王魯濟

(山鋼集團濟鋼煉鐵廠，山東 濟南 250101)

一、前言

設(shè)備管理的前沿是設(shè)備點檢，傳統(tǒng)的設(shè)備點檢是靠人的感覺和經(jīng)驗判斷設(shè)備狀態(tài)，可靠性低。用簡單的儀器進行測試無法找出設(shè)備隱患，通過設(shè)備狀態(tài)點檢及精密診斷能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障。

二、通過數(shù)據(jù)分析掌握設(shè)備狀態(tài)

設(shè)備狀態(tài)點檢系統(tǒng)具有簡便的、圖形化的數(shù)據(jù)分析功能。按信號處理方式的不同,設(shè)備狀態(tài)點檢包括時域分析、趨勢分析、頻域分析和專用分析(如共振解調(diào))。不同的分析方法都有其專門用途。各項點檢數(shù)據(jù)上傳后系統(tǒng)可自動生成頻譜圖，通過頻譜圖等的分析，可判斷出設(shè)備故障原因并預(yù)測出設(shè)備劣化趨勢。時域分析可直接對設(shè)備故障作出初步判斷,包括時間波形圖、棒圖等。趨勢分析可獲得設(shè)備狀態(tài)發(fā)展的趨勢。包括趨勢圖、歷史趨勢圖、單個測點的多特征參數(shù)趨勢圖、多個測點的測量值趨勢圖等。頻域分析的目的是將構(gòu)成信號的各種頻率成分都分解開,以便進行振動源或故障源的識別，包括幅值譜、倒頻譜、多個測點的多頻譜、瀑布圖、窄帶包絡(luò)分析等。專用分析的目的是提高信噪比，突出頻譜中故障特征頻率成的譜線。

三、診斷實例

1.實例1：3#1750高爐發(fā)電機型號為QFRW2-15-2-10.5，功率15MW。2012年1月8日，由離線點檢測振動數(shù)椐(為電機負荷端軸承座振動數(shù)椐)顯示，速度值水平方向為18.26 mm/s，通過頻譜分析1倍頻、3倍頻為主要頻率，初步診斷為轉(zhuǎn)子動不平衡、不對中、松動、軸瓦有損壞現(xiàn)象。但機組在線3#TRT機組的軸振動檢測報警系統(tǒng)采用vibro-meter公司的VM600產(chǎn)品，顯示軸位移的數(shù)椐為16UM(此系統(tǒng)沒有分析診斷功能)，車間維修人員認為無故障，專業(yè)診斷人員通過檢測殼振動數(shù)椐及頻譜等認為有故障，建議盡快對機組進行檢修。2012年1月10日機組進行檢修發(fā)現(xiàn)軸瓦已振壞，更換軸瓦后機組開機，振動數(shù)椐降為10.93mm/s，3倍頻下降，1倍頻仍偏大，2012年1月14日再次停機做現(xiàn)場在線動平衡，負荷端加300g，再次開機振動降為2.36mm/s，機組正常運行。如果沒有發(fā)現(xiàn)此故障，將造成更大的設(shè)備故障。

見圖1時域分析、圖2頻譜分析、圖3振動趨勢。

圖1 水平振動時域分析

圖2 水平振動頻譜圖

圖3 水平振動趨勢圖

2.實例2：150t干熄焦發(fā)型號N25-8.82，額定功率25MW，額定轉(zhuǎn)速3 000r/min。

2011年6月13日150t干熄焦鍋爐中修更換爐管時，同步機組中修實施的檢修項目：(1)汽輪機開蓋離線進行轉(zhuǎn)子高速動平衡。原計劃為低速動平衡，汽輪機轉(zhuǎn)子吊出后發(fā)現(xiàn)電軸徑處出現(xiàn)磨損，隨確定汽輪機轉(zhuǎn)子返廠修復(fù)軸徑并進行高速動平衡。(2)汽輪機軸承中心，頂部、側(cè)間隙，緊力調(diào)整。(3)上下汽缸軸封、汽封、油擋更換并調(diào)整間隙。(4)油口及油囊清理調(diào)整，速關(guān)閥漏油修復(fù)。(5)調(diào)節(jié)汽閥拆檢及閥桿漏汽處理。(6)盤車潤滑油管滲油處理。(7)更換注油器。(8)發(fā)電機、勵磁機清灰。(9)潤滑油箱清理換油。7月14日汽輪機中修結(jié)束，16日暖機、沖轉(zhuǎn)，12:20發(fā)電并網(wǎng)，發(fā)電負荷增至15 000kW前，振動符合要求，15:30發(fā)電負荷在15 000kW時左右振動突然增大，2＃、3＃在線監(jiān)測(此系統(tǒng)沒有分析診斷功能)軸振動達到110μm，隨降低負荷，當負荷降至4 000kW時，2＃、3＃軸振動仍達90μm，機組不能繼續(xù)維持安全運行。19日決定停機4天進行問題檢查和排除。汽輪機發(fā)電機組于19日20:15解列停機。汽輪機經(jīng)過降溫后，21日開2＃和3＃軸瓦大蓋后，復(fù)查機組中心及各間隙、軸瓦緊力。中心復(fù)查時，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機中心比汽輪機中心高150μm，端面間隙也發(fā)生了變化。隨進行調(diào)整，發(fā)電機中心調(diào)至低于汽輪機軸10μm，3＃軸瓦緊力調(diào)整至50μm、4＃軸瓦緊力調(diào)整至60μm。調(diào)整完畢，22日16:35，機組并網(wǎng)試運行，發(fā)電并網(wǎng)后，經(jīng)測量振動依然過大不符合運行要求，用設(shè)備狀態(tài)點檢監(jiān)測獲取殼振動時域波形、頻譜圖振動見表1、2。

表1

測點：150t干熄焦發(fā)電機、汽輪機水平。

動態(tài)分析結(jié)論：此發(fā)電機單從頻譜上分析是轉(zhuǎn)子平衡不好。分析見表2。

表2

測點：150t干熄焦發(fā)電機底座垂直。

動態(tài)分析結(jié)論:此測點位為2#瓦底座位，基礎(chǔ)松動存在。

故障進一步分析：通過以上兩個測點位分析，轉(zhuǎn)子存在不平衡，頻譜分析1倍頻的故障機理有許多，轉(zhuǎn)子不平衡、基礎(chǔ)松動，不平衡是振源，但松動是放大器，基礎(chǔ)臺板松動的原因是由于長期汽輪機軸端漏水汽將基礎(chǔ)臺板下面水泥混合層破壞，原因查出后進行處理，對這個位聯(lián)接長絲桿緊固處理不起作用，采取了將臺板與汽輪機平臺焊在一起的方法，試車后振動仍很大，做在線機組動平衡也只能將原有的振動速度降一半左右。7月23日至24日，省電力科學(xué)研究院人員對機組進行了在線頻譜分析及在線動平衡，先后3次共加平衡重量約1 400g。試機后2#瓦水平振動速度值降為5.7mm/s，振動速度值降一半，于24日14:30并網(wǎng)發(fā)電，機組運行至今。

3.實例3：400m2燒結(jié)機汽輪機發(fā)電機組于2011年8月10日因振動傳感器信號線短路突然跳機，再次沖轉(zhuǎn)運行時在線振動監(jiān)測顯示(此系統(tǒng)沒有分析診斷功能)軸振動124μm，經(jīng)檢修人員對汽輪機對中進行調(diào)整后再次運行仍在83μm，達不到良好指標，2011年8月13日對汽輪機進行設(shè)備狀態(tài)測試振動數(shù)椐見表3。

表3

測點：400燒結(jié)機汽輪機發(fā)電、發(fā)電機負荷端。

動態(tài)分析結(jié)論：從頻譜上看汽輪機存在嚴重的不平衡或軸彎曲。

2011年8月14日在線做動平衡，發(fā)電機負荷端先后3次共加平衡重量約300g，殼振動速度值降為2.3mm/s，軸振動降為17μm，達到了良好的運行狀態(tài)。

四、結(jié)論

1.設(shè)備狀態(tài)點檢可掌握汽輪機發(fā)電機組振動故障診斷分析的振動趨勢，根椐設(shè)備的振動狀態(tài)制定檢修方案，減少了過修或欠修，從而節(jié)約了資金。

2.設(shè)備狀態(tài)點檢，狀態(tài)數(shù)椐維修是根據(jù)設(shè)備的實際狀態(tài)進行檢修，因此必須實時監(jiān)測分析設(shè)備狀態(tài)，在故障發(fā)生的潛伏期便可根據(jù)狀態(tài)檢修使設(shè)備缺欠及時得到處理。因此基本上消除一般性故障。

3.由于按實際需要進行檢修，防止了檢修過剩，從而消除了由于多余檢修而帶來的新的故障。

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[3]韓捷，張瑞標．旋轉(zhuǎn)機械故障機理及診斷技術(shù)[M]．機械工業(yè)出版社，1997．

[4]董雅羅等．發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修[M]．中國電力出版社．