唐 偉 潘多艷 高洪英 李俊義

作者通聯(lián)：克拉瑪依金龍鎮(zhèn)科比技術有限公司 新疆克拉瑪依金龍鎮(zhèn) 834003

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1.概述

公司熱電廠的1#汽輪發(fā)電機組結構簡圖如圖1所示。汽輪機功率1萬kW，轉速3000r/min,兩端為軸瓦支撐，推力瓦在汽輪機非傳動端。發(fā)電機為三相兩極的同步電機，兩端由帶推力面的軸瓦支撐。

發(fā)電機和汽輪機兩端軸瓦水平方向、垂直方向和軸向振動測點布置如圖1所示，潤滑油取樣口如圖2所示。振動監(jiān)測標準：按GB/T6075.3-2001，額定功率大于15kW、額定轉速在120～15000r/min的現(xiàn)場測量的工業(yè)機器，設定所監(jiān)測汽輪發(fā)電機的一級報警值為4.5mm/s，二級報警值為7.1mm/s；磨粒評定：正常尺寸磨粒粒度≤15μm。

圖1 1#汽輪發(fā)電機組結構簡圖與測點布置

圖2 1#汽輪發(fā)電機組潤滑油回流管路與取樣口示意圖

2.故障分析與診斷

采用恩泰克Enpac2500便攜式振動分析儀對1#汽輪發(fā)電機組進行振動數(shù)據(jù)采集，利用Odyssey2.3專用分析軟件對數(shù)據(jù)進行頻譜分析，利用FTP－X1型分析式鐵譜儀與2020雙色鐵譜監(jiān)測分析顯微鏡對油液進行分析。

采集的振動數(shù)據(jù)見表1，各測點振動頻譜見圖3～圖8，油樣磁性磨粒雜質分布變化見圖9～圖12。

從表1可知，1月8日1#軸瓦水平方向振動值比2009年12月28日監(jiān)測采集的有較大幅度的增加，超過了一級報警值，從汽輪機非傳動端測點的1V、1H方向頻譜圖看（圖5、圖6），以汽輪機轉頻的2倍頻為主，且2倍頻幅值已經超過轉頻，說明汽輪機與發(fā)電機之間存在不對中現(xiàn)象。

表1 機組各測點振動值mm/s

圖3 2009年 12月28日2#軸瓦水平方向振動頻譜圖

圖4 1月8日2#軸瓦水平方向振動頻譜圖

圖5 1月8日1#軸瓦垂直方向振動頻譜圖

1#軸瓦、2#軸瓦部分測點振動頻譜有較大的變化，1月8日2#軸瓦水平方向振動頻譜圖（圖4）與2009年12月28日（圖3）的相比，倍頻成分有所增多，1#軸瓦、2#軸瓦存在局部動靜摩擦。

圖6 1月8日1#軸瓦水平方向振動頻譜圖

圖7 4月6日1#軸瓦垂直方向振動頻譜圖

圖8 4月6日2#軸瓦水平方向振動頻譜圖

圖9 1月8日1號口油樣磁性磨粒與雜質分布

圖10 1月8日2號口油樣磁性磨粒與雜質分布

圖11 1月8日2號口油樣譜片中異常金屬磨粒

為了進一步確認軸瓦動靜摩擦程度，1月8日隨后對3個潤滑油取樣口做油樣抽取，進行潤滑油鐵譜分析，鐵譜分析顯示，取樣口1（1#軸瓦的潤滑油）、取樣口 2（2#軸瓦、3#軸瓦的潤滑油）中的磁性磨粒數(shù)量有較大幅度的增多，在這兩個取樣口油樣中均發(fā)現(xiàn)存有異常尺寸金屬磨粒（圖9、圖10）。1號口油樣的譜片上存有一顆尺寸為30μm×10μm的異常尺寸金屬磨粒。2號口油樣譜片上存有一顆尺寸為80μm×40μm的異常尺寸金屬磨粒（圖11），異常尺寸金屬磨粒在顯微鏡高倍下觀察外形不規(guī)則，并有細微劃痕，可能為巴氏合金。這種異常尺寸金屬磨粒的出現(xiàn)，說明機組取樣口1、2處潤滑油對應的軸瓦存在一定程度的磨損。振動監(jiān)測顯示1#軸瓦、2#軸瓦存在動靜摩擦現(xiàn)象，懷疑汽輪機傳動端、非傳動端軸瓦瓦面狀況不良。

取樣口1油樣分析（圖9）顯示，油樣中存在異常金屬磨粒，并且此處的水平方向振動值超過一級報警值，說明汽輪機非傳動端推力瓦可能受到損傷，懷疑汽輪機非傳動端推力瓦瓦面受損。

3.診斷結論與建議

（1）機組對中不良，建議進行檢修調整。

（2）汽輪機兩端軸瓦瓦面不良，建議檢查。

（3）汽輪機推力軸承有損傷，建議檢查。

4.檢修驗證

2010年3月9日，停機進行解體檢修，檢查機組同軸度，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機端偏心高0.3mm,側偏0.42mm，屬于嚴重對中不良故障。

檢查汽輪機兩端軸瓦，發(fā)現(xiàn)汽輪機非負荷端軸瓦上部瓦、下部瓦結炭，中間面積大約有3cm×7cm的潤滑油結炭脫落，深度約0.3～0.5mm；汽輪機負荷端上、下瓦結炭。汽輪機推力軸承存在損傷。

檢修中對潤滑油進行了更換。2010年4月6日對汽輪發(fā)電機組進行振動監(jiān)測，振動值均在標準范圍內（表1），監(jiān)測譜圖中的分數(shù)倍頻消失（圖7、圖8）。對潤滑油進行鐵譜分析，沒有異常尺寸金屬磨粒的出現(xiàn)（圖12）。實際情況表明，檢修后的汽輪發(fā)電機組運行良好。

1 楊其明.油液監(jiān)測分析現(xiàn)場實用技術.機械工業(yè)出版社，2006

2 沈慶根.化工機器故障診斷技術.浙江大學出版社出版，1994

3 沈慶根，鄭水英.設備故障診斷.化學工業(yè)出版社，2006