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　　臨界轉(zhuǎn)速前的摩擦振動(dòng)臨界轉(zhuǎn)速前，即w　　1.2實(shí)際轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦振動(dòng)機(jī)理的分析實(shí)際汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是由多級(jí)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(dòng)具有單盤(pán)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦彎軸的機(jī)理。在第一近年，隨著大型機(jī)組基礎(chǔ)材料及制造加工工藝的日趨先進(jìn)，軸系不平衡造成機(jī)組振動(dòng)的缺陷己經(jīng)日趨減少，取而代之是為追求機(jī)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(dòng)故障日益增多。但現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中的摩擦振動(dòng)特性缺乏足夠的了解，尤其是轉(zhuǎn)子摩擦彎軸引起的振動(dòng)及采取的應(yīng)急措施，這方面如果處理不當(dāng)，將可能產(chǎn)生嚴(yán)重的惡性事故。

　　1摩檫彎軸振動(dòng)的機(jī)理bookmark1摩擦彎軸振動(dòng)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?chē)�金屬產(chǎn)生顯著的溫差，轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生熱彎曲，當(dāng)金屬膨脹所引起的熱應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生塑性變形，引起永久彎曲。

　　1.1單盤(pán)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦振動(dòng)機(jī)理單盤(pán)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(dòng)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(jī)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(jìn)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(dòng)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(gè)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(dòng)，在第一臨界轉(zhuǎn)速以下機(jī)理同上，但在第一臨界轉(zhuǎn)速以上的摩擦彎軸需分兩個(gè)區(qū)段來(lái)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(jī)理同單盤(pán)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(dòng)的機(jī)理似乎有餑于傳統(tǒng)的摩擦彎軸振動(dòng)機(jī)理，因?yàn)榇穗A段轉(zhuǎn)子兩端動(dòng)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(shí)不然，因?yàn)槟Σ咙c(diǎn)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(dòng)的機(jī)理。

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

　　2現(xiàn)場(chǎng)幾個(gè)摩檫彎軸振動(dòng)問(wèn)題的處理2.1溫州300MWA機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子摩擦彎軸問(wèn)題的分析與處理2001年7月6日，機(jī)組首次啟動(dòng)，按正常開(kāi)機(jī)順序升速至2040/min暖機(jī)，機(jī)組振動(dòng)正常，1號(hào)、2號(hào)瓦振動(dòng)為49. 9Z44和29.3Z106但隨后1號(hào)、2號(hào)瓦振動(dòng)開(kāi)始爬升，90分鐘后，1號(hào)、2號(hào)瓦振動(dòng)達(dá)108Z64和60.985（詳見(jiàn)）2.2北侖600MW1幾組低壓轉(zhuǎn)子摩擦彎軸振動(dòng)的分析與處理運(yùn)行，9時(shí)10分，出現(xiàn)振動(dòng)大報(bào)警，8號(hào)瓦垂直方向軸振達(dá)127xim以基頻分量為主。

　　查閱振動(dòng)變化歷史曲線(xiàn)可知：機(jī)組在8時(shí)15分前，7號(hào)、8號(hào)軸振一直穩(wěn)定在1938和15Z176運(yùn)行，8時(shí)15分后，機(jī)組振動(dòng)開(kāi)始爬升，至9時(shí)10分，7號(hào)、8號(hào)軸振為90Z152和125Z83振動(dòng)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(dòng)機(jī)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(hào)瓦單端。

　　500/min穩(wěn)定運(yùn)行，旨在通過(guò)降速減小轉(zhuǎn)子的二階動(dòng)擾度，從而使摩擦點(diǎn)摩擦強(qiáng)度減小。為什么選擇穩(wěn)定在2500r/min是因?yàn)樵诹η蟊荛_(kāi)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(jī)，降速過(guò)第一H開(kāi)關(guān)董數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)顯示是DEH系統(tǒng)向運(yùn)行人員顯示運(yùn)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(yùn)行人員向系統(tǒng)申請(qǐng)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(huà)圖，包括運(yùn)行參數(shù)曲線(xiàn)、硬件故障、重要傳感器故障、數(shù)字趨勢(shì)顯示、模擬趨勢(shì)顯示、閥位指令和反饋顯示以及報(bào)警閃爍等。

　　打印。打印內(nèi)容有運(yùn)行報(bào)表打印、屏幕打印、以及越限報(bào)警和事故追憶的自動(dòng)打印等。

　　運(yùn)行員計(jì)接十1打印機(jī)h算機(jī)+1操作鍵盤(pán)卜液器h電子控制器DEH控制簡(jiǎn)圖可以看出汽輪機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的幾乎所有信息都是通過(guò)視覺(jué)傳遞給人的，忽略了人的多感官的特性。集控室的信號(hào)系統(tǒng)中，除了事故喇叭外，全都是視覺(jué)信號(hào)。監(jiān)視項(xiàng)目有上百個(gè)，這些信息全部從視覺(jué)輸入大腦，容易造成眼睛長(zhǎng)期超負(fù)荷而疲勞，視覺(jué)辨認(rèn)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(yùn)行人員在事故下對(duì)汽輪機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)能力隨信息量的增大而減弱。運(yùn)行人員接受信息的速度是有限的，只有在汽輪機(jī)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(shí)，人機(jī)系統(tǒng)才能可靠、高效地工作。信息量傳遞過(guò)大會(huì)使人迅速疲勞，一期集控室相對(duì)二期過(guò)于龐大，表計(jì)太多，許多在特定時(shí)期毫無(wú)價(jià)值的表計(jì)妨礙了運(yùn)行人員及時(shí)捕捉有用信息，加重了視力、腦力負(fù)擔(dān)，加速了他們的疲勞。事故時(shí)，大量參數(shù)急劇變化聲光報(bào)警迅速涌現(xiàn)，控制室電話(huà)不斷，運(yùn)行人員原本正常的心理、生理狀態(tài)頓時(shí)變得極度緊張。

　　他得迅速接受來(lái)自監(jiān)視表盤(pán)和微機(jī)的多種變化參數(shù)和聲光信號(hào)，立即在大腦中處理，作出各種判斷，然后去操作相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。當(dāng)只有一個(gè)報(bào)警信號(hào)時(shí)，運(yùn)行人員一般都能正確處理，而同時(shí)出現(xiàn)多種信號(hào)且相互關(guān)聯(lián)時(shí)，運(yùn)行人員常束手無(wú)策，誤操作增多。

　　3針對(duì)現(xiàn)存人機(jī)工程問(wèn)題的改進(jìn)方法1這一點(diǎn)，有兩點(diǎn)辦法可以改進(jìn)：把一些報(bào)警內(nèi)容事先用語(yǔ)言錄制在磁帶上，程序控制選放。對(duì)于概率小的事件的信號(hào)，在人不同的感覺(jué)通道重復(fù)輸入，可提高人接受信號(hào)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(rèn)標(biāo)記。例如，可以根據(jù)信號(hào)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(diǎn)，有三點(diǎn)辦法可以改進(jìn)：對(duì)于技術(shù)力量強(qiáng)的電廠(chǎng)，可以編寫(xiě)事故信息處理程序，智能化地顯示報(bào)警信息并指導(dǎo)運(yùn)行人員操作。設(shè)想報(bào)警系統(tǒng)按運(yùn)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(hù)動(dòng)作跳機(jī)請(qǐng)按事故停機(jī)處理‘，則運(yùn)行人員收到第一個(gè)報(bào)警時(shí)就會(huì)有方向地觀察軸封供汽壓力及真空表，不被其它信號(hào)迷惑。收到第二個(gè)報(bào)警時(shí)就會(huì)觀察負(fù)荷，油動(dòng)機(jī)行程等，確認(rèn)停機(jī)后有條不紊地按事故停機(jī)處理。

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

　　在微機(jī)中把所有信息按機(jī)組工況進(jìn)行功能編組，并按工況合理調(diào)用在CRT上，將大大減輕運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)。例如升負(fù)荷時(shí)只顯示主蒸汽壓力、溫度、負(fù)荷、缸壁溫差、差脹等參數(shù)，其它參數(shù)無(wú)異常不輸出，對(duì)輸入信息逐點(diǎn)采樣，分類(lèi)輸出。使信息模型反映受控對(duì)象的實(shí)際狀況而信息量又適當(dāng)，促使運(yùn)行人員發(fā)揮正常功能。

　　4結(jié)束語(yǔ)本文探討了火電廠(chǎng)汽輪機(jī)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)存在的兩個(gè)人機(jī)工程問(wèn)題，即：第一，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)忽略了人的多感官的特性；第二，運(yùn)行人員在事故下對(duì)汽輪機(jī)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(chǎng)的角度提出了改進(jìn)辦法，作者認(rèn)為，汽輪機(jī)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者在人機(jī)工程問(wèn)題上更為科學(xué)、更為先進(jìn)的設(shè)計(jì)也十分關(guān)鍵。

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

　　3結(jié)論（1）根據(jù)振動(dòng)的爬升、相位的變化判明摩擦彎軸振動(dòng)，根據(jù)轉(zhuǎn)軸兩端振動(dòng)的變化判明摩擦的部位是現(xiàn)場(chǎng)處理彎軸振動(dòng)的有效方法；機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程過(guò)第一臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域，動(dòng)靜間的碰磨在所難免，振動(dòng)處理時(shí)應(yīng)充分利用轉(zhuǎn)子動(dòng)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(yùn)行是一種切實(shí)有效的措施，不可一味盲目停機(jī)，造成轉(zhuǎn)子、軸承進(jìn)一步損害。（3）振動(dòng)的處理輕微摩擦振動(dòng)一般的處理方法是變轉(zhuǎn)速，通過(guò)轉(zhuǎn)速的變化，使其摩擦點(diǎn)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(tái)機(jī)組摩擦發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中部，而2040r/min暖機(jī)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(jī)組轉(zhuǎn)速的下降，高中壓轉(zhuǎn)子中部的動(dòng)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(huì)加劇摩擦，有造成大軸永久彎曲的危險(xiǎn)。采用升速處理措施，隨機(jī)組轉(zhuǎn)速的上升，高中壓轉(zhuǎn)子中部的動(dòng)擾度將隨著轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)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(jī)組暖機(jī)時(shí)間，提前升速至從1號(hào)、2號(hào)軸振趨勢(shì)曲線(xiàn)可知：1號(hào)、2號(hào)軸振同向分量由原來(lái)的68.7Z66增加至166Z72，變化達(dá)104277，同相振動(dòng)相位增加，符合高于第一臨界轉(zhuǎn)速以上摩擦振動(dòng)的機(jī)理；號(hào)、2號(hào)軸振反向分量由原來(lái)的445Z9增加至55.640，變化僅為29Z273所以可以得出結(jié)論：1號(hào)、2號(hào)軸振大的原因是摩擦彎軸振動(dòng)，摩擦點(diǎn)在轉(zhuǎn)軸的中部。