TRT發電機故障診斷處理以及現場找動平衡

李俊 張章 邵曉斌

內蒙古包鋼（集團）電氣有限公司 內蒙古包頭 014010

TRT（Blast furnace Top Gas Recovery Turbine Unit）高爐煤氣余壓透平發電裝置是利用高爐爐頂煤氣的壓力能以及熱能經過透平膨脹來驅動發電機發電，再通過發電機將機械能變成電能輸送給電網，這種發電方式既不消耗任何燃料，也不產生環境污染，發電成本極低，還可以回收高爐鼓風30%左右的能量[1]。2017年7月燃氣3#TRT檢修后試轉過程中監測發現過臨界振動值比上次起車振動值大的多，在轉速2400rpm后振動值隨轉速上升呈現出直線上升情況。轉速達到3000rpm時不帶負荷值DCS上顯示振動值有80um接近報警值，不符合運行要求。現場使用鄭州機械研究所研發VMS-04B振動監測儀采集起車數據和振動信號，分析振動原因，處理振動后發動機正常運行。

1 數據采集分析

使用VMS-04B振動監測儀采集記錄起車振動數據，數據采集方法及測點布置如下。

圖1 TRT 傳動簡圖

發電機在起車過程中達到一定轉速要等運行穩定后才能再次提升轉速。發電機分別在500rpm、800rpm、1200rpm、1600rpm、2200rpm、2750rpm、3000rpm運行。由于500rpm-1600rpm振動值很小沒有明顯的變化趨勢不具參考價值所以不做記錄，采集振動數據如下圖。

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2 故障診斷分析

在檢測過程中，發現發動機的臨界轉速是2400rpm左右，在過臨界后振動值沒有下降，仍然隨轉速上升而上升，在轉速達到3000rmp時3瓦水平振動值最大達到6.06mm/s。根據檢測頻域圖發現3、4瓦水平振動主能量在1x。2x、3x浮直較低，沒有出現1/2x和1.5x等頻率可以排除軸瓦間隙尺寸過大和油膜渦動。時域波形為平滑的曲線，過臨界轉速后振動相位穩定。排除軸系摩擦、碰撞、剮蹭等機械碰擦引起的振動，檢查了所有螺栓緊固完好，基礎無松動現象，地腳安裝良好，軸瓦無異常響聲。詳細了解檢修情況。軸瓦配合尺寸、對中找正數據、定子轉子之間的氣隙尺寸都在要求范圍內。確認引起發動機振動的主要問題是轉子不平衡造成的。

3 故障處理及結果

把發電機轉子抽出來找離線動平衡用時太長，分解組裝加上在平衡機找平衡需要3到5天時間，加長檢修時間，增加成本，費時費力。經現場討論最快的處理方法是用在線動平衡方法對轉子軸系平衡進行調整，在線動平衡需要12—20小時，用時較短，根據數據分析發現3瓦振動值比4瓦振動值大一倍左右，分析認為轉軸不平衡能量主要由3瓦傳出，決定先在發電機3瓦找一次單面平衡，

由于該發動機以前未找過在線動平衡相對應滯后角和影響系數都未知，根據經驗判斷發現該發動機機組于以前找過的1#TRT、3#干熄焦發電機結構相同，功率相當，估計滯后角和這兩臺差不多，大約在300°左右。

公式（1）：Δ加=△初±180°-△滯

△加=152°+180°-300°

△加=32°

公式（2）：MT=8950000×W／N2×e

MT=180g

MT:試重質量單位gW:轉子質量單位KgN機器恒定轉速單位rpm e試重偏心半徑單位cm

轉子質量大約在3000Kg，平衡校正半徑16cm，轉速3000rpm，根據公式1和公式2大約 計算出要在32°左右加重180g。拆開邊蓋后發現在32°對面有平衡塊存在，在195°減去160g后，重新起車發現振動值明顯下降已達到標準范圍值。檢測數據如下：

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把所有檢測數據整理后得出要在6°加重175g停機調整平衡塊后再次轉車后數據如下

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在發電機并網后振動值沒有太大變化并網數據如下

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根據并網前后數據可以確定發電機勵磁沒有問題。所以這是一個發電機轉子軸系平衡不好引起的振動。根據以上數據可以算出其影響系數為0.0186mm/s/g。滯后角330°左右。對測試數據進行整理詳細的記錄，以便下次更快，更精準的處理此發動機不平衡問題。對所有做過在線動平衡的發動機數據進行記錄整理以便。

4 結語

發電機在檢修后振動大，排除摩擦、碰撞、剮蹭、松動等機械問題，可以使用在線平衡進行調整，在線動平衡不僅可以調整轉子平衡精度問題，還可以對調心找正進行調整。在做平衡時能去掉的平衡塊盡量去除避免平衡塊加太多影響轉子整體平衡，和下次配重沒有可加的地方。在拆裝邊蓋和風擋、安裝平衡塊是盡量避免磕碰、挪動健相和振動傳感器。以免移動傳感器影響采集數據的準確性。使加重相位和質量偏差大，影響最后結果。對所有找過在線動平衡的設備做好記錄，尤其是大型重點設備。知道滯后角和影響系數盡可能的減少起停次數。縮短工作時間。科技的進步設備狀態維修，故障精準處理已成為不然趨勢。避免了的反復拆卸，而且帶來人力、物力的巨大浪費。在線動平衡大大縮短了維修工期，降低了成本，增加了效益。所以在平時工作中做好記錄。了解每臺設備特性，方便在以后的工作中更好、更快、更精準的處理現場故障。和提升自身技術水平。