肖裕君（漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司機(jī)動(dòng)設(shè)備部，湖南婁底417009）

漣鋼TRT發(fā)電機(jī)軸瓦振動(dòng)故障診斷與處理

肖裕君
（漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司機(jī)動(dòng)設(shè)備部，湖南婁底417009）

【摘要】漣鋼公司2800 m3高爐煤氣系統(tǒng)TRT發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)電機(jī)一軸瓦振動(dòng)大，報(bào)警頻發(fā)，通過(guò)對(duì)機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)及頻譜分析，準(zhǔn)確判斷故障并進(jìn)行合理處理，發(fā)電機(jī)組軸瓦振動(dòng)故障消除，設(shè)備安全運(yùn)行得到保障。

【關(guān)鍵詞】故障診斷；不對(duì)中；不平衡

Diagnosis and Treatment of Vibration Fault in the Bearing Bush of TRT Generator at Lianyuan Steel

Xiao Yujun
(The Equipment Department of Lianyuan Iron and Steel Co., Ltd., Loudi, Hunan 417009, China)

【Abstract】A bearing bush in the 2800m3 blast furnace TRT generating unit of Tianyuan Steel suffered excessive vibration during operation and gave out alarm frequently. Through analysis of the vibration data and spectrum the fault was accurately diagnosed and rationally treated, which eliminated the abnormal vibration and ensured safe operation of the equipment.

【Keywords】vibration diagnosis; non-alignment; imbalance

1　基本情況

漣鋼煉鐵廠2800 m3TRT發(fā)電機(jī)組是我公司8#高爐煤氣系統(tǒng)重要設(shè)備之一，機(jī)組是利用高爐煤氣壓力能及熱能，通過(guò)透平膨脹做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的回收裝置。它根據(jù)高爐工況變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證高爐爐頂壓力穩(wěn)定的前提下，盡可能多發(fā)電，輸出功率隨著高爐爐頂煤氣壓力、流量、溫度等參數(shù)變化而波動(dòng)。該發(fā)電機(jī)組2013年5月正式投運(yùn)，機(jī)組各檢測(cè)點(diǎn)振動(dòng)偏大，2013年6月3#瓦及2014年6月均因機(jī)組振動(dòng)大進(jìn)行處理，但因檢修時(shí)間緊未做根本性處理。2014年11月機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中3#軸瓦振動(dòng)發(fā)生突變（最高達(dá)130 μm以上），報(bào)警頻發(fā)(80 μm上報(bào)警)，機(jī)組需緊急停機(jī)并采取相應(yīng)措施。

2　TRT發(fā)電機(jī)組基本情況

TRT煤氣透平機(jī)與發(fā)電機(jī)用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接，3000 r/min轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為撓性轉(zhuǎn)子，電機(jī)設(shè)計(jì)為箱式結(jié)構(gòu)。TRT發(fā)電機(jī)主要參數(shù)如下:

電機(jī)型號(hào):QFR-22-2R

轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度:4000 mm

二倍頻:f2=2 Hz; f=100 Hz

一階臨界轉(zhuǎn): 1680 r/min

機(jī)組主軸頻率:f=3000/60=50 Hz

額定功率:22 MW

3　檢測(cè)及分析過(guò)程

3.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置情況

圖1為T(mén)RT發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置情況。

圖1　TRT發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置

3.2機(jī)組診斷分析與處理

3.2.1機(jī)組運(yùn)行過(guò)程及振動(dòng)檢測(cè)分析

機(jī)組在2013年5月投運(yùn)，振動(dòng)值偏大，2013年6月更換3#軸瓦；2014年6月3#瓦振動(dòng)偏大，經(jīng)調(diào)整中心后機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行；2014年11月3#瓦振動(dòng)急劇變化，最高達(dá)130 μm以上，報(bào)警頻發(fā)(80 μm上報(bào)警)，經(jīng)頻譜檢測(cè)，機(jī)組需緊急停運(yùn)并進(jìn)行相應(yīng)處理。停機(jī)前機(jī)組自帶檢測(cè)振動(dòng)值如表1(注：轉(zhuǎn)速為3000 r/min)，頻譜如圖2、圖3。

表1　自帶檢測(cè)振動(dòng)值　μm

圖2　發(fā)電機(jī)組軸向振動(dòng)頻譜圖

圖3　發(fā)電機(jī)組3#軸瓦垂直振動(dòng)頻譜圖

通過(guò)振動(dòng)數(shù)據(jù)表1及圖2、圖3頻譜分析，發(fā)電機(jī)組軸向振動(dòng)達(dá)到21.66 mm/s，3#瓦垂直振動(dòng)7.91 mm/s，振動(dòng)頻率主頻率表現(xiàn)為工頻，軸向振動(dòng)＞最大徑向的50%。分析認(rèn)為：

A、當(dāng)激振力為不平衡力（徑向不平衡及力矩不平衡）時(shí)，機(jī)組會(huì)在兩方面表現(xiàn)，一個(gè)會(huì)引起軸系徑向振動(dòng)大，一個(gè)會(huì)引起軸向振動(dòng)大。而圖2和圖3頻譜顯示軸向振動(dòng)明顯大于徑向振動(dòng)，考慮到力矩振動(dòng)產(chǎn)生的可能性更大，分析認(rèn)為發(fā)電機(jī)組軸系平衡精度偏低。

B、3#軸瓦徑向振動(dòng)頻譜有二倍頻成分，分析認(rèn)為轉(zhuǎn)子的對(duì)中可能存在不良，3#軸瓦的安裝精度及軸瓦與軸枕的對(duì)中需要做進(jìn)一步的檢查。C、考慮到3#軸瓦的振動(dòng)幅度大，需檢查3#軸承座的基礎(chǔ)安裝剛度是否符合要求。

3.2.2機(jī)組振動(dòng)缺陷處理過(guò)程

按照振動(dòng)分析，處理步驟先檢查軸瓦、基礎(chǔ)再對(duì)中，最后考慮轉(zhuǎn)子平衡。

從軸瓦檢查情況看，軸瓦的側(cè)間隙偏小，軸頸與瓦包角不夠，有輕微的擦瓦痕跡，3#軸承座與基礎(chǔ)接觸不好；透平機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸中心成下張口，開(kāi)口角度達(dá)0.08 mm（正常允許值在0.03 mm以下）；同時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)3#軸承座二次灌漿層與一次灌漿層有脫胎現(xiàn)象；與診斷的結(jié)果基本吻合。將3#軸瓦的基礎(chǔ)進(jìn)行研磨，確保接觸度達(dá)到80%以上，對(duì)3#軸瓦枕力及間隙調(diào)整在合理范圍內(nèi)；將4#軸瓦電機(jī)底座研磨，中心降低0.72 mm，確保發(fā)電機(jī)軸與透平機(jī)軸的對(duì)中，并對(duì)發(fā)電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子的氣隙進(jìn)行調(diào)整；考慮到二次灌漿層裂紋處理難度較大且時(shí)間有限，僅對(duì)基礎(chǔ)螺栓等進(jìn)行緊固。處理完后試車(chē)，機(jī)組在過(guò)臨界轉(zhuǎn)速1680 r/min時(shí)振動(dòng)在可接受范圍內(nèi)，機(jī)組繼續(xù)升速到2200 r/min暖機(jī)，暖機(jī)后繼續(xù)升速到2950 r/min時(shí)，振動(dòng)值成直線(xiàn)上升，分析認(rèn)為3#軸瓦支承剛性不足，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到3#軸瓦基礎(chǔ)振動(dòng)值達(dá)0.05 mm（正常值在0.005 mm以下）以上，需緊急停機(jī)處理。

考慮到基礎(chǔ)的處理對(duì)生產(chǎn)的影響較大且檢修周期長(zhǎng)，采用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡降低振動(dòng)值，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡在測(cè)點(diǎn)3處加重696 g，在測(cè)點(diǎn)4處加重699 g，兩配重相位相差180°。

4　試車(chē)情況

檢修完試車(chē)到3000 r/min后機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷，3#軸瓦振動(dòng)值逐漸減小，振動(dòng)穩(wěn)定后的振動(dòng)檢測(cè)，參照ISO3945振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)評(píng)價(jià)為合格。數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2　處理后檢測(cè)振動(dòng)幅值　μm

5　結(jié)論

通過(guò)此次振動(dòng)診斷與處理工作得到以下經(jīng)驗(yàn)：

1）工頻振動(dòng)主要由軸系不平衡力引起，當(dāng)機(jī)組振動(dòng)主要表現(xiàn)為工頻時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)從軸系不平衡上進(jìn)行分析。工頻軸向振動(dòng)大與力矩不平衡密切相關(guān)。

2）現(xiàn)有發(fā)電機(jī)3#軸承基礎(chǔ)剛度較差，當(dāng)擾動(dòng)力大時(shí)振動(dòng)表現(xiàn)劇烈，運(yùn)行時(shí)需注意負(fù)荷變化振動(dòng)的變化趨勢(shì)。該發(fā)電機(jī)組下次有年檢或大修時(shí)，需對(duì)3#軸瓦支承座二次灌漿層進(jìn)行處理并檢查其他基礎(chǔ)。

3）旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)故障復(fù)雜，特別是綜合性故障的出現(xiàn)，一定要對(duì)故障的原因分析清楚，抓住主要信息進(jìn)行研究處理，逐一排除要因。檢測(cè)是手段，診斷是關(guān)鍵，診斷決定了處理故障的方向與結(jié)果。本次分析準(zhǔn)確地找到振動(dòng)產(chǎn)生的原因并采取了相應(yīng)的措施，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王江萍.機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)及應(yīng)用[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001.

作者簡(jiǎn)介：肖裕君（1976-），女，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備管理工作。

收稿日期：2015- 01- 08

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM31

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1006-6764（2015）04-0027-03