王童

摘要：針對180m2燒結(jié)機余熱發(fā)電汽輪機組軸瓦振動過大報警，機組無法并網(wǎng)發(fā)電等問題，分析具體原因并對存在的問題提出了具體解決措施，最終檢修取得圓滿成功，確保了機組在最短時間內(nèi)恢復正常、安全運行，以達公司節(jié)能減排增效之目的。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機； 余熱發(fā)電； 振動； 解決措施；節(jié)能；增效

前言

在鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結(jié)工序的能耗占總能耗的10%，僅次于煉鐵工序，在燒結(jié)工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結(jié)煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣，燒結(jié)機余熱發(fā)電技術(shù)就是通過回收燒結(jié)機尾落礦風箱及燒結(jié)冷卻機密閉段的煙氣加熱余熱鍋爐來回收低品味余熱能源，結(jié)合低溫余熱發(fā)電技術(shù)，用余熱鍋爐的過熱蒸汽來推動低參數(shù)的汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電的最新成套技術(shù)，不需要消耗一次能源和不產(chǎn)生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體，有利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)

江西萍鋼實業(yè)股份九江鋼鐵有限責任公司180m2燒結(jié)機余熱發(fā)電汽輪機組為杭州中能汽輪機動力有限公司生產(chǎn)的BN10-1.57/0.15型補汽凝汽式汽輪機組，由單缸、單軸組成，發(fā)電機軸與汽輪機軸由鉸制螺栓連接，屬剛性連接，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，從汽輪發(fā)電機組示意圖可看出汽輪機排汽側(cè)軸承與發(fā)電機前端軸承共用一個軸承座。

1.180m2燒結(jié)機余熱發(fā)電汽輪機組故障簡述

180m2燒結(jié)機余熱發(fā)電汽輪機組在鍋爐檢修后主蒸汽并汽時，由于管路太長，溫度沒有控制好，主蒸汽溫度300℃在1分鐘之內(nèi)下降到接近200℃，發(fā)現(xiàn)主蒸汽進汽閥法蘭漏汽，操作工立即手動急停，在停機后一段時間內(nèi)因盤車困難沒有及時讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，后機組重新開機，出現(xiàn)機組軸瓦振動過大報警，機組無法并網(wǎng)發(fā)電等故障，通過采集頻譜，其中集中在一倍頻。

2.發(fā)電機組故障原因分析

針對機組存在的設(shè)備故障，廠部組織召開技術(shù)探討會議，從多方面采集數(shù)據(jù)，進行全面分析預(yù)測故障產(chǎn)生的根源，檢修前制定了相關(guān)處理方案，分析故障產(chǎn)生的原因如下：

原因之一：發(fā)電機組發(fā)生故障之后，汽輪機組轉(zhuǎn)子存在輕微變形，導致機組轉(zhuǎn)子動不平衡。

原因之二：發(fā)電機組發(fā)生故障之后，機組軸瓦存在損傷、同軸度超出標準范圍。

3.處理過程

對發(fā)電機組故障點進行分析排查，預(yù)定檢修按三步進行，軸瓦、同軸度等檢驗，機組轉(zhuǎn)子在線做動平衡和揭汽輪機大蓋處理，針對每一步都制定了詳細的要求、檢驗標準和處理方案，具體實施過程如下：

第一階段，徹底檢驗機組軸瓦，同軸度等各項參數(shù)。

2013年6月9日協(xié)調(diào)時間對機組軸瓦，軸承座和同軸度進行徹底檢查，軸瓦的各項間隙（頂、側(cè)），過盈量（瓦背，瓦座）都在設(shè)計允許范圍之內(nèi)，軸瓦磨合均勻，沒有明顯刮傷痕跡，同軸度在允許范圍之內(nèi)，同時對機組的前后貓爪、軸承座的水平度等進行了檢測，檢測數(shù)據(jù)在允許范圍內(nèi)。

通過此次檢修，可以確定機組故障點并非由于軸瓦等因素造成，從而把問題鎖定在機組內(nèi)部（轉(zhuǎn)子輕微彎曲而導致轉(zhuǎn)子動不平衡）

第二階段，對機組轉(zhuǎn)子實施在線動平衡調(diào)整。

2013年6月14日對機組轉(zhuǎn)子實施在線動平衡調(diào)整，由于對汽輪機組實施在線動平衡調(diào)整是在不揭氣輪機上蓋的前提下進行，通過在發(fā)電機組傳動側(cè)平衡盤上配加配重塊，所以動平衡調(diào)整存在一定難度，再加上以前從未涉及過此類設(shè)備的在線動平衡調(diào)整，考慮設(shè)備的安全性，最終決定對機組實施低速動平衡調(diào)整，以機組1350r/min作為動不平衡取樣點，在此轉(zhuǎn)速下總共實驗了5次，其數(shù)據(jù)見數(shù)據(jù)可以看出幾次加配重后振動值有下降趨勢，在1350r/min轉(zhuǎn)速加最后一次配重后再次沖轉(zhuǎn)3000r/min，但1#瓦振動值達91μm，機組振動仍超標，遂手動停機，同時，從表一的數(shù)據(jù)分析更驗證了轉(zhuǎn)子存在動不平衡。

低速動平衡調(diào)整未達到最終效果，最后決定對機組實施高速動平衡調(diào)整（直接以機組的工作轉(zhuǎn)速3000r/min為取樣點），通過系統(tǒng)分析討論，決定加配重位置定為發(fā)電機原配重位置（120°位置）。

從表一數(shù)據(jù)看出，在工作轉(zhuǎn)速下做了動平衡調(diào)試機組振動已經(jīng)有明顯下降，根據(jù)國家振動標準，轉(zhuǎn)速為3000r/min的汽輪發(fā)電機組，振動振幅在50μm以下為合格，在30μm以下為良好，在20μm以下為優(yōu)秀，已達到標準。并且在現(xiàn)場測量振動速度值也從最初的9.0mm/s降至2.3mm/s。隨后機組并網(wǎng)負荷加至正常工作負荷（10000kw/h），機組各項運行參數(shù)正常，表示此次在線動平衡調(diào)整圓滿完成。

4.結(jié)束語

通過此次檢修，大家對余熱發(fā)電機組故障的分析更加清晰，了解機組各項裝配要求和標準，大大提高了員工的技術(shù)能力水平和團隊作戰(zhàn)能力，此次在線動平衡調(diào)整為我廠的一次大膽探索，為以后對大機組發(fā)電設(shè)備現(xiàn)場動平衡調(diào)整積累了豐富的經(jīng)驗，如果按照傳統(tǒng)觀念，肯定要對機組進行揭大蓋處理，轉(zhuǎn)子變形且要送回原廠家進行校正或者更換備件，直接維護費用（包括運輸費用）將近50萬，機組停機由此帶來的直接經(jīng)濟損失將近150萬（汽輪機組轉(zhuǎn)子送廠修理，機組停機估計15天，按正常每天發(fā)電量20萬度進行計算）。鑒于筆者的能力有限，表達與見解有不足之處，謹以此文拋磚引玉，希望大家指正。

參考文獻：

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[2]西安交通大學透平壓縮機教研室.離心式壓縮機原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982