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        發(fā)電機(jī)的設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)檢管理

        2013-12-07 01:14:00王魯濟(jì)
        中國(guó)設(shè)備工程 2013年10期
        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī)頻譜測(cè)點(diǎn)

        王魯濟(jì)

        (山鋼集團(tuán)濟(jì)鋼煉鐵廠,山東 濟(jì)南 250101)

        一、前言

        設(shè)備管理的前沿是設(shè)備點(diǎn)檢,傳統(tǒng)的設(shè)備點(diǎn)檢是靠人的感覺和經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備狀態(tài),可靠性低。用簡(jiǎn)單的儀器進(jìn)行測(cè)試無法找出設(shè)備隱患,通過設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)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(diǎn)檢系統(tǒng)具有簡(jiǎn)便的、圖形化的數(shù)據(jù)分析功能。按信號(hào)處理方式的不同,設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)檢包括時(shí)域分析、趨勢(shì)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(xiàng)點(diǎn)檢數(shù)據(jù)上傳后系統(tǒng)可自動(dòng)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(cè)出設(shè)備劣化趨勢(shì)。時(shí)域分析可直接對(duì)設(shè)備故障作出初步判斷,包括時(shí)間波形圖、棒圖等。趨勢(shì)分析可獲得設(shè)備狀態(tài)發(fā)展的趨勢(shì)。包括趨勢(shì)圖、歷史趨勢(shì)圖、單個(gè)測(cè)點(diǎn)的多特征參數(shù)趨勢(shì)圖、多個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值趨勢(shì)圖等。頻域分析的目的是將構(gòu)成信號(hào)的各種頻率成分都分解開,以便進(jìn)行振動(dòng)源或故障源的識(shí)別,包括幅值譜、倒頻譜、多個(gè)測(cè)點(diǎn)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(shí)例

        1.實(shí)例1:3#1750高爐發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFRW2-15-2-10.5,功率15MW。2012年1月8日,由離線點(diǎn)檢測(cè)振動(dòng)數(shù)椐(為電機(jī)負(fù)荷端軸承座振動(dòng)數(shù)椐)顯示,速度值水平方向?yàn)?8.26 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(dòng)不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)、軸瓦有損壞現(xiàn)象。但機(jī)組在線3#TRT機(jī)組的軸振動(dòng)檢測(cè)報(bào)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(rèn)為無故障,專業(yè)診斷人員通過檢測(cè)殼振動(dòng)數(shù)椐及頻譜等認(rèn)為有故障,建議盡快對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢修。2012年1月10日機(jī)組進(jìn)行檢修發(fā)現(xiàn)軸瓦已振壞,更換軸瓦后機(jī)組開機(jī),振動(dòng)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(jī)做現(xiàn)場(chǎng)在線動(dòng)平衡,負(fù)荷端加300g,再次開機(jī)振動(dòng)降為2.36mm/s,機(jī)組正常運(yùn)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(shí)域分析、圖2頻譜分析、圖3振動(dòng)趨勢(shì)。

        圖1 水平振動(dòng)時(shí)域分析

        圖2 水平振動(dòng)頻譜圖

        圖3 水平振動(dòng)趨勢(shì)圖

        2.實(shí)例2:150t干熄焦發(fā)型號(hào)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(shí),同步機(jī)組中修實(shí)施的檢修項(xiàng)目:(1)汽輪機(jī)開蓋離線進(jìn)行轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡。原計(jì)劃為低速動(dòng)平衡,汽輪機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子返廠修復(fù)軸徑并進(jìn)行高速動(dòng)平衡。(2)汽輪機(jī)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(rùn)滑油管滲油處理。(7)更換注油器。(8)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)清灰。(9)潤(rùn)滑油箱清理換油。7月14日汽輪機(jī)中修結(jié)束,16日暖機(jī)、沖轉(zhuǎn),12:20發(fā)電并網(wǎng),發(fā)電負(fù)荷增至15 000kW前,振動(dòng)符合要求,15:30發(fā)電負(fù)荷在15 000kW時(shí)左右振動(dòng)突然增大,2#、3#在線監(jiān)測(cè)(此系統(tǒng)沒有分析診斷功能)軸振動(dòng)達(dá)到110μm,隨降低負(fù)荷,當(dāng)負(fù)荷降至4 000kW時(shí),2#、3#軸振動(dòng)仍達(dá)90μm,機(jī)組不能繼續(xù)維持安全運(yùn)行。19日決定停機(jī)4天進(jìn)行問題檢查和排除。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組于19日20:15解列停機(jī)。汽輪機(jī)經(jīng)過降溫后,21日開2#和3#軸瓦大蓋后,復(fù)查機(jī)組中心及各間隙、軸瓦緊力。中心復(fù)查時(shí),發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)中心比汽輪機(jī)中心高150μm,端面間隙也發(fā)生了變化。隨進(jìn)行調(diào)整,發(fā)電機(jī)中心調(diào)至低于汽輪機(jī)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(jī)組并網(wǎng)試運(yùn)行,發(fā)電并網(wǎng)后,經(jīng)測(cè)量振動(dòng)依然過大不符合運(yùn)行要求,用設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)檢監(jiān)測(cè)獲取殼振動(dòng)時(shí)域波形、頻譜圖振動(dòng)見表1、2。

        表1

        測(cè)點(diǎn):150t干熄焦發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)水平。

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

        表2

        測(cè)點(diǎn):150t干熄焦發(fā)電機(jī)底座垂直。

        動(dòng)態(tài)分析結(jié)論:此測(cè)點(diǎn)位為2#瓦底座位,基礎(chǔ)松動(dòng)存在。

        故障進(jìn)一步分析:通過以上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)位分析,轉(zhuǎn)子存在不平衡,頻譜分析1倍頻的故障機(jī)理有許多,轉(zhuǎn)子不平衡、基礎(chǔ)松動(dòng),不平衡是振源,但松動(dòng)是放大器,基礎(chǔ)臺(tái)板松動(dòng)的原因是由于長(zhǎng)期汽輪機(jī)軸端漏水汽將基礎(chǔ)臺(tái)板下面水泥混合層破壞,原因查出后進(jìn)行處理,對(duì)這個(gè)位聯(lián)接長(zhǎng)絲桿緊固處理不起作用,采取了將臺(tái)板與汽輪機(jī)平臺(tái)焊在一起的方法,試車后振動(dòng)仍很大,做在線機(jī)組動(dòng)平衡也只能將原有的振動(dòng)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(duì)機(jī)組進(jìn)行了在線頻譜分析及在線動(dòng)平衡,先后3次共加平衡重量約1 400g。試機(jī)后2#瓦水平振動(dòng)速度值降為5.7mm/s,振動(dòng)速度值降一半,于24日14:30并網(wǎng)發(fā)電,機(jī)組運(yùn)行至今。

        3.實(shí)例3:400m2燒結(jié)機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組于2011年8月10日因振動(dòng)傳感器信號(hào)線短路突然跳機(jī),再次沖轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)顯示(此系統(tǒng)沒有分析診斷功能)軸振動(dòng)124μm,經(jīng)檢修人員對(duì)汽輪機(jī)對(duì)中進(jìn)行調(diào)整后再次運(yùn)行仍在83μm,達(dá)不到良好指標(biāo),2011年8月13日對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)測(cè)試振動(dòng)數(shù)椐見表3。

        表3

        測(cè)點(diǎn):400燒結(jié)機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電、發(fā)電機(jī)負(fù)荷端。

        動(dòng)態(tài)分析結(jié)論:從頻譜上看汽輪機(jī)存在嚴(yán)重的不平衡或軸彎曲。

        2011年8月14日在線做動(dòng)平衡,發(fā)電機(jī)負(fù)荷端先后3次共加平衡重量約300g,殼振動(dòng)速度值降為2.3mm/s,軸振動(dòng)降為17μm,達(dá)到了良好的運(yùn)行狀態(tài)。

        四、結(jié)論

        1.設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)檢可掌握汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障診斷分析的振動(dòng)趨勢(shì),根椐設(shè)備的振動(dòng)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(diǎn)檢,狀態(tài)數(shù)椐維修是根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行檢修,因此必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)得到處理。因此基本上消除一般性故障。

        3.由于按實(shí)際需要進(jìn)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。

        [1]牛陰忠.設(shè)備故障的振動(dòng)識(shí)別方法與實(shí)例[M].冶金工業(yè)出版社,1994.

        [2]夏根福,孫蕙慶.風(fēng)機(jī)不平衡與基礎(chǔ)松動(dòng)故障共存時(shí)的振動(dòng)分析[J].振動(dòng)與沖擊,1995,14(2):44—47.

        [3]韓捷,張瑞標(biāo).旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障機(jī)理及診斷技術(shù)[M].機(jī)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(guó)電力出版社.

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