TRT發(fā)電機故障診斷處理以及現(xiàn)場找動平衡

李俊 張章 邵曉斌

內(nèi)蒙古包鋼（集團）電氣有限公司 內(nèi)蒙古包頭 014010

TRT（Blast furnace Top Gas Recovery Turbine Unit）高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置是利用高爐爐頂煤氣的壓力能以及熱能經(jīng)過透平膨脹來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，再通過發(fā)電機將機械能變成電能輸送給電網(wǎng)，這種發(fā)電方式既不消耗任何燃料，也不產(chǎn)生環(huán)境污染，發(fā)電成本極低，還可以回收高爐鼓風(fēng)30%左右的能量[1]。2017年7月燃?xì)?#TRT檢修后試轉(zhuǎn)過程中監(jiān)測發(fā)現(xiàn)過臨界振動值比上次起車振動值大的多，在轉(zhuǎn)速2400rpm后振動值隨轉(zhuǎn)速上升呈現(xiàn)出直線上升情況。轉(zhuǎn)速達到3000rpm時不帶負(fù)荷值DCS上顯示振動值有80um接近報警值，不符合運行要求?，F(xiàn)場使用鄭州機械研究所研發(fā)VMS-04B振動監(jiān)測儀采集起車數(shù)據(jù)和振動信號，分析振動原因，處理振動后發(fā)動機正常運行。

1 數(shù)據(jù)采集分析

使用VMS-04B振動監(jiān)測儀采集記錄起車振動數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集方法及測點布置如下。

圖1 TRT 傳動簡圖

發(fā)電機在起車過程中達到一定轉(zhuǎn)速要等運行穩(wěn)定后才能再次提升轉(zhuǎn)速。發(fā)電機分別在500rpm、800rpm、1200rpm、1600rpm、2200rpm、2750rpm、3000rpm運行。由于500rpm-1600rpm振動值很小沒有明顯的變化趨勢不具參考價值所以不做記錄，采集振動數(shù)據(jù)如下圖。

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2 故障診斷分析

在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的臨界轉(zhuǎn)速是2400rpm左右，在過臨界后振動值沒有下降，仍然隨轉(zhuǎn)速上升而上升，在轉(zhuǎn)速達到3000rmp時3瓦水平振動值最大達到6.06mm/s。根據(jù)檢測頻域圖發(fā)現(xiàn)3、4瓦水平振動主能量在1x。2x、3x浮直較低，沒有出現(xiàn)1/2x和1.5x等頻率可以排除軸瓦間隙尺寸過大和油膜渦動。時域波形為平滑的曲線，過臨界轉(zhuǎn)速后振動相位穩(wěn)定。排除軸系摩擦、碰撞、剮蹭等機械碰擦引起的振動，檢查了所有螺栓緊固完好，基礎(chǔ)無松動現(xiàn)象，地腳安裝良好，軸瓦無異常響聲。詳細(xì)了解檢修情況。軸瓦配合尺寸、對中找正數(shù)據(jù)、定子轉(zhuǎn)子之間的氣隙尺寸都在要求范圍內(nèi)。確認(rèn)引起發(fā)動機振動的主要問題是轉(zhuǎn)子不平衡造成的。

3 故障處理及結(jié)果

把發(fā)電機轉(zhuǎn)子抽出來找離線動平衡用時太長，分解組裝加上在平衡機找平衡需要3到5天時間，加長檢修時間，增加成本，費時費力。經(jīng)現(xiàn)場討論最快的處理方法是用在線動平衡方法對轉(zhuǎn)子軸系平衡進行調(diào)整，在線動平衡需要12—20小時，用時較短，根據(jù)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)3瓦振動值比4瓦振動值大一倍左右，分析認(rèn)為轉(zhuǎn)軸不平衡能量主要由3瓦傳出，決定先在發(fā)電機3瓦找一次單面平衡，

由于該發(fā)動機以前未找過在線動平衡相對應(yīng)滯后角和影響系數(shù)都未知，根據(jù)經(jīng)驗判斷發(fā)現(xiàn)該發(fā)動機機組于以前找過的1#TRT、3#干熄焦發(fā)電機結(jié)構(gòu)相同，功率相當(dāng)，估計滯后角和這兩臺差不多，大約在300°左右。

公式（1）：Δ加=△初±180°-△滯

△加=152°+180°-300°

△加=32°

公式（2）：MT=8950000×W／N2×e

MT=180g

MT:試重質(zhì)量單位gW:轉(zhuǎn)子質(zhì)量單位KgN機器恒定轉(zhuǎn)速單位rpm e試重偏心半徑單位cm

轉(zhuǎn)子質(zhì)量大約在3000Kg，平衡校正半徑16cm，轉(zhuǎn)速3000rpm，根據(jù)公式1和公式2大約 計算出要在32°左右加重180g。拆開邊蓋后發(fā)現(xiàn)在32°對面有平衡塊存在，在195°減去160g后，重新起車發(fā)現(xiàn)振動值明顯下降已達到標(biāo)準(zhǔn)范圍值。檢測數(shù)據(jù)如下：

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把所有檢測數(shù)據(jù)整理后得出要在6°加重175g停機調(diào)整平衡塊后再次轉(zhuǎn)車后數(shù)據(jù)如下

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在發(fā)電機并網(wǎng)后振動值沒有太大變化并網(wǎng)數(shù)據(jù)如下

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根據(jù)并網(wǎng)前后數(shù)據(jù)可以確定發(fā)電機勵磁沒有問題。所以這是一個發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸系平衡不好引起的振動。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以算出其影響系數(shù)為0.0186mm/s/g。滯后角330°左右。對測試數(shù)據(jù)進行整理詳細(xì)的記錄，以便下次更快，更精準(zhǔn)的處理此發(fā)動機不平衡問題。對所有做過在線動平衡的發(fā)動機數(shù)據(jù)進行記錄整理以便。

4 結(jié)語

發(fā)電機在檢修后振動大，排除摩擦、碰撞、剮蹭、松動等機械問題，可以使用在線平衡進行調(diào)整，在線動平衡不僅可以調(diào)整轉(zhuǎn)子平衡精度問題，還可以對調(diào)心找正進行調(diào)整。在做平衡時能去掉的平衡塊盡量去除避免平衡塊加太多影響轉(zhuǎn)子整體平衡，和下次配重沒有可加的地方。在拆裝邊蓋和風(fēng)擋、安裝平衡塊是盡量避免磕碰、挪動健相和振動傳感器。以免移動傳感器影響采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。使加重相位和質(zhì)量偏差大，影響最后結(jié)果。對所有找過在線動平衡的設(shè)備做好記錄，尤其是大型重點設(shè)備。知道滯后角和影響系數(shù)盡可能的減少起停次數(shù)?？s短工作時間?？萍嫉倪M步設(shè)備狀態(tài)維修，故障精準(zhǔn)處理已成為不然趨勢。避免了的反復(fù)拆卸，而且?guī)砣肆Α⑽锪Φ木薮罄速M。在線動平衡大大縮短了維修工期，降低了成本，增加了效益。所以在平時工作中做好記錄。了解每臺設(shè)備特性，方便在以后的工作中更好、更快、更精準(zhǔn)的處理現(xiàn)場故障。和提升自身技術(shù)水平。