TRT機組故障診斷實例分析

摘要：本文針對河北前進鋼鐵公司高爐煤氣余壓透平發電裝置(TRT)近期發生的軸瓦摩擦問題，從振動角度分析判斷引起振動過大的故障原因并采取有效措施，解決了機組的振動問題，及時恢復正常生產。此例故障表明對TRT機組采用狀態檢測及故障診斷技術的必要性和迫切性。

關鍵詞：TRT；故障診斷；軸瓦；振動大

一、機組概述

高爐煤氣余壓發電（TRT）的原理是通過透平機膨脹做功將原來損耗在減壓閥組上高爐煤氣的壓力能和一部分潛熱能轉換為機械能，再通過發電機將機械能變為電能輸送給電網。余壓發電是利用爐頂煤氣壓力回收煉鐵生產過程中的二次能源，是不消耗燃料，無污染的最經濟的發電設備。在回收可回收資源的情況下，還減少了噪音并改善了高爐頂壓的調節品質。高爐煤氣余壓透平發電（TRT）是冶金行業中公認的節能手段，回收的能量約占高爐風機所需能量的30%。

河北前進鋼鐵公司安裝了3套TRT機組，主要由TRT透平轉子、發電機和勵磁機組成，為成都發電機公司生產制造，機組配備有美國本特利公司3300在線監測系統。機組運行半年來，1#機組因發電機靠近聯軸器端軸振變化過大，無規律，有時從13um直接上竄到200um，超過預設連鎖值，甚至達到本特利監測儀表的滿量程，造成該機組出現多次跳車，不能安全、穩定、滿負荷、常周期運行，影響正常生產。

該機組TRT轉子第一臨界轉速3800r/min，為剛性轉子，由成都發電機公司制造；發電機第一臨界轉速為1400~1700r/min左右，為柔性轉子，由四川東風電機有限公司生產，均為滑動軸承支承，圓柱瓦結構，功率：3000KW。

二、故障原因分析

由于影響正常生產，計劃對其進行精密振動分析，測試工具為鄭州恩普特設備診斷有限公司PDES設備狀態檢測與安全評價系統，測點分布如圖1所示，每個測點測試包括水平方向和垂直方向。測點1對應于透平靠近聯軸器端，測點2對應發電機前端，測點3對應發電機后端，各測點振動記錄如表1所示。

該機組工作轉速3000r/min，根據振動較大點分布規律，對測點2水平振動進行分析，從波形圖上看振幅較大，波形較亂；從頻譜圖上看，特征頻率為高次諧波、低次諧波及其組合諧波，常伴頻率為一倍頻成分。結合旋轉機械故障診斷相關知識，其滿足轉子與靜止件摩擦故障機理與診斷要素，故可判斷為軸瓦摩擦故障。該測點垂直方向振動亦有此特征。

三、診斷分析結論

通過對本次振動數據的提取與分析，結合機組現場實際條件，得出以下結論：引起機組振動變化大的原因是發電機前端轉子與靜止件摩擦故障所致。

2011年5月20日下午停機檢查，軸承打開后，發現軸承座上有黑色油泥，軸瓦磨損已經比較嚴重，巴氏合金部分脫落。

滑動軸承產生故障原因是多方面的，它涉及到軸、瓦、油、負荷和溫度等諸多因素。滑動軸承由于其自身的嵌入性等特點，在工作過程中，尤其是混合潤滑或干摩擦狀態容易嵌藏硬度高的外來微粒，在摩擦力的作用下，巴氏合金軸承襯會產生磨損物。據實際監測實驗分析發現，滑動軸承的巴氏合金摩擦聚合物的粒度在10μm之后，其磨損率較高。

生產任務在即，為了盡快投入安全生產，隨即對軸瓦進行修復，對上瓦進行簡單修復，對下瓦進行了修刮處理，開出合適的油囊。18:00修理完畢，安裝試車，本特利儀表顯示機組振動值穩定30um之內，試車成功。

參考文獻：

1.韓捷、張瑞林，《旋轉機械故障機理及診斷技術》[M]北京: 機械工業出版社，1999

2.陳思義，《滑動軸承常見故障的預防與維修》[J]煤礦機械，2011

3.杜一慶、閆孟秋，《TRT機組葉片沖蝕磨損故障診斷及處理措施》[J]冶金動力，2002

【責編 馮立偉】