概述 第二章在討論振動(dòng)故障，機(jī)理和診斷步驟之前，首先討論了振動(dòng)故障診斷思路和方法。振動(dòng)事故分析思路和方法與振動(dòng)故障診斷基本相同，也必須通過事故現(xiàn)象，過程，特征的分析，才能對(duì)事故原因作出判斷。在比較分析過程中采取的主要手段是演繹推理，使用方法詳見第四章第一節(jié)。在事故原因分析中查明

2、事故機(jī)理是十分重要的，只有這樣才能獲得確切的事故原因，制定合理有效的防治對(duì)策。但是，振動(dòng)事故分析畢竟與振動(dòng)故障診斷不同，其主要差別有：1.對(duì)象有所不同。振動(dòng)故障診斷開始時(shí)，對(duì)象很明確，就是機(jī)組振動(dòng)，但振動(dòng)事故分析開始時(shí)并不能肯定振動(dòng)就是事故唯一的原因，因此排除非振動(dòng)事故，也是振動(dòng)事故原因分析的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2.振動(dòng)故障可以多次再現(xiàn)，但振動(dòng)事故一般不能或不容許再現(xiàn)，從而獲得事故過程，現(xiàn)象，特征，只能從有關(guān)人員口述，記錄，事故后留下的損壞部件，碎片中去分析，尋找，其難度和對(duì)分析人員的專業(yè)知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)的依賴性，要比振動(dòng)故障診斷大得多。鑒于上述的事故分析思路，本章介紹的振動(dòng)事故分析與一般事故分析不同，它

3、不是振動(dòng)，事故現(xiàn)象和可能原因的羅列，歸納，推測(cè)，得到的僅僅是可能原因。本章所述的振動(dòng)事故分析，是在振動(dòng)故障診斷知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，具體介紹如何從事故損壞部件，碎片和有關(guān)紀(jì)錄中尋找證據(jù)，提煉成特征，結(jié)合事故前機(jī)組運(yùn)行狀況，機(jī)組結(jié)構(gòu)，經(jīng)歸納整理，將現(xiàn)象和特征串起來，采用演繹推理手段，查明事故機(jī)理，從根本上認(rèn)識(shí)事故起因和主導(dǎo)原因，找出合理有效的防治對(duì)策。因此簡(jiǎn)單地說，振動(dòng)事故分析是尋找證據(jù)，提煉成特征，應(yīng)用專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，讓不能再現(xiàn)的事情用文字描述下來，以便找出薄弱環(huán)節(jié)，制定防治對(duì)策。所謂事故起因，是指事故的誘發(fā)因素，而主導(dǎo)原因才是造成事故損壞或破壞的直接原因。例如某起軸系破壞事故，因甩負(fù)荷，段抽汽逆

4、止門卡澀超速至4800r/min,引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外伸端滑環(huán)碎裂飛脫，造成軸系破壞。這起事故的起因是超速，事故主導(dǎo)原因是滑環(huán)碎裂引起大不平衡。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料介紹和國(guó)內(nèi)40年來電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納，在汽輪發(fā)電機(jī)組上因振動(dòng)過大形成的事故有，轉(zhuǎn)軸徑向碰磨引起彎軸和軸封嚴(yán)重磨損，軸系破壞毀機(jī)，軸瓦烏金碾壓和碎裂，軸瓦緊力消失，轉(zhuǎn)動(dòng)部件不均勻磨損，動(dòng)靜件疲勞損壞，危急保安器及保護(hù)儀表誤動(dòng)作等事故，本章具體討論這些事故起因，主導(dǎo)原因，機(jī)理和防治對(duì)策第二節(jié) 轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸事故 據(jù)1989年國(guó)內(nèi)大機(jī)組彎軸事故統(tǒng)計(jì)表明，其中86%是由轉(zhuǎn)軸徑向碰磨引起，因此分析，研究轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸事故，對(duì)于防止電廠重大

5、惡性事故，有著重要的意義。本書第二章第九，十兩節(jié)，對(duì)機(jī)組啟停過程中和工作轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸碰磨振動(dòng)特征，診斷作了詳細(xì)介紹，本節(jié)討論的是轉(zhuǎn)子已經(jīng)發(fā)生了永久彎曲，如何分析彎軸事故起因，主導(dǎo)原因，彎軸形成機(jī)理及其防治?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的彎軸事故概況 轉(zhuǎn)子碰磨從方向分，可分為軸向和徑向；如從發(fā)生部位分，可分為轉(zhuǎn)軸，葉輪，葉片，圍帶等處與相對(duì)應(yīng)部件碰磨，引起彎軸事故的碰磨只有轉(zhuǎn)軸徑向碰磨一種。由于軸封徑向間隙是機(jī)組動(dòng)靜間隙最小處，尤其是高壓汽輪機(jī)，因此機(jī)組運(yùn)行中轉(zhuǎn)軸徑向碰磨經(jīng)常發(fā)生，這種碰磨稍有疏忽，直接導(dǎo)致軸封嚴(yán)重磨損和彎軸事故。第二章第九節(jié)已經(jīng)指出，碰磨引起彎軸，其碰磨必須進(jìn)入晚期。轉(zhuǎn)子碰磨進(jìn)入晚期首先要經(jīng)過早期和

6、中期，從直觀分析，運(yùn)行人員應(yīng)有較充分的時(shí)間進(jìn)行糾正性操作。正是由于這一原因，對(duì)彎軸事故調(diào)查時(shí)，有關(guān)人員普遍反映當(dāng)時(shí)機(jī)組振動(dòng)不大?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的振動(dòng)結(jié)果表明，某些新機(jī)或大修后啟動(dòng)，軸封間隙調(diào)整不當(dāng)或上下缸溫差過大，轉(zhuǎn)軸碰磨早期階段很不明顯，尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)軸碰磨由早期很快進(jìn)入中期和晚期。從實(shí)測(cè)結(jié)果來看，轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入中期時(shí)，軸瓦和軸振增長(zhǎng)速率分別高達(dá)60-80um/min,150-200um/min,碰磨進(jìn)入晚期振動(dòng)增長(zhǎng)速率將幾倍于中期碰磨增長(zhǎng)率，所以當(dāng)轉(zhuǎn)軸碰磨嚴(yán)重時(shí)，從振動(dòng)開始增大，到碰磨進(jìn)入晚期，彎軸事故形成，前后不過2-3min或更短。所以一旦發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常，除非機(jī)組裝有跳

7、閘保護(hù)，否則運(yùn)行人員尚無作出判斷，機(jī)組振動(dòng)已經(jīng)失控，彎軸事故在所難免。不僅如此，即使對(duì)于裝有跳閘保護(hù)的機(jī)組，當(dāng)跳閘值設(shè)置不當(dāng)，或升速率過高，也難免彎軸事故的發(fā)生。因此轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸事故防治，較其他事故防治要困難的多。從事故后葉片圍帶和氣缸上阻汽片間隙及圍帶上留下的磨痕深度測(cè)算，一般彎軸事故轉(zhuǎn)子中部振動(dòng)和彎曲值（雙幅）將超過6-8mm，軸承振幅將超過600um；對(duì)于某些嚴(yán)重的彎曲事故，動(dòng)靜部件會(huì)產(chǎn)生更大的磨損，而且還會(huì)造成氣缸法蘭螺栓振松和咬扣或滑扣。轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸事故機(jī)理及特征 轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期后會(huì)形成彎軸事故，是由于晚期碰磨振動(dòng)增長(zhǎng)速率比中期更高。在一定轉(zhuǎn)速下，振動(dòng)增長(zhǎng)率直接反映了轉(zhuǎn)

8、子熱彎曲增長(zhǎng)率，即反映了轉(zhuǎn)軸徑向，軸向溫度梯度（熱應(yīng)力值）。當(dāng)彎曲高點(diǎn)處熱應(yīng)力（擠壓）超過材料屈服限時(shí)，晶體產(chǎn)生塑性變形，所以當(dāng)轉(zhuǎn)子冷卻至常溫后，原來彎曲高點(diǎn)變成了彎曲的凹點(diǎn)?；谶@種彎曲機(jī)理，轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸主要特征，有以下三點(diǎn)： 1.在永久彎曲凹點(diǎn)方向留下碰磨重點(diǎn)莊軸徑向碰磨時(shí)重點(diǎn)處溫度高于另一端，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下或附近時(shí)，轉(zhuǎn)子熱彎曲高點(diǎn)又是碰磨重點(diǎn)，因此使轉(zhuǎn)軸越磨越彎，所以在熱彎曲高點(diǎn)上留下十分顯著的磨痕重點(diǎn)。當(dāng)碰磨嚴(yán)重時(shí)，在葉頂，圍帶上在這一方向也會(huì)留下明顯磨痕和溝槽，以至這一方向上鉚接圍帶被汽缸上阻汽片切斷而飛脫。 當(dāng)轉(zhuǎn)軸熱彎曲高點(diǎn)處引起擠壓應(yīng)力過大，超過材料屈服極限時(shí)，

9、便產(chǎn)生塑性變形；轉(zhuǎn)子冷卻至常溫時(shí)，原彎曲高點(diǎn)出纖組變短而成為凹點(diǎn)。 2.轉(zhuǎn)子彎曲成折線 圖5-1是一臺(tái)國(guó)產(chǎn)125MW機(jī)組汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸碰磨后引起彎軸典型曲線。由圖可見，轉(zhuǎn)子只是局部產(chǎn)生了永久彎曲，因此從彎曲形狀看像是折線。這是由于轉(zhuǎn)軸碰磨在大多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)子只是在軸向長(zhǎng)度不大的一段上碰磨進(jìn)入了晚期，其他軸段上雖也發(fā)生了碰磨，但因轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，徑向間隙不同，碰磨仍處在早期或中期，因此轉(zhuǎn)軸塑性變形只發(fā)生在軸向不長(zhǎng)的一段，所以彎曲成折線。 該軸段碰磨較早的進(jìn)入晚期，主要由當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)子撓曲形狀，軸封間隙值，汽封塊退讓量及彈性力所決定。所以對(duì)某一種形式汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子來說，在絕大多數(shù)情況下碰磨引起的彎軸

10、總是發(fā)生在同一軸段上。 3.退火后轉(zhuǎn)子彎曲值明顯減小 由轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸機(jī)理可知，轉(zhuǎn)子彎曲凹點(diǎn)的形成是由于該方向材料在熱狀態(tài)下產(chǎn)生過大的擠壓應(yīng)力所致。當(dāng)轉(zhuǎn)子冷卻后，過大擠壓應(yīng)力處又產(chǎn)生了拉應(yīng)力，這種應(yīng)力與轉(zhuǎn)子永久彎曲方向一致，故使轉(zhuǎn)子永久彎曲值增大。所以直軸之前對(duì)該軸段退火內(nèi)應(yīng)力消除后，永久彎曲值會(huì)減少。一般碰磨引起的彎曲，退火后永久彎曲值將減少20%-30%，如圖5-1所示。 轉(zhuǎn)子永久彎曲的確認(rèn) 運(yùn)行機(jī)組因轉(zhuǎn)軸碰磨或其他原因，轉(zhuǎn)子已經(jīng)發(fā)生了永久彎曲，目前現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)采用多次啟動(dòng)的辦法，企圖沖過去。實(shí)在無法沖過去，便揭缸尋找大振動(dòng)的原因，有時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子已經(jīng)發(fā)生永久彎曲，有時(shí)對(duì)機(jī)組造成更大的損壞。下

11、面介紹再不揭缸的情況下，確認(rèn)轉(zhuǎn)子永久彎曲與否及彎曲值的方法。 轉(zhuǎn)子永久彎曲的最明顯特征，一是大軸晃擺值經(jīng)4h連續(xù)盤車不能復(fù)員；二是臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)較前顯著增大，當(dāng)大軸彎曲指示器原始晃擺值大于60um和轉(zhuǎn)子永久彎曲小于0.30mm時(shí)，第一個(gè)特征往往不明顯，因此需要通過第二個(gè)特征來確認(rèn)轉(zhuǎn)子永久彎曲。 .1臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)增大的故障原因 轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)增大，不一定就是轉(zhuǎn)子永久彎曲所致，因?yàn)榕R界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)值只反映了轉(zhuǎn)子一階不平衡量。引起運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)子一階不平衡變化原因有：連續(xù)盤車時(shí)間不夠，轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲，轉(zhuǎn)軸與水接觸，轉(zhuǎn)軸徑向碰磨，轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞飛脫，轉(zhuǎn)子永久彎曲等。前三個(gè)故障引起的是不穩(wěn)定不平衡，后兩個(gè)

12、故障引起的是穩(wěn)定不平衡。通過下列工作再排除轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞飛脫。 .2測(cè)量轉(zhuǎn)子外露處晃擺值 選取距軸瓦較遠(yuǎn)光滑的外露軸段，一般選在1.2瓦汽封擋圈處，也可選在1瓦外伸端，將徑向分成8等分，轉(zhuǎn)子經(jīng)2h以上盤車之后，使用百分表測(cè)量每等分處晃擺值，求出180度晃擺值差。轉(zhuǎn)子無明顯彎曲時(shí)，其差值小于30um。由此表明，臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)增大，在排除不穩(wěn)定不平衡故障情況下，它只能由轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞飛脫。 若晃擺值明顯大于30um，說明轉(zhuǎn)子已經(jīng)產(chǎn)生了永久彎曲，轉(zhuǎn)子最大彎曲值max由下式估算：max =L/L*A/2 式中 L-轉(zhuǎn)子最大彎曲值距軸瓦中心距離，由同型機(jī)組彎軸普遍規(guī)律確定；   

13、0;  L-外露軸晃擺值測(cè)點(diǎn)距軸瓦中心距離； A-    外露軸晃擺最大差值。 max精度是隨外露軸測(cè)點(diǎn)處原始晃擺值減少和L增大而增高。因此選取外露軸應(yīng)距軸瓦愈遠(yuǎn)和原始晃擺值愈小愈好。 .3依據(jù)臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)變化值估算轉(zhuǎn)子彎曲 由事故前后臨界轉(zhuǎn)速下振幅變化，依據(jù)下式求出轉(zhuǎn)子一階不平衡重徑積W*r的變化。 W*r=A/ 式中-一階臨界轉(zhuǎn)速下影響系數(shù)，um/(kg.m)；     A-事故前后臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)矢量差，在未測(cè)振動(dòng)相位時(shí)，近似取算數(shù)差，因?yàn)橛谰脧澢a(chǎn)生的不平衡與原始不平衡反相。 由轉(zhuǎn)子平衡中取得。若無此數(shù)據(jù)，對(duì)于100

14、-300MW汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子，近似取1=100-150um/(kg.m),根據(jù)轉(zhuǎn)子重量，臨界轉(zhuǎn)速高低，支撐剛度，選其上限，下限或中間值。 由轉(zhuǎn)子重量G和重徑積W*r，可求出轉(zhuǎn)子偏心距e的變化。 e= W*r/G 偏心距e沿轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度分布構(gòu)成一階不平衡分量的連線，近似為三角形，則轉(zhuǎn)子最大彎曲max3e。這里應(yīng)指出，轉(zhuǎn)子永久彎曲若是由碰磨引起，則在引起彎軸的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞飛脫也可能發(fā)生，而且飛脫部件方向正好是轉(zhuǎn)子彎曲凹點(diǎn)，使轉(zhuǎn)子一階不平衡進(jìn)一步增大。 彎軸事故分析方法 近十幾年來大機(jī)組彎軸事故頻繁發(fā)生，從事故調(diào)查過程和結(jié)果來看，要獲得明確的事故起因和彎軸的主導(dǎo)原因難度較大。下面針對(duì)目前彎軸事故調(diào)查中

15、存在的問題和事故分析思路，做簡(jiǎn)要的分析討論。.1采用正向推理，首先排除非轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸事故 采用正向推理的前提是事故原因范圍必須明確。引起汽輪機(jī)彎軸的原因除轉(zhuǎn)軸碰磨外，還有下列原因。為了正確和可靠的排除這些非轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸，下面具體討論這些故障引起彎軸的機(jī)理，特征。 1.高溫轉(zhuǎn)子被水浸泡 機(jī)組帶負(fù)荷后停機(jī)，因凝汽器補(bǔ)給水或過熱器減溫水門未關(guān)，引起凝汽器汽側(cè)滿水進(jìn)入氣缸，使下汽缸溫度急劇降低，軸封間隙消失，盤車跳閘，運(yùn)行人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，致使汽缸中分面以下的轉(zhuǎn)子被水浸泡而遭到驟然冷卻，產(chǎn)生過大的收應(yīng)力，引起塑性變形造成永久彎曲。這一過程往往被隱瞞，直至下次啟動(dòng)臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)過大無法升速，

16、才引起注意。這種故障引起彎軸的主要特征有： 1/轉(zhuǎn)子彎曲曲線較為平滑 轉(zhuǎn)軸下部遭到驟然冷卻產(chǎn)生過大收縮應(yīng)力，將發(fā)生在整個(gè)轉(zhuǎn)子高溫部分，所以在較大的軸段長(zhǎng)度上存在彎曲，其彎曲曲線顯得較平滑。2/轉(zhuǎn)子彎曲高點(diǎn)處可能留下碰磨痕跡這是由于轉(zhuǎn)子已經(jīng)發(fā)生了永久彎曲，后來又經(jīng)幾次啟動(dòng)，因振動(dòng)過大而發(fā)生轉(zhuǎn)軸碰磨，從而在轉(zhuǎn)軸彎曲高點(diǎn)留下碰磨痕跡。3/轉(zhuǎn)子上存在明顯的水跡因轉(zhuǎn)子靜止后被水浸泡，由于氧化，洗刷作用和水質(zhì)不純等原因，在水接觸處和非接觸處會(huì)留下明顯的分界線。2.非同期合閘因嚴(yán)重的非同期合閘，引起軸系中某一個(gè)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生永久彎曲變形的事例，國(guó)內(nèi)已發(fā)生過數(shù)起。在過大的扭應(yīng)力沖擊下，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生橫向彎曲變形的機(jī)理目

17、前尚不清楚。這一故障引起轉(zhuǎn)子彎曲一般發(fā)生在汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接處附近，或軸系扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度薄弱處。對(duì)于汽輪機(jī)高，中壓轉(zhuǎn)子來說，不僅具有較大的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，而且在非同期合閘的情況下，此處扭應(yīng)力也較小，因此非同期合閘在這些轉(zhuǎn)子上形成永久彎曲的可能性較小。3.轉(zhuǎn)軸上內(nèi)應(yīng)力釋放由于轉(zhuǎn)軸制造加工，運(yùn)行中嚴(yán)重碰磨，直軸后退火不徹底等原因，在轉(zhuǎn)軸上殘留了較大的內(nèi)應(yīng)力，機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，其內(nèi)應(yīng)力會(huì)釋放，使轉(zhuǎn)子彎曲增大或減小。這種現(xiàn)象往往是在某次停機(jī)或啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)顯著增大，甚至不能升速，診斷其故障原因時(shí)才被發(fā)現(xiàn)。這種故障引起轉(zhuǎn)子彎曲的主要特征為：1/轉(zhuǎn)子彎曲曲線較為平緩由于轉(zhuǎn)軸上殘留的內(nèi)應(yīng)力是在一定軸

18、段長(zhǎng)度內(nèi)，因此當(dāng)內(nèi)應(yīng)力釋放后，彎曲在這一軸段上形成，其彎曲曲線較碰磨引起的彎軸要平緩，但沒有像被水浸泡引起的彎軸那樣平滑。2/轉(zhuǎn)子彎曲高點(diǎn)可能會(huì)留下碰磨重點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力釋放，如果轉(zhuǎn)子彎曲減少而使轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)增大，因后來啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸發(fā)生碰磨，則轉(zhuǎn)軸上留下的碰磨重點(diǎn)與轉(zhuǎn)子不平衡方向有關(guān)；如果轉(zhuǎn)子彎曲增大，則在后來啟動(dòng)中轉(zhuǎn)軸發(fā)生碰磨，則在轉(zhuǎn)子彎曲高點(diǎn)出會(huì)留下碰磨重點(diǎn)。3/轉(zhuǎn)子彎曲變化常常發(fā)生子在轉(zhuǎn)子原來彎曲同一徑向平面內(nèi)當(dāng)轉(zhuǎn)子上留下過大內(nèi)應(yīng)力與轉(zhuǎn)子原來彎曲直接有關(guān)時(shí)，其內(nèi)應(yīng)力釋放后，轉(zhuǎn)子彎曲高點(diǎn)與轉(zhuǎn)子原來彎方向相同或差180度，即在一個(gè)徑向平面內(nèi)，而且發(fā)生在同一軸段上。4/退火后轉(zhuǎn)子彎曲會(huì)增大轉(zhuǎn)軸上內(nèi)應(yīng)

19、力雖釋放，但沒有釋放完，因退火后內(nèi)應(yīng)力獲得進(jìn)一步釋放，從而造成轉(zhuǎn)子彎曲值進(jìn)一步增大。4.轉(zhuǎn)子材料蠕變轉(zhuǎn)子材料蠕變產(chǎn)生永久彎曲，大多發(fā)生在運(yùn)行多年的舊機(jī)上，而且轉(zhuǎn)子彎曲值增大是一個(gè)緩慢增大的過程，這從歷年來轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)和大修中轉(zhuǎn)子彎曲測(cè)量記錄逐漸變化得到證明。5.軸上套裝零件熱套方法不當(dāng)向軸上套裝零件時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸存在靜撓曲時(shí)，在套裝零件冷卻過程中，部分靜撓曲貯存下來，使轉(zhuǎn)子形成暫時(shí)性永久彎曲。在制造廠平衡時(shí)，將其彎曲產(chǎn)生的不平衡采用加重方法獲得補(bǔ)償，因此機(jī)組運(yùn)行中振動(dòng)正常。但是轉(zhuǎn)子經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行或某次大修后，貯存靜撓曲逐漸或突然釋放，使轉(zhuǎn)子彎曲減少，造成機(jī)組啟停通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。通

20、過診斷振動(dòng)故障原因，可查明臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)增大是由于轉(zhuǎn)子彎曲減少。機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，這種故障不僅可使轉(zhuǎn)子永久彎曲經(jīng)運(yùn)行后減少，有時(shí)也能在運(yùn)行和檢修中使轉(zhuǎn)子彎曲增大。例如轉(zhuǎn)子起吊不當(dāng)，運(yùn)行中發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，可使套裝零件在轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生徑向不對(duì)稱的軸向位移，使轉(zhuǎn)子彈性撓曲貯存下來，在冷態(tài)或靜態(tài)下成為永久彎曲。這種故障引起轉(zhuǎn)子彎曲變化的主要特征，有以下三點(diǎn)：1/只能發(fā)生在套裝轉(zhuǎn)子上。另外，由運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出，凡是轉(zhuǎn)軸上套有葉輪，軸封套的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)軸徑向碰磨引起的彎軸的機(jī)率很小。2/若轉(zhuǎn)子彎曲減少，振動(dòng)反而增大，轉(zhuǎn)子經(jīng)平衡后，只要將制造廠加重全部或大部拿掉即可。3/轉(zhuǎn)子彎曲變化往往是在無異常情況下突然發(fā)生。.2查明

21、碰磨引起彎軸的大振動(dòng)原因當(dāng)已確認(rèn)轉(zhuǎn)子存在永久彎曲，而且通過揭缸檢查和轉(zhuǎn)子彎曲測(cè)量，已經(jīng)明確轉(zhuǎn)子永久彎曲原因是由轉(zhuǎn)軸徑向碰磨引起的，為了明確事故起因，必須進(jìn)一步查明大振動(dòng)的原因，由此才能制定具有針對(duì)性的防范對(duì)策。造成轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸的大振動(dòng)大振動(dòng)可歸納為三類，一類是轉(zhuǎn)軸振動(dòng)較大而發(fā)生徑向碰磨引起彎曲；第二類是軸封間隙減少或消失，轉(zhuǎn)軸首先發(fā)生碰磨才引起大振動(dòng)造成彎軸；第三類是介于兩者之間，因認(rèn)識(shí)和操作不當(dāng)，使振動(dòng)擴(kuò)大引起碰磨加重，造成彎軸。下面分別討論這三類情況的具體原因。1.轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大引起轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大，有下列三個(gè)原因：1/轉(zhuǎn)子存在穩(wěn)定的一階不平衡。轉(zhuǎn)子原來不平衡較大，或存在彎曲，

22、轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞飛脫等，機(jī)組每次啟停，在臨界轉(zhuǎn)速下都會(huì)產(chǎn)生顯著振動(dòng)，這種不平衡量值和方向雖是穩(wěn)定的，但當(dāng)軸封間隙較小時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)軸徑向碰磨，而使轉(zhuǎn)子一階不平衡顯著增大。如果轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速附近，引起共振放大，轉(zhuǎn)軸碰磨迅速加重，若處理不當(dāng)，碰磨很快會(huì)進(jìn)入晚期。2/轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲。機(jī)組啟動(dòng)前和運(yùn)行中轉(zhuǎn)子都可能產(chǎn)生明顯的熱彎曲，原因詳見本書第二章第六節(jié)。前者啟動(dòng)中發(fā)生較大振動(dòng)，后者在帶負(fù)荷和停機(jī)過程中發(fā)生較大振動(dòng)，兩者都會(huì)使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生碰磨而形成彎軸。沖轉(zhuǎn)前轉(zhuǎn)子存在的熱彎曲本應(yīng)通過一定時(shí)間連續(xù)盤車獲得消除，并由大軸彎曲指示器指示值，可以確定轉(zhuǎn)子是否殘留熱彎曲。但因目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)彎曲指示器原始晃擺值過大和指

23、示點(diǎn)靈敏太低，即使轉(zhuǎn)子存在較顯著的熱彎曲，在不測(cè)量高點(diǎn)方向的情況下，指示值無明顯的反映。轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲啟動(dòng)，一方面使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生顯著的一階不平衡，另一方面使轉(zhuǎn)子中部晃擺值增大，在正常的軸封間隙下，也會(huì)使轉(zhuǎn)軸發(fā)生碰磨，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，因共振放大和碰磨重點(diǎn)與熱彎曲高點(diǎn)相同，可使轉(zhuǎn)子中部撓曲迅速擴(kuò)大，使轉(zhuǎn)軸碰磨很快進(jìn)入晚期。轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲啟動(dòng)純屬操作不當(dāng)，但是分析尋找轉(zhuǎn)軸碰磨大振動(dòng)的原因時(shí)，從運(yùn)行記錄和有關(guān)人員了解中不會(huì)得到真實(shí)情況，主要應(yīng)查明沖轉(zhuǎn)前2h之內(nèi)，機(jī)組作了哪些操作，檢查和檢修。如果在這段時(shí)間內(nèi)停止過盤車，由停盤車時(shí)間和距沖轉(zhuǎn)時(shí)間，采用估算或試驗(yàn)的方法求得當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)子殘留的熱彎曲量值。3/轉(zhuǎn)

24、子與水接觸。轉(zhuǎn)軸與水接觸引起強(qiáng)烈振動(dòng)，在冷態(tài)啟動(dòng)中較容易發(fā)生，其振動(dòng)特征，機(jī)理和診斷方法，見第二章第六節(jié)。2.軸封間隙過小或消失造成軸封間過小或消失的原因有。1/上下缸溫差過大：這是運(yùn)行中常見的故障絕大多數(shù)是上缸溫度高于下缸，造成汽缸向上彎曲（貓背），使軸封間隙減少或消失，引起轉(zhuǎn)軸碰磨。在轉(zhuǎn)軸碰磨熱彎曲增大過程中，上下缸溫差繼續(xù)增加，軸封間隙進(jìn)一步減少，又加重碰磨，在雙重作用下碰磨發(fā)展更快。造成上下缸溫差過大的原因，主要是氣缸進(jìn)冷汽或進(jìn)水；其次原因是下缸保溫不良和調(diào)節(jié)門開啟程序不合理。2/汽缸與法蘭溫差過大：這是機(jī)組啟動(dòng)中常見的現(xiàn)象，它不僅使法蘭產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，而且還會(huì)引起汽缸彎曲，使兩端軸

25、封上下方向間隙減少（成橫橢圓），使隔板軸封兩側(cè)間隙減少（成立橢圓）。3/軸瓦烏金磨損和燒瓦：在機(jī)組啟停和運(yùn)行中，由于種種原因，軸瓦烏金嚴(yán)重磨損，碾壓或燒瓦，造成轉(zhuǎn)子下落，使軸封下部間隙消失，引起轉(zhuǎn)軸徑向碰磨。4/安裝和檢修時(shí)軸封間隙調(diào)的過?。河捎谵D(zhuǎn)軸晃擺，振動(dòng)，汽缸彎曲和膨脹歪斜，在冷態(tài)下軸封間隙不能調(diào)的過小。制造廠設(shè)計(jì)時(shí)為了獲得較高的經(jīng)濟(jì)性，高壓缸要求較小的軸封間隙，但在實(shí)際運(yùn)行中難以保證。大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，不同形式的機(jī)組軸封間隙值要求也不同，如國(guó)產(chǎn)200MW和125MW機(jī)組，高壓缸端部軸封間隙不宜小于0.7-0.9mm。5/汽缸膨脹偏斜：汽缸膨脹偏斜是運(yùn)行機(jī)組常見的現(xiàn)象，由前箱兩側(cè)軸向膨

26、脹差和前箱左右膨脹差的增大，可以斷定汽缸膨脹發(fā)生偏斜，揭缸后可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，汽缸上的軸封會(huì)留下明顯的單側(cè)磨跡。一般前箱軸向膨脹左右兩側(cè)差應(yīng)小于0.4-0.5mm。造成汽缸膨脹偏斜的主要原因是縱銷，立銷磨損，立銷座剛度不足，銷座固定不牢，汽缸承受過大的側(cè)向力等，少數(shù)機(jī)組運(yùn)行中立銷脫落和立銷座開焊，使汽缸嚴(yán)重偏斜，造成轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸。6/軸封殼體變形：因汽缸受熱膨脹和隔板兩側(cè)蒸汽壓差作用，引起軸封殼體變形，位移和汽缸變形，引起軸封殼體變形，兩者都可使軸封間隙減少或消失。這種故障主要是由機(jī)組設(shè)計(jì)不良引起的，因此同型機(jī)組帶有普遍性，在運(yùn)行機(jī)組消除這一缺陷難度較大。3.認(rèn)識(shí)和操作不當(dāng)近十幾年來大機(jī)組彎

27、軸事故屢禁不止的重要原因之一，是運(yùn)行及有關(guān)人員對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速和大不平衡危害性認(rèn)識(shí)不足。早在60年代以前，因當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)子平衡技術(shù)十分落后，機(jī)組每次啟停通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)都要發(fā)生強(qiáng)烈共振，因此當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為轉(zhuǎn)子不能在臨界轉(zhuǎn)速下停留，否則會(huì)造成機(jī)毀人亡的事故，所以機(jī)組每次啟動(dòng)通過臨界轉(zhuǎn)速都十分小心。隨著轉(zhuǎn)子平衡技術(shù)的發(fā)展，一般轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下軸承振動(dòng)可以降到50um以下，機(jī)組啟停已感覺不到轉(zhuǎn)子有臨界轉(zhuǎn)速存在，給人們?cè)斐闪宿D(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下停留并無危害的錯(cuò)覺，由此形成了下列兩種錯(cuò)誤做法而誘發(fā)彎軸：1/轉(zhuǎn)速較長(zhǎng)時(shí)間停留在臨界轉(zhuǎn)速下。中速暖機(jī)的轉(zhuǎn)速往往靠近汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子一階臨屆轉(zhuǎn)速，當(dāng)手動(dòng)控制暖機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，真空，新汽壓

28、力變化會(huì)使轉(zhuǎn)速進(jìn)入高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速，運(yùn)行人員不作及時(shí)調(diào)整，如果這時(shí)上下缸差增大或由于其他原因，即使轉(zhuǎn)軸發(fā)生輕微的碰磨，也會(huì)使高壓轉(zhuǎn)子撓曲顯著增大而引起強(qiáng)烈共振，致使轉(zhuǎn)軸碰磨很快進(jìn)入晚期。2/不測(cè)量振動(dòng)即升速。大機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)一般將在10min之內(nèi)，轉(zhuǎn)速升至3000r/min,瞬間升速速率高達(dá)300-400r/min/min。在這樣高的升速率下，當(dāng)轉(zhuǎn)子一旦存在較顯著一階不平衡時(shí)，例如轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲，轉(zhuǎn)軸與水接觸，轉(zhuǎn)軸碰磨，在未進(jìn)入高壓轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速之前，轉(zhuǎn)軸碰磨可能已進(jìn)入中，晚期，即使機(jī)組裝有跳閘保護(hù)，彎軸事故也難避免。由上述兩種情況可知，單純的臨界轉(zhuǎn)速并無危害，一般的轉(zhuǎn)子不平衡與臨界轉(zhuǎn)速也無大

29、的危害，可怕的是轉(zhuǎn)子較大的不平衡，特別是轉(zhuǎn)軸碰磨引起的不穩(wěn)定不平衡與臨界轉(zhuǎn)速結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈共振，是轉(zhuǎn)子不平衡進(jìn)一步擴(kuò)大，輕者引起彎軸事故，嚴(yán)重時(shí)引起軸系破壞。.3對(duì)彎軸事故起因，過程，主導(dǎo)原因作系統(tǒng)的推理和論證由上述正向推理排除或肯定了非轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸，查明了引起轉(zhuǎn)軸碰磨振動(dòng)的原因，明確了事故起因，主導(dǎo)原因及彎軸機(jī)理，結(jié)合事故前機(jī)組運(yùn)行工況，對(duì)彎軸主要過程作系統(tǒng)的演繹推理，將彎軸事故主要過程作出合理描述，對(duì)不合情理處或無法解說的問題，重新取證分析研究，直至獲得圓滿和合理的解釋為止。 防止大軸彎曲的對(duì)策自1984年以來，國(guó)內(nèi)大機(jī)組彎軸事故頻繁發(fā)生，為此電力部各網(wǎng)省局及各個(gè)電廠都先后制定了防

30、止汽輪機(jī)大軸彎曲事故措施，后來又三令五申的強(qiáng)調(diào)并下達(dá)了補(bǔ)充措施，在此期間彎軸事故有所下降。但據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1990年以來，每年仍有5-10臺(tái)容量為100MW以上機(jī)組發(fā)生彎軸事故，可見防止汽輪機(jī)彎軸事故的難度。不過由于直軸技術(shù)逐漸成熟，被較多的人掌握，因此彎軸事故的影響已較前顯著淡化，但是彎軸事故畢竟對(duì)機(jī)組損壞，壽命損傷和由此造成直接經(jīng)濟(jì)損失都很大，故屬嚴(yán)重的惡性事故，所以目前還很有必要對(duì)防止彎軸事故對(duì)策作進(jìn)一步的研究。.1 防止彎軸事故對(duì)策的思路和要點(diǎn)由引起運(yùn)行中汽輪機(jī)彎軸的原因可知，除轉(zhuǎn)軸碰磨外，還有其他五種原因。這些原因涉及制造，運(yùn)行，檢修，安裝等多個(gè)方面。但是作為防范對(duì)策，必須針對(duì)當(dāng)前

31、彎軸主要原因，才能提出切實(shí)有效的對(duì)策，其思路要點(diǎn)是：1/主要針對(duì)碰磨引起的彎軸由上述彎軸原因分析指出，對(duì)電廠運(yùn)行，檢修，安裝來說，彎軸原因可分為可克服和不可克服兩類。不可克服的原因有，轉(zhuǎn)軸材料蠕變，轉(zhuǎn)軸上內(nèi)應(yīng)力釋放，轉(zhuǎn)軸上零件套裝工藝不當(dāng)；可克服的原因有，轉(zhuǎn)軸徑向碰磨，高溫轉(zhuǎn)子被水浸泡，嚴(yán)重的非同期合閘。而目前現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的彎軸事故近90%是由轉(zhuǎn)軸徑向碰磨引起的，因此防止彎軸對(duì)策要點(diǎn)應(yīng)主要針對(duì)轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸。2/避免轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期是防止彎軸對(duì)策的關(guān)鍵運(yùn)行中的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸徑向碰磨是很難避免的，而引起彎軸的碰磨只是碰磨進(jìn)入晚期才發(fā)生，因此不論何種原因引起的轉(zhuǎn)軸碰磨，只要防止碰磨進(jìn)入晚期，轉(zhuǎn)軸碰磨引

32、起的彎軸即可避免，所以防止彎軸對(duì)策的關(guān)鍵是防止碰磨進(jìn)入晚期。3/應(yīng)著眼于防止啟動(dòng)中轉(zhuǎn)軸碰磨盡管轉(zhuǎn)軸徑向碰磨不僅在機(jī)組啟停過程中發(fā)生，而且在工作轉(zhuǎn)速下也會(huì)發(fā)生，但據(jù)現(xiàn)場(chǎng)大量實(shí)測(cè)結(jié)果表明，轉(zhuǎn)軸碰磨容易進(jìn)入晚期的只是啟停中轉(zhuǎn)軸碰磨，工作轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸碰磨很少進(jìn)入晚期。機(jī)組啟停對(duì)運(yùn)行機(jī)組來說，只是一個(gè)短暫時(shí)間，在這個(gè)短暫時(shí)間防止轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期，只要措施具體，明確，對(duì)一般運(yùn)行人員來說在勞動(dòng)強(qiáng)度，精力消耗，技術(shù)水平等方面是可以勝任。4/機(jī)組啟動(dòng)中振動(dòng)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是汽機(jī)高壓轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸瓦目前機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行人員習(xí)慣于監(jiān)測(cè)機(jī)組振動(dòng)最大的一個(gè)軸瓦，這對(duì)防止彎軸事故非常不利。不論使用攜帶式振動(dòng)表，還是機(jī)組上裝有固定式振動(dòng)表

33、手動(dòng)切換顯示，或在CRT上直接顯示各瓦振動(dòng)，為了防止轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期，振動(dòng)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在1，2瓦或1，2瓦軸振上。機(jī)組啟動(dòng)中運(yùn)行人員要關(guān)注的數(shù)據(jù)很多，而且防止轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期，不單涉及允許振動(dòng)值，還涉及振動(dòng)波動(dòng)值，這就需要與前面的振動(dòng)值進(jìn)行比較。如果將8-9個(gè)軸瓦，以至十幾個(gè)軸瓦振動(dòng)等同看待，運(yùn)行人員是無法勝任的。.2 防止轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸事故的對(duì)策上述已經(jīng)指出，防止彎軸事故的關(guān)鍵是防止碰磨進(jìn)入晚期，盡管運(yùn)行中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸徑向碰磨難以避免，但是從機(jī)組運(yùn)行安全和措施完整性考慮，首先還得盡最大可能防止轉(zhuǎn)軸碰磨的發(fā)生。因此防止轉(zhuǎn)軸碰磨引起的彎軸對(duì)策，實(shí)際上設(shè)置了兩道防范，第一道是防止轉(zhuǎn)軸碰磨；第二道，

34、也是關(guān)鍵的一道，是及早發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸碰磨，將它控制在早，中期以前給于消除。這兩道防范具體措施如下：1.防止轉(zhuǎn)軸發(fā)生徑向碰磨這里防止轉(zhuǎn)軸碰磨是針對(duì)上述.2碰磨引起彎軸的大振動(dòng)原因而制定的，這些措施有：1/新安裝和大修中的汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子隔板和端部軸封間隙，不應(yīng)片面的追求經(jīng)濟(jì)效益，將其間隙調(diào)的過小。對(duì)于高中壓合缸的汽機(jī)轉(zhuǎn)子，其軸封間隙不宜小于0.7-0.9mm。2/防止氣缸跑偏。防止氣缸跑偏除消除縱銷，主銷過大的間隙外，還應(yīng)防止機(jī)組運(yùn)行中立銷脫落和立銷座開焊引起氣缸嚴(yán)重跑偏。3/防止上下缸溫差過大。這是機(jī)組運(yùn)行和啟動(dòng)中最容易發(fā)生的故障，而且在啟動(dòng)和運(yùn)行中隨時(shí)都可能發(fā)生，所以凡是上下缸溫度測(cè)點(diǎn)誤差過大或損壞

35、的機(jī)組不容許啟動(dòng)。4/降低汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子一階不平衡。目前投運(yùn)的新機(jī)高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速下軸瓦振動(dòng)一般小于50um；軸振小于120um,但有些新機(jī)和舊機(jī)，其臨界轉(zhuǎn)速下軸瓦振動(dòng)超過100um。轉(zhuǎn)子在一階臨界轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子中部撓曲和振動(dòng)將幾倍和十多倍于這個(gè)振幅值，因此很容易造成徑向碰磨。為此，應(yīng)減少轉(zhuǎn)子一階不平衡量。5/沖轉(zhuǎn)時(shí)避免轉(zhuǎn)子殘留熱彎曲。由于目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)彎軸指示器或偏心儀靈敏度較低，測(cè)點(diǎn)處原始晃度過大，為了可靠，不論熱態(tài)或冷態(tài)啟動(dòng)，轉(zhuǎn)子必須連續(xù)盤車2h以上，方可沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)。6/防止汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子與水接觸。及時(shí)開啟汽缸，軸封，主蒸汽管，抽汽管上的疏水閥，不要過早地關(guān)閉這些閥，在機(jī)組啟動(dòng)中應(yīng)防止這些

36、疏水管不暢或堵塞。2.防止轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期防止轉(zhuǎn)軸碰磨進(jìn)入晚期的主要內(nèi)容包括碰磨振動(dòng)監(jiān)測(cè)，診斷，振動(dòng)控制和碰磨消除。按轉(zhuǎn)軸碰磨發(fā)生幾率和嚴(yán)重性，將振動(dòng)監(jiān)測(cè)分為新機(jī)安裝和大修后首次啟動(dòng)和一般的冷熱態(tài)啟動(dòng)兩類，具體措施有：1/不論是新安裝的機(jī)組和大修后首次啟動(dòng)還是一般的冷熱態(tài)啟動(dòng)，凡裝有振動(dòng)報(bào)警和跳閘裝置的機(jī)組，報(bào)警和跳閘必須投入。報(bào)警和跳閘值的制定請(qǐng)見第一章第十節(jié)。2/沖轉(zhuǎn)前首先確認(rèn)上下缸溫差值。3/新機(jī)安裝和大修后首次啟動(dòng)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)。由于動(dòng)靜間隙未經(jīng)啟停和運(yùn)行的考驗(yàn)，碰磨的幾率較高，而且發(fā)生碰磨往往較為嚴(yán)重，因此振動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)從較低轉(zhuǎn)速開始，這時(shí)轉(zhuǎn)子尚未產(chǎn)生明顯撓曲，碰磨不易進(jìn)入中，晚期。（1）從

37、600r/min開始連續(xù)監(jiān)測(cè)1，2瓦振動(dòng)，持續(xù)時(shí)間不少于15min,在相同轉(zhuǎn)速下振幅波動(dòng)值若大于15um,視波動(dòng)值大小將轉(zhuǎn)速降至400-500r/min或更低。（2）若振幅波動(dòng)小于15um，1，2瓦振幅小于50um,以每分鐘100-150r/min升速率將轉(zhuǎn)速升至0.6-0.8nk1（高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速，以實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)）。在升速中連續(xù)監(jiān)測(cè)振動(dòng)，在0.8nk1轉(zhuǎn)速下連續(xù)監(jiān)測(cè)1，2瓦振動(dòng)，1-3min記錄一次振動(dòng)，總時(shí)間不少于10min。若振幅波動(dòng)（相同轉(zhuǎn)速）大于15um,將轉(zhuǎn)速降至0.5-0.6nk1；若波動(dòng)仍大于15um，再降低轉(zhuǎn)速。只有當(dāng)轉(zhuǎn)速升至0.9nk1下連續(xù)監(jiān)測(cè)10min，振幅波小于1

38、5um,表明轉(zhuǎn)軸無碰磨或原來碰磨已經(jīng)消除。如此時(shí)1，2瓦振動(dòng)小于80um，可以以每分鐘200-250r/min升速率通過汽輪機(jī)高于轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速。（3）若軸瓦振動(dòng)波動(dòng)小于15um或軸振波小于30um，但在0.9nk1，1，2瓦振動(dòng)或其中之一大于80um,說明汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子存在較大的穩(wěn)定一階不平衡，建議查明原因和消除后再升速。4/一般冷，熱態(tài)啟動(dòng)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)。（1）1200r/min開始監(jiān)測(cè)1，2瓦振動(dòng)，連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)間不少于5min，在相同轉(zhuǎn)速下振幅波動(dòng)大于15um，應(yīng)降低轉(zhuǎn)速。（2）振幅波動(dòng)小于15um,以每分鐘150-200r/min升速率升至0.6-0.8nk1,振動(dòng)監(jiān)測(cè)和碰磨診斷與上述3/

39、中（2），（3）同。3.轉(zhuǎn)軸碰磨的消除通過上述監(jiān)測(cè)和診斷，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸存在徑向碰磨。若碰磨是由上下缸溫差過大，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大引起的，則可以采取相應(yīng)的對(duì)策加以消除；如果是軸封間隙過小，汽缸跑偏過大引起的，則一般不容許采用揭缸重調(diào)軸封間隙來消除，而是采用磨大軸封間隙。磨大軸封間隙的關(guān)鍵是通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)，控制轉(zhuǎn)速及振動(dòng)，將轉(zhuǎn)軸碰磨控制在早期和中期以前。具體地說，將振動(dòng)控制在容許的情況下，將轉(zhuǎn)速逐步接近高壓轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較顯著的撓曲，借助轉(zhuǎn)軸與軸封磨擦和擠壓，將軸封間隙擴(kuò)大，一般經(jīng)1-2次升降速，即可使軸封間隙磨到合適的數(shù)值。.3 振動(dòng)容許值在電廠運(yùn)行規(guī)程和目前防彎軸措施中，對(duì)振動(dòng)容許值都作了

40、明確規(guī)定，多年來運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，它不能有效地防止彎軸事故的發(fā)生，因此應(yīng)制定新的振動(dòng)容許值。1.目前規(guī)定的振動(dòng)容許值存在問題大機(jī)組彎軸事故屢禁不止的另一個(gè)重要原因，是機(jī)組啟動(dòng)中振動(dòng)容許值不合理。一般運(yùn)行規(guī)程和防彎軸措施規(guī)定，“在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速以下，軸瓦振動(dòng)應(yīng)小于30um，通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)軸瓦振動(dòng)超過150um，應(yīng)立即打閘停機(jī)”。各廠規(guī)程和防彎軸措施對(duì)振動(dòng)容許值規(guī)定雖有些差別，但方法未變，這些規(guī)定存在的主要問題是：（1）就目前機(jī)組振動(dòng)水平而言，在臨界轉(zhuǎn)速以下和接近轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速，軸瓦振動(dòng)小于30um的機(jī)組很少，因而大多數(shù)機(jī)組無法執(zhí)行這一規(guī)定。（2）在支承動(dòng)剛度一定的情況下，轉(zhuǎn)子通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)軸瓦振幅決定于

41、轉(zhuǎn)子一階不平衡量和過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)升速率（角加速度），在相同的一階不平衡量下，升速率不同，軸瓦振幅有1-2倍之差，由此使人獲得錯(cuò)誤的結(jié)論，沖臨界轉(zhuǎn)速是避免過大振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸碰磨的一個(gè)措施。（3）轉(zhuǎn)子不平衡原因不同，統(tǒng)一規(guī)定轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)容許值是不合理的。大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)轉(zhuǎn)子存在穩(wěn)定的一階不平衡時(shí)，通過轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速，軸瓦振動(dòng)即使超過150um，一般不會(huì)引起轉(zhuǎn)軸徑向碰磨和彎軸事故。但是當(dāng)轉(zhuǎn)軸存在碰磨時(shí)，在臨界轉(zhuǎn)速下軸瓦振動(dòng)既使小于100um，也將會(huì)使振動(dòng)失控，發(fā)生彎軸事故。（4）將機(jī)組各軸瓦振動(dòng)等效看待，即相同的振幅發(fā)生在不同的軸瓦上，有著相等的危害。一般振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)都存在這個(gè)缺點(diǎn)，但作為防彎軸

42、措施的一個(gè)特殊規(guī)定，應(yīng)考慮到相同的振幅發(fā)生在不同的軸瓦上，有著不同的危害。（5）引導(dǎo)運(yùn)行人員作錯(cuò)誤的操作。因?yàn)橥ㄟ^臨界轉(zhuǎn)速時(shí)升速率一般每分鐘高于250r/min,因此一旦檢測(cè)到軸瓦振動(dòng)大于150um，轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過臨界轉(zhuǎn)速，即使接近臨界轉(zhuǎn)速，再打閘，實(shí)際轉(zhuǎn)速也已通過臨界轉(zhuǎn)速，在降速時(shí)因角加速度減少，振幅將比升速時(shí)增大幾倍，從而使轉(zhuǎn)軸碰磨加重進(jìn)入晚期。2.建議的振動(dòng)容許值為了區(qū)分轉(zhuǎn)子不平衡原因，將振動(dòng)容許值分為波動(dòng)值和絕對(duì)值兩個(gè)部分。（1）轉(zhuǎn)速為600-0.9nk1，在相同的轉(zhuǎn)速下，軸瓦振動(dòng)波動(dòng)小于15um，說明轉(zhuǎn)軸無徑向碰磨；當(dāng)軸瓦振動(dòng)小于80um或軸振小于150um，可以通過高壓轉(zhuǎn)子

43、一階臨界轉(zhuǎn)速。（2）轉(zhuǎn)速為600-0.9nk1，若軸瓦振動(dòng)波動(dòng)大于15um，說明轉(zhuǎn)軸存在徑向碰磨，這時(shí)不問軸瓦振動(dòng)如何，都不容許通過轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速。只有當(dāng)轉(zhuǎn)速在0.9nk1下，連續(xù)監(jiān)測(cè)1，2瓦振動(dòng)10min，其振幅波動(dòng)小于15um，軸瓦振動(dòng)小于80um，才容許通過高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速。（3）轉(zhuǎn)速為（0.7-0.9）nk1，軸瓦振動(dòng)波小于15um，但1，2瓦或其中一個(gè)瓦振動(dòng)大于80um，說明振動(dòng)是由轉(zhuǎn)子穩(wěn)定的一階不平衡引起的，建議消除后再升速。（4）上述振動(dòng)容許值只是針對(duì)防止轉(zhuǎn)軸徑向碰磨進(jìn)入晚期的一個(gè)特殊的規(guī)定，具體地說只是對(duì)汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子1，2瓦而言。對(duì)機(jī)組其他瓦軸，可將振動(dòng)容許絕對(duì)值放大1.2

44、-1.3倍，但波動(dòng)值不宜放大。（5）上述的振動(dòng)容許值已考慮到振動(dòng)達(dá)到這一數(shù)值后，運(yùn)行人員采取糾正性操作過程中，振動(dòng)有可能還將繼續(xù)增大2-3倍，此時(shí)轉(zhuǎn)軸碰磨還能控制在中期以前。（6）考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下及附近，除轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定的和穩(wěn)定的不平衡，能引起顯著的軸瓦振動(dòng)外，其他振動(dòng)故障不會(huì)引起明顯的軸瓦振動(dòng)，因此對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)軸徑向碰磨診斷，使用不帶濾波器和無測(cè)相功能的一般簡(jiǎn)單式振動(dòng)表，即可滿足要求。第三節(jié) 軸系破壞和毀機(jī)事故國(guó)外早在20年代初就已發(fā)生過多起軸系破壞和毀機(jī)事故。50年代以來，美國(guó)和西歐等國(guó)家對(duì)軸系破壞事故有較多的報(bào)導(dǎo)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)的測(cè)算，除原蘇聯(lián)和東歐外，在美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)

45、、日本等國(guó)家，到目前為止，已發(fā)生的軸系破壞事故近百起，事故涉及單機(jī)容量由50MW（更小的容量，未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)）到800MW。我國(guó)從1984年以來，已發(fā)生過8起軸系破壞事故，涉及單機(jī)容量由50MW至200MW。軸系破壞事故不同于發(fā)電廠其他惡性事故，它是一個(gè)災(zāi)難性事故，一般將造成整套機(jī)組毀滅性破壞，而且還會(huì)造成人員傷亡。因此調(diào)查軸系破壞事故，制定防范對(duì)策，不僅有著十分重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，而且對(duì)機(jī)組設(shè)備和人身安全都有著十分重要的意義。下面就軸系破壞事故一般概況及分析方法、轉(zhuǎn)子大不平衡引起軸系破壞的原因及機(jī)理和防治對(duì)策作詳細(xì)討論。 軸系破壞事故概況及原因分類據(jù)1992年不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)

46、、日本、中國(guó)等國(guó)家，在近30年內(nèi)，發(fā)生的軸系破壞事故主導(dǎo)原因分類如表5-1。由于各個(gè)國(guó)家和生產(chǎn)廠家，為了商業(yè)名譽(yù)等原因，對(duì)這種災(zāi)難性事故報(bào)導(dǎo)很小，因此難以作出全面的統(tǒng)計(jì)分類。盡管這次共搜集到有關(guān)軸系破壞事例共80多起，但真正屬于軸系破壞事故的只有39起。這些事故不僅使機(jī)組造成毀滅性破壞，而且造成近百人的傷亡典型的是1970年日本三菱重工的一臺(tái)330MW汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子，在做超速試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速剛升至3600r/min（額定轉(zhuǎn)速3000r/min）時(shí)，轉(zhuǎn)子突然爆炸，當(dāng)場(chǎng)死亡4人，25人重傷，26人輕傷。表5-1是一個(gè)很不完全的統(tǒng)計(jì)，從分類原因來看，各個(gè)國(guó)家差別較大，美國(guó)、德國(guó)材質(zhì)占第一們，中國(guó)、法國(guó)

47、、日本轉(zhuǎn)子大不平衡事第一位。從總的來看，轉(zhuǎn)子大不平衡事第一位，材質(zhì)占第二位。國(guó)內(nèi)發(fā)生的軸系破壞事故較為特殊，75是由轉(zhuǎn)子大不平衡引起的，還有兩起因技術(shù)上等原因，未能深入查明，其中還不能排除引起軸系破壞的主導(dǎo)原因也是轉(zhuǎn)子大不平衡。下面就表5-1軸系破壞主導(dǎo)原因作簡(jiǎn)要的說明。.1轉(zhuǎn)子材質(zhì)缺陷這種事故大多發(fā)生在60年代以前，因受當(dāng)時(shí)煉鋼技術(shù)和鍛造能力的限制，轉(zhuǎn)子鍛件中夾雜、裂紋、氫脆、熱處理不當(dāng)?shù)仍蜉^為嚴(yán)重和普遍，因此在新機(jī)投運(yùn)，甚至在制造廠超速試驗(yàn)和組裝試車時(shí)，就發(fā)生了轉(zhuǎn)子爆炸和軸系破壞事故，也有少數(shù)機(jī)組在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)年后才發(fā)生，這是由夾雜、裂紋發(fā)展所致。這種故障造成軸系破壞事故的最大特征，是起始

48、斷口呈明顯的脆性斷口，從斷口表面可以發(fā)現(xiàn)明顯的材質(zhì)缺陷。事故往往是無任何起因的情況下突然發(fā)生的。破壞起始往往是在正常超速試驗(yàn)或工作轉(zhuǎn)速下發(fā)生的，由于起始破壞轉(zhuǎn)速較高，因此二次在于能量很大，因而往往會(huì)造成整個(gè)機(jī)組毀滅性破壞。.2轉(zhuǎn)子大不平衡轉(zhuǎn)子大不平衡引起軸系破壞，不僅因?yàn)檗D(zhuǎn)子產(chǎn)生了巨大的不平衡量，而且還必須存在共振，才能構(gòu)成軸系破壞和毀機(jī)事故。這種事故在舊機(jī)組上都可能發(fā)生，而且一旦發(fā)生，往往造成機(jī)組毀滅破壞。這種故障引起軸系破壞的最明顯特征，是軸系破壞起始斷口存在十分顯著的大彎曲塑性變形。.3進(jìn)水這里所說的進(jìn)水不是一般汽輪機(jī)進(jìn)水和冷汽，引起汽缸不均勻收縮變形。這里進(jìn)水是指汽缸大量進(jìn)水，使轉(zhuǎn)子緊

49、急制動(dòng)，引起軸系破壞。例如1992年英國(guó)一臺(tái)500MW機(jī)組在帶負(fù)荷運(yùn)行中，因混合低壓加熱器滿水，倒入低壓缸引起緊急制動(dòng)，使低壓轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子斷成六段。起始斷口具有扭應(yīng)力過大的明顯特征。.4嚴(yán)重超速在這次統(tǒng)計(jì)中只有一臺(tái)是1965年英國(guó)制造的60MW機(jī)組，因Fe3O4在油動(dòng)機(jī)活塞和缸體上沉積引起卡澀，甩負(fù)荷年主汽門和調(diào)速汽門均未關(guān)，超速至5000r/min以上，低壓轉(zhuǎn)子葉輪、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)全部碎裂飛散，當(dāng)場(chǎng)死亡2人，9人受傷。現(xiàn)場(chǎng)因機(jī)組嚴(yán)重超速引起損壞事故時(shí)有時(shí)有發(fā)生，但絕大多數(shù)是轉(zhuǎn)動(dòng)部件強(qiáng)度薄弱處首先損壞飛脫，例如葉片，但不一定構(gòu)成軸系破壞，真正因嚴(yán)重超速，單純因離心力過大造成軸系破壞事故十分

50、罕見。嚴(yán)重超速造成的軸生活費(fèi)破壞的最典型特征是軸系破壞起始斷口明顯的徑向撕裂。.5非同期合閘現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重的非同期合閘時(shí)有發(fā)生，但造成軸系破壞的國(guó)內(nèi)還沒有發(fā)生過。這次統(tǒng)計(jì)只搜集到原西德1973年10月在一臺(tái)600MW機(jī)組上發(fā)生過，使該機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部線包、護(hù)環(huán)嚴(yán)重?fù)p壞，汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器處斷裂。.6原因不明對(duì)于軸系破壞特別嚴(yán)重，事故特征不明顯的，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)力量和經(jīng)費(fèi)及其他一些原因，而未能作深入的調(diào)查。不過就表5-1歸納的引起軸系破壞的五個(gè)主導(dǎo)原因來說，除轉(zhuǎn)子大不平衡外，其他四個(gè)原因造成破壞特征都很明顯，而且破壞機(jī)理也較直觀，具有一定專業(yè)水平和分析事故經(jīng)驗(yàn)的專家查明相應(yīng)的破壞主導(dǎo)原因并

51、不困難。因此有理由推論認(rèn)為，原因不明大部分是由復(fù)雜的轉(zhuǎn)子大不平衡引起的。 軸系破壞事故分析途徑和方法軸系破壞事故在汽輪發(fā)電機(jī)組各種事故分析中是難度最大的一種事故。這不僅因?yàn)闄C(jī)組破壞最為嚴(yán)重，在事故中往往會(huì)形成一些直觀無法理解的奇怪現(xiàn)象，給事故分析帶來神秘感，而且由于事故起因、破壞主導(dǎo)原因及機(jī)理往往很復(fù)雜，是跨學(xué)科、跨專業(yè)的問題，主要涉及金屬材料、振動(dòng)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子平衡、機(jī)組運(yùn)行、調(diào)節(jié)、電氣等專業(yè)。通過近幾年來軸系破壞事故調(diào)查，在這一方面積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)的要點(diǎn)是:不論何種原因引起的軸系破壞，首先應(yīng)全面地掌握事故前機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、事故詳細(xì)的全過程、該機(jī)和同型機(jī)組運(yùn)行情況、機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在

52、結(jié)構(gòu)上所呈現(xiàn)的缺陷；其次，也是最關(guān)鍵的一步，有著手調(diào)查和在破壞廢墟及碎片中尋找證據(jù)時(shí)，應(yīng)著重抓住下列幾個(gè)關(guān)鍵問題，由此才能使事故分析深入，取得確切的事故起因、破壞主導(dǎo)原因和查明事故機(jī)理。.1事故最高轉(zhuǎn)速這是涉及軸系破壞的關(guān)鍵因素之一，因此不能從機(jī)組破壞嚴(yán)重性直觀臆斷為超速所致。實(shí)際上恰恰相反，有許多造成毀滅性的軸系破壞事故，其破壞起始轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速。確定事故最高轉(zhuǎn)速，可采用下列方法：（1）由自動(dòng)記錄和事故記憶裝置提供國(guó)內(nèi)有些機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速采用打點(diǎn)記錄，但由于記錄時(shí)間間隔較長(zhǎng)，在事故過程中一般不能捕捉到事故最高轉(zhuǎn)速。如果采用模擬量記錄，則可以捕捉到事故前期最高轉(zhuǎn)速。若機(jī)組上裝有事故記憶裝置，

53、也可獲得事故前期最高轉(zhuǎn)速，這是由于事故后期因大振動(dòng)的發(fā)生，可能將轉(zhuǎn)速傳感器打壞，而此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速仍可能在加速之后。（2）目擊者提供轉(zhuǎn)速指示值 這是由于目前大多數(shù)機(jī)組就地和控制室都裝有轉(zhuǎn)速指示表，一般電廠都配備了較多的運(yùn)行人員。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)異常時(shí)，運(yùn)行人員首先關(guān)心的是機(jī)組與電網(wǎng)是否解列，其習(xí)慣動(dòng)作是一看負(fù)荷，二看轉(zhuǎn)速，因此在事故發(fā)生時(shí)總有幾個(gè)或個(gè)別人看到了事故中轉(zhuǎn)速最高指示值。當(dāng)然這個(gè)轉(zhuǎn)速指示，因后來傳感器或傳動(dòng)裝置損壞，不一定是事故中最高轉(zhuǎn)速。但是，要想目擊者真實(shí)地講出見到的轉(zhuǎn)速最大指示值，困難較大，這主要是運(yùn)行人員怕負(fù)責(zé)任，因此不是把轉(zhuǎn)速說低了，就是說沒有見到。（3）由葉根斷面和葉片材料強(qiáng)度極限

54、，求出斷裂時(shí)拉力，甚至使用材料試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)求出葉根拉斷時(shí)總拉力，以此拉力作為離心力，反復(fù)算出葉根斷裂時(shí)轉(zhuǎn)速。根據(jù)各級(jí)葉根不同的拉斷強(qiáng)度和事故后葉根斷裂狀況，求得事故最高轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)子損壞不嚴(yán)重時(shí)，使用這種方法求得吾輩了高轉(zhuǎn)速比較可靠。但在大多數(shù)軸系破壞中，由于軸承失去功能，或轉(zhuǎn)子斷裂，葉輪、葉片在二次損壞過程中承受了很大撞擊，雖然從葉根斷面來看，具有典型的離心過大拉斷特征，但以此求得事故最高轉(zhuǎn)速較實(shí)際高得多，這主要是葉根斷裂過程中承受較大的外加撞擊力，因而對(duì)計(jì)算值要作修正，但修正系數(shù)主要憑經(jīng)驗(yàn)和直觀估計(jì)，因此求出最高轉(zhuǎn)速可靠性也不高。（4）由能量平衡推算根據(jù)流入汽缸的蒸汽流量、參數(shù)、軸系轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

55、、能量損失等，可以大致估算出轉(zhuǎn)子能夠達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速。這種估算方法誤差相當(dāng)大，因此計(jì)算結(jié)果可靠性也不高。（5）由事故前機(jī)組運(yùn)行工況估算事故轉(zhuǎn)速如果事故前機(jī)組是并網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行，因甩負(fù)荷，調(diào)速器存在卡澀，則有可能超速。依據(jù)當(dāng)時(shí)負(fù)荷值，估算出調(diào)門開度，并根據(jù)后來事故發(fā)展和事故后檢查飛錘飛出與否，可大致估算出超速范圍。如果機(jī)組正在做超速試驗(yàn)發(fā)生軸系破壞事故，依據(jù)當(dāng)時(shí)操作、機(jī)組保安和調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及飛錘動(dòng)作與否，也可判斷出超速范圍。這種估算轉(zhuǎn)速的方法，雖然不能獲得確切的事故最高轉(zhuǎn)速數(shù)值，但就估算的范圍來說是較為可靠的。（6）由軸系破壞機(jī)理反推事故轉(zhuǎn)速不論采用何種方法確定事故最高轉(zhuǎn)速，最后應(yīng)與軸系破壞機(jī)理

56、統(tǒng)一；若不統(tǒng)一，兩者之中必然有一個(gè)不符合實(shí)際。因此當(dāng)軸系破壞特征和機(jī)理比較明確時(shí)，在此基礎(chǔ)上反推事故破壞轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速。例如由起斷口特征指出，軸系破壞主導(dǎo)原因是轉(zhuǎn)子大不平衡。而引起軸系破壞的大不平衡是由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外伸端的勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)飛脫引起的。由此可此肯定，引起軸系破壞轉(zhuǎn)速是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子二階臨界轉(zhuǎn)速附近，則事故最高轉(zhuǎn)速應(yīng)高于或等于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子二階臨界轉(zhuǎn)速。高出數(shù)值可由上述五種方法估算。綜合以上所述，在軸系破壞事故分析中，確定事故最高轉(zhuǎn)速不是一個(gè)具體數(shù)值，而是一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍，但軸系破壞的起始轉(zhuǎn)速應(yīng)明確。.2軸系破壞起始斷口在確定事故最高轉(zhuǎn)速的同時(shí)，應(yīng)積極尋找和分析軸系破壞的起始斷口，而且這一工作必

57、須在破壞現(xiàn)場(chǎng)沒有遭到人為破壞的情況下完成。破壞起始斷口是直接關(guān)系到事故起因、破壞主導(dǎo)原因最關(guān)鍵性的一個(gè)因素，因?yàn)楹髞淼妮S系斷口、破壞方式及機(jī)理，主要由起始斷口軸向位置、起始斷裂時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)、斷裂后軸系形狀和當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，作為軸系破壞事故調(diào)查分析，是查明軸系破壞起始斷口斷裂起因和破壞的主導(dǎo)原因，對(duì)于后來軸系破壞方式及原理，一般不作分析研究。確定軸系破壞起始斷口有下列方法：（1）由目擊者提供在軸系破壞發(fā)生過程中，尤其是機(jī)組異常出現(xiàn)在破壞發(fā)生之前和開始時(shí)，在機(jī)組近處、不遠(yuǎn)處一般總有人注視機(jī)組，盡管大多數(shù)情況下注視的人還沒有看清發(fā)生了什么事，爆炸隨即發(fā)生，但是他目睹了爆炸首先是在機(jī)組頭部、低壓缸處，還

58、是在發(fā)電機(jī)后端或勵(lì)磁機(jī)處，目睹爆炸現(xiàn)場(chǎng)的不止一人。讓目擊者提供這種證據(jù)，一般不難，而且較為客觀。（2）殘骸散落分布由于轉(zhuǎn)子斷裂，支承功能失去，轉(zhuǎn)速很快降低，因此軸系破壞的起始轉(zhuǎn)速一般也是軸系破壞的最高轉(zhuǎn)速但不等于事故最高轉(zhuǎn)速，所以起始斷口處碎片飛得較遠(yuǎn)，附近殘骸散落不多，在起始斷口處附近，由于這時(shí)轉(zhuǎn)速還較高，仍能造成嚴(yán)重的破壞，但撞擊能量較起始斷口處小得多，因此碎片飛得較近，周圍的殘骸散落較多。但對(duì)于某些轉(zhuǎn)子支承功能未失去的軸系破壞，例如聯(lián)軸器、接長(zhǎng)軸斷裂，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子支承依然完好，如果這時(shí)進(jìn)汽仍未切斷，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子斷開之后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)進(jìn)一步飛升，致使汽輪機(jī)葉片大量損壞飛脫，產(chǎn)生大振動(dòng)，此時(shí)往往會(huì)自動(dòng)切斷汽源，并由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件飛脫撞擊，引起制動(dòng)而終止破壞。事故后從汽缸外和運(yùn)行平臺(tái)上殘骸散落分布來看，還是起始斷口處飛得較遠(yuǎn)，起始斷口附近殘骸散落較多。如果葉片大量飛脫之后汽源仍未切斷，轉(zhuǎn)速進(jìn)一步飛升，最后因嚴(yán)重超速，首先使葉輪破碎，打碎汽缸而飛出，因大振動(dòng)和緊急制動(dòng)，可能使軸系再次發(fā)生斷裂。這種軸系破壞實(shí)際上經(jīng)歷了兩個(gè)過程。通過事故起因、葉輪和汽缸破碎情況及特征、事故最高轉(zhuǎn)速、