数字孪生技术在汽轮机组传动故障中的关键应用

（一）汽轮机组常见传动故障

在电力生产等领域，汽轮机组作为核心设备，其稳定运行至关重要。然而，汽轮机组在长期运行过程中，常常会遭遇各种传动故障。

振动异常是较为常见的故障之一。轻微的振动异常可能不易察觉，但严重时，会导致整个机组产生剧烈晃动。这不仅会使设备的零部件受到额外的应力作用，加速磨损，还可能引发连接部件的松动，如地脚螺栓的松动，进而影响整个机组的稳定性。从原理上讲，振动异常可能是由于转子不平衡引起的。当转子的质量分布不均匀，在高速旋转时，就会产生离心力的不平衡，从而引发振动。例如，转子上的某个部件出现磨损、脱落，或者在制造、安装过程中存在质量偏差，都可能导致转子不平衡。此外，轴承故障也是导致振动异常的常见原因。当轴承的间隙过大或过小，或者轴承的润滑不良，都会影响其正常工作，引发振动。

轴承故障同样不容忽视。轴承在汽轮机组中起着支撑和减少摩擦的关键作用。一旦轴承出现故障，如轴承磨损、烧伤、疲劳剥落等，会直接影响到转子的正常运转。轴承磨损会导致间隙增大，使得转子在运转过程中出现晃动，进而引发振动。而轴承烧伤则可能是由于润滑不足、油温过高或者过载等原因引起的，这会使轴承的表面材料发生熔化、粘连，严重时甚至会导致轴承抱死，使机组无法正常运行。以某发电厂为例，曾因轴承润滑油供应系统出现故障，导致轴承瞬间断油，短短几分钟内，轴承温度急剧升高，最终发生烧伤事故，使得该汽轮机组被迫停机检修，造成了巨大的经济损失。

（二）孪生数据传感采集如何发挥作用

在汽轮机组中，孪生数据传感采集系统就像是一位不知疲倦的 “健康卫士”，时刻守护着机组的运行安全。

在机组运行过程中，安装在各个关键部位的传感器，如振动传感器、温度传感器、压力传感器等，就像一个个敏锐的 “触角”，实时捕捉设备的运行数据。振动传感器能够精确测量机组的振动幅度、频率等参数，一旦振动幅度超过正常范围，就会立即将这一异常数据传输给数据处理中心。温度传感器则密切关注着轴承、润滑油等关键部位的温度变化，当温度出现异常升高时，能迅速发出预警信号。这些传感器收集到的数据，通过高速数据传输网络，被实时传输到数据处理中心。

数据处理中心就像是一个智能 “大脑”，它会对这些海量的数据进行深入分析。通过与预先设定的正常运行数据模型进行对比，利用大数据分析算法和机器学习技术，能够精准地判断出设备是否存在故障隐患。如果发现数据异常，系统会进一步分析故障的类型和可能的原因。比如，当监测到振动数据出现异常波动时，系统会结合其他传感器的数据，如温度、压力等，判断是由于转子不平衡、轴承故障还是其他原因导致的振动异常。通过这种实时监测和精准分析，孪生数据传感采集系统能够提前发现潜在的故障隐患，实现故障预警，为设备维护人员争取宝贵的时间，以便及时采取措施进行维修，避免故障的进一步扩大。