180m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電汽輪機(jī)組存在的問(wèn)題及解決措施

王童

摘要：針對(duì)180m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電汽輪機(jī)組軸瓦振動(dòng)過(guò)大報(bào)警，機(jī)組無(wú)法并網(wǎng)發(fā)電等問(wèn)題，分析具體原因并對(duì)存在的問(wèn)題提出了具體解決措施，最終檢修取得圓滿成功，確保了機(jī)組在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常、安全運(yùn)行，以達(dá)公司節(jié)能減排增效之目的。

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

前言

在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)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(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣，燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)就是通過(guò)回收燒結(jié)機(jī)尾落礦風(fēng)箱及燒結(jié)冷卻機(jī)密閉段的煙氣加熱余熱鍋爐來(lái)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(guò)熱蒸汽來(lái)推動(dòng)低參數(shù)的汽輪發(fā)電機(jī)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(biāo)的實(shí)現(xiàn)

江西萍鋼實(shí)業(yè)股份九江鋼鐵有限責(zé)任公司180m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電汽輪機(jī)組為杭州中能汽輪機(jī)動(dòng)力有限公司生產(chǎn)的BN10-1.57/0.15型補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)組，由單缸、單軸組成，發(fā)電機(jī)軸與汽輪機(jī)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(jī)組示意圖可看出汽輪機(jī)排汽側(cè)軸承與發(fā)電機(jī)前端軸承共用一個(gè)軸承座。

1.180m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電汽輪機(jī)組故障簡(jiǎn)述

180m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電汽輪機(jī)組在鍋爐檢修后主蒸汽并汽時(shí)，由于管路太長(zhǎng)，溫度沒(méi)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(jìn)汽閥法蘭漏汽，操作工立即手動(dòng)急停，在停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)因盤車?yán)щy沒(méi)有及時(shí)讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)，后機(jī)組重新開(kāi)機(jī)，出現(xiàn)機(jī)組軸瓦振動(dòng)過(guò)大報(bào)警，機(jī)組無(wú)法并網(wǎng)發(fā)電等故障，通過(guò)采集頻譜，其中集中在一倍頻。

2.發(fā)電機(jī)組故障原因分析

針對(duì)機(jī)組存在的設(shè)備故障，廠部組織召開(kāi)技術(shù)探討會(huì)議，從多方面采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行全面分析預(yù)測(cè)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(jī)組發(fā)生故障之后，汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子存在輕微變形，導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡。

原因之二：發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障之后，機(jī)組軸瓦存在損傷、同軸度超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。

3.處理過(guò)程

對(duì)發(fā)電機(jī)組故障點(diǎn)進(jìn)行分析排查，預(yù)定檢修按三步進(jìn)行，軸瓦、同軸度等檢驗(yàn)，機(jī)組轉(zhuǎn)子在線做動(dòng)平衡和揭汽輪機(jī)大蓋處理，針對(duì)每一步都制定了詳細(xì)的要求、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和處理方案，具體實(shí)施過(guò)程如下：

第一階段，徹底檢驗(yàn)機(jī)組軸瓦，同軸度等各項(xiàng)參數(shù)。

2013年6月9日協(xié)調(diào)時(shí)間對(duì)機(jī)組軸瓦，軸承座和同軸度進(jìn)行徹底檢查，軸瓦的各項(xiàng)間隙（頂、側(cè)），過(guò)盈量（瓦背，瓦座）都在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)，軸瓦磨合均勻，沒(méi)有明顯刮傷痕跡，同軸度在允許范圍之內(nèi)，同時(shí)對(duì)機(jī)組的前后貓爪、軸承座的水平度等進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)在允許范圍內(nèi)。

通過(guò)此次檢修，可以確定機(jī)組故障點(diǎn)并非由于軸瓦等因素造成，從而把問(wèn)題鎖定在機(jī)組內(nèi)部（轉(zhuǎn)子輕微彎曲而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡）

第二階段，對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子實(shí)施在線動(dòng)平衡調(diào)整。

2013年6月14日對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子實(shí)施在線動(dòng)平衡調(diào)整，由于對(duì)汽輪機(jī)組實(shí)施在線動(dòng)平衡調(diào)整是在不揭氣輪機(jī)上蓋的前提下進(jìn)行，通過(guò)在發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)側(cè)平衡盤上配加配重塊，所以動(dòng)平衡調(diào)整存在一定難度，再加上以前從未涉及過(guò)此類設(shè)備的在線動(dòng)平衡調(diào)整，考慮設(shè)備的安全性，最終決定對(duì)機(jī)組實(shí)施低速動(dòng)平衡調(diào)整，以機(jī)組1350r/min作為動(dòng)不平衡取樣點(diǎn)，在此轉(zhuǎn)速下總共實(shí)驗(yàn)了5次，其數(shù)據(jù)見(jiàn)數(shù)據(jù)可以看出幾次加配重后振動(dòng)值有下降趨勢(shì)，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(dòng)值達(dá)91μm，機(jī)組振動(dòng)仍超標(biāo)，遂手動(dòng)停機(jī)，同時(shí)，從表一的數(shù)據(jù)分析更驗(yàn)證了轉(zhuǎn)子存在動(dòng)不平衡。

低速動(dòng)平衡調(diào)整未達(dá)到最終效果，最后決定對(duì)機(jī)組實(shí)施高速動(dòng)平衡調(diào)整（直接以機(jī)組的工作轉(zhuǎn)速3000r/min為取樣點(diǎn)），通過(guò)系統(tǒng)分析討論，決定加配重位置定為發(fā)電機(jī)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(dòng)平衡調(diào)試機(jī)組振動(dòng)已經(jīng)有明顯下降，根據(jù)國(guó)家振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)速為3000r/min的汽輪發(fā)電機(jī)組，振動(dòng)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。并且在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量振動(dòng)速度值也從最初的9.0mm/s降至2.3mm/s。隨后機(jī)組并網(wǎng)負(fù)荷加至正常工作負(fù)荷（10000kw/h），機(jī)組各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常，表示此次在線動(dòng)平衡調(diào)整圓滿完成。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此次檢修，大家對(duì)余熱發(fā)電機(jī)組故障的分析更加清晰，了解機(jī)組各項(xiàng)裝配要求和標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了員工的技術(shù)能力水平和團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)能力，此次在線動(dòng)平衡調(diào)整為我廠的一次大膽探索，為以后對(duì)大機(jī)組發(fā)電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡調(diào)整積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，如果按照傳統(tǒng)觀念，肯定要對(duì)機(jī)組進(jìn)行揭大蓋處理，轉(zhuǎn)子變形且要送回原廠家進(jìn)行校正或者更換備件，直接維護(hù)費(fèi)用（包括運(yùn)輸費(fèi)用）將近50萬(wàn)，機(jī)組停機(jī)由此帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失將近150萬(wàn)（汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子送廠修理，機(jī)組停機(jī)估計(jì)15天，按正常每天發(fā)電量20萬(wàn)度進(jìn)行計(jì)算）。鑒于筆者的能力有限，表達(dá)與見(jiàn)解有不足之處，謹(jǐn)以此文拋磚引玉，希望大家指正。

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