漣鋼TRT發電機軸瓦振動故障診斷與處理

肖裕君（漣源鋼鐵集團有限公司機動設備部，湖南婁底417009）

漣鋼TRT發電機軸瓦振動故障診斷與處理

肖裕君
（漣源鋼鐵集團有限公司機動設備部，湖南婁底417009）

【摘要】漣鋼公司2800 m3高爐煤氣系統TRT發電機組在運行中發電機一軸瓦振動大，報警頻發，通過對機組振動數據及頻譜分析，準確判斷故障并進行合理處理，發電機組軸瓦振動故障消除，設備安全運行得到保障。

【關鍵詞】故障診斷；不對中；不平衡

Diagnosis and Treatment of Vibration Fault in the Bearing Bush of TRT Generator at Lianyuan Steel

Xiao Yujun
(The Equipment Department of Lianyuan Iron and Steel Co., Ltd., Loudi, Hunan 417009, China)

【Abstract】A bearing bush in the 2800m3 blast furnace TRT generating unit of Tianyuan Steel suffered excessive vibration during operation and gave out alarm frequently. Through analysis of the vibration data and spectrum the fault was accurately diagnosed and rationally treated, which eliminated the abnormal vibration and ensured safe operation of the equipment.

【Keywords】vibration diagnosis; non-alignment; imbalance

1　基本情況

漣鋼煉鐵廠2800 m3TRT發電機組是我公司8#高爐煤氣系統重要設備之一，機組是利用高爐煤氣壓力能及熱能，通過透平膨脹做功驅動發電機的回收裝置。它根據高爐工況變化進行調節，在保證高爐爐頂壓力穩定的前提下，盡可能多發電，輸出功率隨著高爐爐頂煤氣壓力、流量、溫度等參數變化而波動。該發電機組2013年5月正式投運，機組各檢測點振動偏大，2013年6月3#瓦及2014年6月均因機組振動大進行處理，但因檢修時間緊未做根本性處理。2014年11月機組在運行過程中3#軸瓦振動發生突變（最高達130 μm以上），報警頻發(80 μm上報警)，機組需緊急停機并采取相應措施。

2　TRT發電機組基本情況

TRT煤氣透平機與發電機用剛性聯軸器聯接，3000 r/min轉速，發電機轉子為撓性轉子，電機設計為箱式結構。TRT發電機主要參數如下:

電機型號:QFR-22-2R

轉子長度:4000 mm

二倍頻:f2=2 Hz; f=100 Hz

一階臨界轉: 1680 r/min

機組主軸頻率:f=3000/60=50 Hz

額定功率:22 MW

3　檢測及分析過程

3.1結構簡圖及測點布置情況

圖1為TRT發電機組結構簡圖及測點布置情況。

圖1　TRT發電機組結構簡圖及測點布置

3.2機組診斷分析與處理

3.2.1機組運行過程及振動檢測分析

機組在2013年5月投運，振動值偏大，2013年6月更換3#軸瓦；2014年6月3#瓦振動偏大，經調整中心后機組繼續運行；2014年11月3#瓦振動急劇變化，最高達130 μm以上，報警頻發(80 μm上報警)，經頻譜檢測，機組需緊急停運并進行相應處理。停機前機組自帶檢測振動值如表1(注：轉速為3000 r/min)，頻譜如圖2、圖3。

表1　自帶檢測振動值　μm

圖2　發電機組軸向振動頻譜圖

圖3　發電機組3#軸瓦垂直振動頻譜圖

通過振動數據表1及圖2、圖3頻譜分析，發電機組軸向振動達到21.66 mm/s，3#瓦垂直振動7.91 mm/s，振動頻率主頻率表現為工頻，軸向振動＞最大徑向的50%。分析認為：

A、當激振力為不平衡力（徑向不平衡及力矩不平衡）時，機組會在兩方面表現，一個會引起軸系徑向振動大，一個會引起軸向振動大。而圖2和圖3頻譜顯示軸向振動明顯大于徑向振動，考慮到力矩振動產生的可能性更大，分析認為發電機組軸系平衡精度偏低。

B、3#軸瓦徑向振動頻譜有二倍頻成分，分析認為轉子的對中可能存在不良，3#軸瓦的安裝精度及軸瓦與軸枕的對中需要做進一步的檢查。C、考慮到3#軸瓦的振動幅度大，需檢查3#軸承座的基礎安裝剛度是否符合要求。

3.2.2機組振動缺陷處理過程

按照振動分析，處理步驟先檢查軸瓦、基礎再對中，最后考慮轉子平衡。

從軸瓦檢查情況看，軸瓦的側間隙偏小，軸頸與瓦包角不夠，有輕微的擦瓦痕跡，3#軸承座與基礎接觸不好；透平機軸與發電機軸中心成下張口，開口角度達0.08 mm（正常允許值在0.03 mm以下）；同時發現發電機3#軸承座二次灌漿層與一次灌漿層有脫胎現象；與診斷的結果基本吻合。將3#軸瓦的基礎進行研磨，確保接觸度達到80%以上，對3#軸瓦枕力及間隙調整在合理范圍內；將4#軸瓦電機底座研磨，中心降低0.72 mm，確保發電機軸與透平機軸的對中，并對發電機的定子與轉子的氣隙進行調整；考慮到二次灌漿層裂紋處理難度較大且時間有限，僅對基礎螺栓等進行緊固。處理完后試車，機組在過臨界轉速1680 r/min時振動在可接受范圍內，機組繼續升速到2200 r/min暖機，暖機后繼續升速到2950 r/min時，振動值成直線上升，分析認為3#軸瓦支承剛性不足，現場檢測到3#軸瓦基礎振動值達0.05 mm（正常值在0.005 mm以下）以上，需緊急停機處理。

考慮到基礎的處理對生產的影響較大且檢修周期長，采用現場動平衡降低振動值，現場動平衡在測點3處加重696 g，在測點4處加重699 g，兩配重相位相差180°。

4　試車情況

檢修完試車到3000 r/min后機組并網帶負荷，3#軸瓦振動值逐漸減小，振動穩定后的振動檢測，參照ISO3945振動標準，機組振動狀態評價為合格。數據見表2。

表2　處理后檢測振動幅值　μm

5　結論

通過此次振動診斷與處理工作得到以下經驗：

1）工頻振動主要由軸系不平衡力引起，當機組振動主要表現為工頻時，應重點從軸系不平衡上進行分析。工頻軸向振動大與力矩不平衡密切相關。

2）現有發電機3#軸承基礎剛度較差，當擾動力大時振動表現劇烈，運行時需注意負荷變化振動的變化趨勢。該發電機組下次有年檢或大修時，需對3#軸瓦支承座二次灌漿層進行處理并檢查其他基礎。

3）旋轉設備振動故障復雜，特別是綜合性故障的出現，一定要對故障的原因分析清楚，抓住主要信息進行研究處理，逐一排除要因。檢測是手段，診斷是關鍵，診斷決定了處理故障的方向與結果。本次分析準確地找到振動產生的原因并采取了相應的措施，保證了設備的安全運行。

【參考文獻】

[1]王江萍.機械設備故障診斷技術及應用[M].西安：西北工業大學出版社，2001.

作者簡介：肖裕君（1976-），女，大學本科學歷，工程師，現從事設備管理工作。

收稿日期：2015- 01- 08

【中圖分類號】TM31

【文獻標識碼】B

【文章編號】1006-6764（2015）04-0027-03