汽輪發(fā)電機(jī)組軸瓦振動故障診斷

張岳峰

（中國石化青島煉化公司煉油四部，山東青島 266500）

0 引言

某工廠的1#發(fā)電機(jī)（003）的功率為10 000 kW，轉(zhuǎn)速達(dá)到了3000 r/min，在發(fā)電機(jī)兩端有軸瓦作為支撐，保證其牢固在位置上，并應(yīng)用上同步電機(jī)進(jìn)行工作，通過軸瓦的支撐進(jìn)行相應(yīng)的工作（圖1）。振動監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)按GB/T 6075.3—2001 規(guī)定，額定功率>15 kW，額定轉(zhuǎn)速在（120～15 000）r/min，現(xiàn)場測量，設(shè)定所監(jiān)測汽輪發(fā)電機(jī)的一級報警值為4.5 mm/s，二級報警值為7.1 mm/s；正常尺寸磨粒粒度≤15 μm。在安裝時，發(fā)電機(jī)及所有配件都要合理安裝，避免遺留下安全問題，一些構(gòu)件的方向也要把握到位。對于潤滑油檢測也要注意，以保證發(fā)電機(jī)能正常工作。

圖1 1#汽輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)與測點分布

1 關(guān)于發(fā)電機(jī)組的分析情況討論

在日常電力系統(tǒng)工作過程中，汽輪發(fā)電機(jī)為電力系統(tǒng)的正常工作保駕護(hù)航，因此，其正常運行對電力系統(tǒng)非常重要。對發(fā)電機(jī)工作進(jìn)行評價過程中，振動幅度對于狀態(tài)的評價有著重要作用，是一項重要的指標(biāo)。如果發(fā)電機(jī)在工作中的振動幅度有所改變，就說明發(fā)電機(jī)在運行過程中出現(xiàn)了情況。摩擦等因素，不僅會影響發(fā)電機(jī)的正常工作，還會加速發(fā)電機(jī)的磨損、提高事故概率，從而影響機(jī)組的正常工作，嚴(yán)重時使機(jī)組遭到破壞，設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也因此會受到不同程度的影響，出現(xiàn)短路等嚴(yán)重情況。并且，電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組的各部分結(jié)構(gòu)都相互聯(lián)系，這些情況都會連在一起，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)受到不同程度的連鎖影響。在這一背景下，傳統(tǒng)的診斷方法、處理方法不再適用于現(xiàn)在的電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組。單一的故障診斷只能適用與以往的診斷，對于不斷發(fā)展的發(fā)電機(jī)組要及時跟進(jìn)，對于所出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確診斷?，F(xiàn)在的發(fā)電機(jī)組經(jīng)過更新?lián)Q代，應(yīng)用到各種復(fù)雜的構(gòu)件，出現(xiàn)問題后很難準(zhǔn)確找到故障的癥結(jié)，因此對維修人員的綜合處理能力提出了更高的要求。為了準(zhǔn)確診斷發(fā)電機(jī)的故障，就要改進(jìn)以往的診斷方法，對于所出現(xiàn)的問題進(jìn)行仔細(xì)分析，并根據(jù)現(xiàn)在的發(fā)電機(jī)模式以及構(gòu)造進(jìn)行多方面的討論，找到符合新型發(fā)電機(jī)組的故障處理措施，并將這一方法應(yīng)用到實際工作中。

2 關(guān)于發(fā)電機(jī)組的故障分析和討論

檢測發(fā)電機(jī)故障時，可以采用儀器進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。例如，可先用振動分析記錄儀詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，并將所有的數(shù)據(jù)收集起來，然后再通過專業(yè)的數(shù)據(jù)分析法對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再加上顯微鏡的應(yīng)用，對潤滑油分析與檢測。

數(shù)據(jù)的處理要嚴(yán)謹(jǐn)，對于所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，將所有的數(shù)據(jù)放到圖表中進(jìn)行討論，并且進(jìn)行對照分析。通過數(shù)據(jù)的整理以及分析得出的結(jié)果，與正常工作的情況相比，如果振動幅度有了很大改變，增長較快，超過了一定的范圍，就說明汽輪與發(fā)電機(jī)組的工作出現(xiàn)了問題，因此要對出現(xiàn)問題的部分進(jìn)行檢查，找到相應(yīng)的原因。

3 層次分析方法在發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用

在對發(fā)電機(jī)組與軸瓦之間的問題進(jìn)行分析時，通常會采用層次分析。層次分析法能夠?qū)?gòu)件等進(jìn)行詳細(xì)的檢查，準(zhǔn)確找到問題所在，能夠從復(fù)雜的構(gòu)建中準(zhǔn)確、快速地找到出現(xiàn)問題構(gòu)件，對影響因素深入分析，構(gòu)建一個層次模型對構(gòu)件進(jìn)行分析，這樣能夠快速找到問題源。該方法適合在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，將復(fù)雜的系統(tǒng)故障進(jìn)行簡化，及時找到問題所在并診斷出原因，從而設(shè)計出措施。它是一種非常方便的診斷方法，適用于對汽輪發(fā)電機(jī)的故障診斷。

在對汽輪發(fā)電機(jī)的情況進(jìn)行分析時，要將整體的發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆分，分成層次，并且在分析時要分類整理，將所有的內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)檢查，這樣能夠確保不放過任何一個細(xì)節(jié)，保證準(zhǔn)確找到問題的本質(zhì)，通過這種方法找到故障所在。

在對振動情況進(jìn)行分析時，先通過故障模式以及所存在的影響進(jìn)行分析，找到振動的原因以及改變振動模式的原因，確定問題的所在，對于故障進(jìn)行修理，保證故障消除，確保振動的幅度控制在一定的范圍內(nèi)，這樣才能保證發(fā)電機(jī)正常工作。經(jīng)對上面的數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，在振動頻率上要通過不同方面進(jìn)行分析，還要確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以免出現(xiàn)失誤。

4 多特征診斷法在發(fā)電機(jī)組檢測中的應(yīng)用與分析

對汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行故障分析時，應(yīng)用特征診斷法能夠?qū)?fù)雜情況簡單化，根據(jù)細(xì)節(jié)進(jìn)行有效分析，準(zhǔn)確找到故障的原因和特征，并通過專業(yè)的人員進(jìn)一步檢測，建立起一個完善的檢測體系，準(zhǔn)確掌握故障的原因，并及時提出修改措施。同時，也能有效降低診斷結(jié)果的不確定性，保證準(zhǔn)確找到發(fā)電機(jī)軸瓦振動故障的原因，保證發(fā)電機(jī)正常工作。

（1）降低軸頸振動。對于油膜失穩(wěn)故障，首先確定軸頸振動是否過大，當(dāng)擾動過大時應(yīng)先降低擾動。軸頸擾動由強(qiáng)迫振動引起的，應(yīng)根據(jù)故障原因采取相應(yīng)措施，如動平衡、調(diào)整中心等方式降低振動。

（2）降低汽流激振力。當(dāng)發(fā)生汽流激振所引起的低頻失穩(wěn)振動時，應(yīng)降低汽輪激振力，可以采用改變調(diào)節(jié)閥開啟順序或重疊度，降低不平衡力和力矩，防止周向間隙偏差過大。

（3）提高軸瓦穩(wěn)定性。軸瓦穩(wěn)定性提高、系統(tǒng)阻尼增大，能增強(qiáng)對激振力擾動的抑制，降低發(fā)生汽流激振的可能性?？梢圆捎玫拇胧┯校禾岣邼櫥蜏兀鼡Q穩(wěn)定性更高軸承型式，調(diào)整軸瓦頂隙，消除軸瓦自身缺陷，防止軸封漏氣導(dǎo)致軸承座受熱不均而標(biāo)高變化，減少軸瓦長徑比等。

（4）緊固轉(zhuǎn)子活動部件及聯(lián)軸器螺栓，防止聯(lián)軸器螺栓及轉(zhuǎn)子平衡塊、轉(zhuǎn)子線圈松動，防止堵頭脫落及低壓轉(zhuǎn)子末級葉片斷裂等。

5 關(guān)于數(shù)據(jù)處理后的結(jié)論并提出建議

（1）發(fā)電機(jī)在工作過程中的位置沒有安排合理，建議在工作時進(jìn)行檢查修正。

（2）發(fā)電機(jī)組的軸瓦銜接不合理，導(dǎo)致振動幅度改變，因此在工作時要對軸瓦進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免對發(fā)電機(jī)的正常工作造成影響。

（3）在日常維護(hù)中，要加強(qiáng)對工作正常勞損的重視。

6 結(jié)束語

對汽輪發(fā)電機(jī)組的故障進(jìn)行層次法分析后，得出其振動故障發(fā)生的特殊性，并且輔助以多特征屬性的診斷方法加以準(zhǔn)確診斷。這種方法比傳統(tǒng)方法具有很大優(yōu)勢，診斷的準(zhǔn)確度很高，能夠準(zhǔn)確以及快速找到故障。實際應(yīng)用數(shù)據(jù)證明，該方法對故障的判斷較為準(zhǔn)確，具有很高的可行性。