180m2燒結機余熱發電汽輪機組存在的問題及解決措施

王童

摘要：針對180m2燒結機余熱發電汽輪機組軸瓦振動過大報警，機組無法并網發電等問題，分析具體原因并對存在的問題提出了具體解決措施，最終檢修取得圓滿成功，確保了機組在最短時間內恢復正常、安全運行，以達公司節能減排增效之目的。

關鍵詞：燒結機； 余熱發電； 振動； 解決措施；節能；增效

前言

在鋼鐵生產過程中，燒結工序的能耗占總能耗的10%，僅次于煉鐵工序，在燒結工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣，燒結機余熱發電技術就是通過回收燒結機尾落礦風箱及燒結冷卻機密閉段的煙氣加熱余熱鍋爐來回收低品味余熱能源，結合低溫余熱發電技術，用余熱鍋爐的過熱蒸汽來推動低參數的汽輪發電機組做功發電的最新成套技術，不需要消耗一次能源和不產生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體，有利于企業可持續發展目標的實現

江西萍鋼實業股份九江鋼鐵有限責任公司180m2燒結機余熱發電汽輪機組為杭州中能汽輪機動力有限公司生產的BN10-1.57/0.15型補汽凝汽式汽輪機組，由單缸、單軸組成，發電機軸與汽輪機軸由鉸制螺栓連接，屬剛性連接，額定轉速為3000r/min，從汽輪發電機組示意圖可看出汽輪機排汽側軸承與發電機前端軸承共用一個軸承座。

1.180m2燒結機余熱發電汽輪機組故障簡述

180m2燒結機余熱發電汽輪機組在鍋爐檢修后主蒸汽并汽時，由于管路太長，溫度沒有控制好，主蒸汽溫度300℃在1分鐘之內下降到接近200℃，發現主蒸汽進汽閥法蘭漏汽，操作工立即手動急停，在停機后一段時間內因盤車困難沒有及時讓轉子轉起來，后機組重新開機，出現機組軸瓦振動過大報警，機組無法并網發電等故障，通過采集頻譜，其中集中在一倍頻。

2.發電機組故障原因分析

針對機組存在的設備故障，廠部組織召開技術探討會議，從多方面采集數據，進行全面分析預測故障產生的根源，檢修前制定了相關處理方案，分析故障產生的原因如下：

原因之一：發電機組發生故障之后，汽輪機組轉子存在輕微變形，導致機組轉子動不平衡。

原因之二：發電機組發生故障之后，機組軸瓦存在損傷、同軸度超出標準范圍。

3.處理過程

對發電機組故障點進行分析排查，預定檢修按三步進行，軸瓦、同軸度等檢驗，機組轉子在線做動平衡和揭汽輪機大蓋處理，針對每一步都制定了詳細的要求、檢驗標準和處理方案，具體實施過程如下：

第一階段，徹底檢驗機組軸瓦，同軸度等各項參數。

2013年6月9日協調時間對機組軸瓦，軸承座和同軸度進行徹底檢查，軸瓦的各項間隙（頂、側），過盈量（瓦背，瓦座）都在設計允許范圍之內，軸瓦磨合均勻，沒有明顯刮傷痕跡，同軸度在允許范圍之內，同時對機組的前后貓爪、軸承座的水平度等進行了檢測，檢測數據在允許范圍內。

通過此次檢修，可以確定機組故障點并非由于軸瓦等因素造成，從而把問題鎖定在機組內部（轉子輕微彎曲而導致轉子動不平衡）

第二階段，對機組轉子實施在線動平衡調整。

2013年6月14日對機組轉子實施在線動平衡調整，由于對汽輪機組實施在線動平衡調整是在不揭氣輪機上蓋的前提下進行，通過在發電機組傳動側平衡盤上配加配重塊，所以動平衡調整存在一定難度，再加上以前從未涉及過此類設備的在線動平衡調整，考慮設備的安全性，最終決定對機組實施低速動平衡調整，以機組1350r/min作為動不平衡取樣點，在此轉速下總共實驗了5次，其數據見數據可以看出幾次加配重后振動值有下降趨勢，在1350r/min轉速加最后一次配重后再次沖轉3000r/min，但1#瓦振動值達91μm，機組振動仍超標，遂手動停機，同時，從表一的數據分析更驗證了轉子存在動不平衡。

低速動平衡調整未達到最終效果，最后決定對機組實施高速動平衡調整（直接以機組的工作轉速3000r/min為取樣點），通過系統分析討論，決定加配重位置定為發電機原配重位置（120°位置）。

從表一數據看出，在工作轉速下做了動平衡調試機組振動已經有明顯下降，根據國家振動標準，轉速為3000r/min的汽輪發電機組，振動振幅在50μm以下為合格，在30μm以下為良好，在20μm以下為優秀，已達到標準。并且在現場測量振動速度值也從最初的9.0mm/s降至2.3mm/s。隨后機組并網負荷加至正常工作負荷（10000kw/h），機組各項運行參數正常，表示此次在線動平衡調整圓滿完成。

4.結束語

通過此次檢修，大家對余熱發電機組故障的分析更加清晰，了解機組各項裝配要求和標準，大大提高了員工的技術能力水平和團隊作戰能力，此次在線動平衡調整為我廠的一次大膽探索，為以后對大機組發電設備現場動平衡調整積累了豐富的經驗，如果按照傳統觀念，肯定要對機組進行揭大蓋處理，轉子變形且要送回原廠家進行校正或者更換備件，直接維護費用（包括運輸費用）將近50萬，機組停機由此帶來的直接經濟損失將近150萬（汽輪機組轉子送廠修理，機組停機估計15天，按正常每天發電量20萬度進行計算）。鑒于筆者的能力有限，表達與見解有不足之處，謹以此文拋磚引玉，希望大家指正。

參考文獻：

[1]續魁昌.風機手冊[M].北京：機械工業出版社，1999

[2]西安交通大學透平壓縮機教研室.離心式壓縮機原理[M].北京：機械工業出版社，1982