十年磨一劍 一朝顯鋒芒
——記西安熱工院汽輪發電機組複雜振動故障診斷及治理技術
作為發電廠的「心臟」，汽輪發電機組是熱能轉化為電能的核心中樞，也是電力設施安全運行的重中之重，許多電廠都把汽輪發電機組振動故障的診斷治理列為安全運行的頭等要事。
作為「安全衛士」，西安熱工院的專家團隊，十年磨一劍，劍指汽輪發電機組複雜振動故障的診斷治理，潛心研究解決最複雜的三種「疑難病症」——轉子裂紋診斷、漸變式多維彎曲和發電機結構振動，對症下藥，藥到病除。
汽機振動「頑疾」會產生哪些危害
近些年來，高參數大容量機組大量投產，交流串補、特高壓直流等輸電新技術廣泛應用，再加上參與深度調峰，靈活性運行，汽輪發電機轉子承受著更大的交變應力，使電廠運行機組不時出現轉子裂紋、漸變式多維彎曲、發電機結構振動三種惡性故障，且有愈演愈烈的趨勢。
這些故障如果不及時診斷治理，肆意發展，其後果極其嚴重，輕則轉子報廢，損失費用高達數千萬元，重則氫爆、軸斷機毀，甚至發生人身傷亡，直接威脅到員工的生命安全。因此，防微杜漸，及時診斷治理就迫在眉睫。
三項獨創性技術
都有哪些治理和診斷「絕招」
西安熱工院振動技術研究團隊針對轉子裂紋、漸進式多維彎曲和發電機結構振動三種複雜振動故障，潛心鑽研、精準施策，採用獨創性先進技術，提升了複雜振動診斷治理的精準性和實用性。
轉子裂紋診斷技術率先實現基於異常振動對運行機組轉子裂紋故障的識別。此前，傳統技術只能在大修期間探測裂紋，且受轉子結構的複雜程度影響較大，容易漏檢。而先進的轉子裂紋診斷技術在不添加設備的情況下，實現了對在運機組轉子裂紋進行全天候的實時識別，精確度高。
轉子漸變式多維彎曲故障識別與振動治理技術，利用數字建模，精準把控轉子的多維彎曲，並預判未來的彎曲態勢，通過現場動平衡試驗，突破了現場彎曲0.12mm就必須返廠處理的慣例，成功消除了高中壓轉子彎曲0.16mm的振動故障。
發電機結構振動診斷及治理方法，率先提出了發電機結構振動解耦診斷的試驗方法，並指出各類處理措施的關鍵工藝，形成了結構振動診斷治理的「實用秘笈」，為結構振動有效治理提供指導性的準則和實用性的解決方案。
困擾電廠多年的
振動「頑疾」是如何攻克的
精準識別安全防控。近年國內外影響較大的8起轉子在運行中的嚴重裂紋故障，均由轉子裂紋診斷技術識別，其中內蒙古某電廠1號機組高中壓轉子振動嚴重超標，被迫兩次轉入檢修、一次返製造廠檢查，但因故障原因不明、振動遲遲得不到解決，導致機組5個月時間無法正常運行。熱工院振動專家臨危受命，採用轉子裂紋診斷技術，準確診斷出該高中壓轉子存在裂紋，隨後揭缸發現該轉子第1級、凹槽處的裂紋已覆蓋了全周長，最大裂紋深度已過半，情況十分危險，成功避免了一次斷軸毀機、甚至人身傷亡的重大事故發生。
在以安全嚴苛著稱的核電領域，三項獨創技術也被國內九成核電站認可並長期採用，形成了預先防控、長期追蹤的大數據安全機制，為AP1000、EPR、華龍一號等世界首堆的安全穩定運行保駕護航。
破解難題遊刃有餘。國內某核電廠1號發電機振動故障最初由外國專家治理，花費了近5年時間，治理效果不理想，被電廠列為「十大缺陷之首」。採用發電機結構振動故障診斷及治理技術，在國內率先對配用彈簧基礎的汽輪發電機組軸承支撐剛度進行調整後，該故障得到圓滿解決。類似困擾寧德某電廠5年、淮南某電廠8年之久的「頑疾」，在「獨創療法」的診斷治理下迎刃而解。
「微創技術」延續設備運行壽命。採用漸變式多維彎曲轉子的現場動平衡技術，貴州興義、上海石洞口電廠等多根彎曲轉子「起死回生」被成功挽救，至今仍在安全運行。內蒙古達拉特、福建湄洲灣、貴州盤縣等電廠，發電機因振動故障面臨轉大修，現場高效成功治理，解決燃眉之急。採用熱工院「微創技術」加持，保證設備延續運行的案例不勝枚舉。
技術廣泛應用獲得各方無數讚譽
數十年磨一劍，一朝出鞘顯鋒芒。三項獨創性技術的推廣應用遍地開花，累計消除150多臺火電、核電、聯合循環發電機組的振動故障，機組容量涵蓋了135MW-1750MW（世界最大機組）。研究成果出版專著1部，發表科技論文30篇，授權發明專利5項、實用新型專利1項，處於實質審查的發明專利2項。在2020年04月18日中國電機工程學會主持的技術鑑定會上，由製造廠、發電集團、電力科學研究院、生產企業以及高等院校等長期從事本行業的10位資深專家和院士組成的評審團隊一致認為：「現場故障診斷與治理技術整體達到國際領先水平」。20餘家電廠出具應用證明，並給予高度評價，認為：「西安熱工院不愧是國家隊」。
從最南端的海南昌江核電到最北端的海拉爾熱電，最東邊的辛店電廠到最西邊的哈密電廠，抗疫保電的戰鬥之中，祖國各地都閃現著西安熱工院振動人夙興夜寐、鞠躬盡瘁的身影。
「事了拂衣去，深藏功與名」，一代又一代的「安全衛士」，磨劍利刃，情系振動，時刻準備著迎接新挑戰、解決新難題，為電力行業的安全運行攻堅克難、砥礪前行。
作者：張娟娟 何國安
編輯：劉卓
校對：王安琪
萬眾一心