涟钢TRT发电机轴瓦振动故障诊断与处理

2015-03-15肖裕君涟源钢铁集团有限公司机动设备部湖南娄底417009

冶金动力 2015年4期

关键词：故障诊断

肖裕君（涟源钢铁集团有限公司机动设备部，湖南娄底417009）

涟钢TRT发电机轴瓦振动故障诊断与处理

肖裕君
（涟源钢铁集团有限公司机动设备部，湖南娄底417009）

【摘要】涟钢公司2800 m3高炉煤气系统TRT发电机组在运行中发电机一轴瓦振动大，报警频发，通过对机组振动数据及频谱分析，准确判断故障并进行合理处理，发电机组轴瓦振动故障消除，设备安全运行得到保障。

【关键词】故障诊断；不对中；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　基本情况

涟钢炼铁厂2800 m3TRT发电机组是我公司8#高炉煤气系统重要设备之一，机组是利用高炉煤气压力能及热能，通过透平膨胀做功驱动发电机的回收装置。它根据高炉工况变化进行调节，在保证高炉炉顶压力稳定的前提下，尽可能多发电，输出功率随着高炉炉顶煤气压力、流量、温度等参数变化而波动。该发电机组2013年5月正式投运，机组各检测点振动偏大，2013年6月3#瓦及2014年6月均因机组振动大进行处理，但因检修时间紧未做根本性处理。2014年11月机组在运行过程中3#轴瓦振动发生突变（最高达130 μm以上），报警频发(80 μm上报警)，机组需紧急停机并采取相应措施。

2　TRT发电机组基本情况

TRT煤气透平机与发电机用刚性联轴器联接，3000 r/min转速，发电机转子为挠性转子，电机设计为箱式结构。TRT发电机主要参数如下:

电机型号:QFR-22-2R

转子长度:4000 mm

二倍频:f2=2 Hz; f=100 Hz

一阶临界转: 1680 r/min

机组主轴频率:f=3000/60=50 Hz

额定功率:22 MW

3　检测及分析过程

3.1结构简图及测点布置情况

图1为TRT发电机组结构简图及测点布置情况。

图1　TRT发电机组结构简图及测点布置

3.2机组诊断分析与处理

3.2.1机组运行过程及振动检测分析

机组在2013年5月投运，振动值偏大，2013年6月更换3#轴瓦；2014年6月3#瓦振动偏大，经调整中心后机组继续运行；2014年11月3#瓦振动急剧变化，最高达130 μm以上，报警频发(80 μm上报警)，经频谱检测，机组需紧急停运并进行相应处理。停机前机组自带检测振动值如表1(注：转速为3000 r/min)，频谱如图2、图3。

表1　自带检测振动值　μm

图2　发电机组轴向振动频谱图

图3　发电机组3#轴瓦垂直振动频谱图

通过振动数据表1及图2、图3频谱分析，发电机组轴向振动达到21.66 mm/s，3#瓦垂直振动7.91 mm/s，振动频率主频率表现为工频，轴向振动＞最大径向的50%。分析认为：

A、当激振力为不平衡力（径向不平衡及力矩不平衡）时，机组会在两方面表现，一个会引起轴系径向振动大，一个会引起轴向振动大。而图2和图3频谱显示轴向振动明显大于径向振动，考虑到力矩振动产生的可能性更大，分析认为发电机组轴系平衡精度偏低。

B、3#轴瓦径向振动频谱有二倍频成分，分析认为转子的对中可能存在不良，3#轴瓦的安装精度及轴瓦与轴枕的对中需要做进一步的检查。C、考虑到3#轴瓦的振动幅度大，需检查3#轴承座的基础安装刚度是否符合要求。

3.2.2机组振动缺陷处理过程

按照振动分析，处理步骤先检查轴瓦、基础再对中，最后考虑转子平衡。

从轴瓦检查情况看，轴瓦的侧间隙偏小，轴颈与瓦包角不够，有轻微的擦瓦痕迹，3#轴承座与基础接触不好；透平机轴与发电机轴中心成下张口，开口角度达0.08 mm（正常允许值在0.03 mm以下）；同时发现发电机3#轴承座二次灌浆层与一次灌浆层有脱胎现象；与诊断的结果基本吻合。将3#轴瓦的基础进行研磨，确保接触度达到80%以上，对3#轴瓦枕力及间隙调整在合理范围内；将4#轴瓦电机底座研磨，中心降低0.72 mm，确保发电机轴与透平机轴的对中，并对发电机的定子与转子的气隙进行调整；考虑到二次灌浆层裂纹处理难度较大且时间有限，仅对基础螺栓等进行紧固。处理完后试车，机组在过临界转速1680 r/min时振动在可接受范围内，机组继续升速到2200 r/min暖机，暖机后继续升速到2950 r/min时，振动值成直线上升，分析认为3#轴瓦支承刚性不足，现场检测到3#轴瓦基础振动值达0.05 mm（正常值在0.005 mm以下）以上，需紧急停机处理。

考虑到基础的处理对生产的影响较大且检修周期长，采用现场动平衡降低振动值，现场动平衡在测点3处加重696 g，在测点4处加重699 g，两配重相位相差180°。