PG6541B燃气轮机振动故障分析与处理

冯瑞

摘 要：在水利水电公司经常使用PG6541B燃气轮机，可以保证企业正常的用电，但是在使用阶段经常出现振动故障，如果不能有效控制，直接影响轴系的安全。技术人员在日常检修中，由于轴系非常复杂，导致振动故障因素较多，相同的故障也有可能是同一因素造成的，因此检修工作异常困难。下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。

关键词：PG6541B；燃气轮机；振动故障

中图分类号：TK478 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0064-01

分析PG6541B燃气轮机振动故障比较复杂，转子对中、线路故障等都容易出现异常振动，为了提高检修效率，对检修人员的要求非常高，在燃气轮机检修中有丰富的经验，对任何异响都十分敏感，在此基础上才能有针对性的进行处理，检修要从振动频率、振动相位变化、振动稳定性、相邻轴承相位入手，下面就深入分析振动故障。

1 案例分析

某水利水电公司选用了南京汽轮电机集团生产燃气轮机，型号为PG6541B，该燃气轮机的主要特点是耐高温高压，燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大气，是开式循环。主要构成有主润滑油泵，辅助油泵，应急油泵，该燃气轮机应用了先进的密封技术，确保燃气轮机应用中的安全性和稳定性，除此之外，还具有很好的高低压效率，但是在应用中也存在振动故障[1]。

2 分析PG6541B燃气轮机振动故障和处理措施

2.1 对中导致燃气轮机出现强迫振动问题

通过多年的研究发现，PG6541B燃气轮机发生振动故障主要原因有以下几个因素，分别是轴颈不圆、轴系没有达到对中标准、转子运行中出现不平衡问题。在日常检修时工作人员一般很难发现这一类故障，例如在2015年7月份该企业的PG6541B燃气轮机进行了大修，但是在安装完毕进行试运行过程中出现严重的轴向振动，对这一机组进行设计阶段，没有进行必要的轴向振动测量，在运行中1#出现轴瓦振动偏高问题[2]，除此之外，机组中的进气隔板在轴向上存在一定的晃动，如果从負荷齿轮箱位置，励磁机位置的可见转子观察，在轴向上大幅度的窜动问题，位移最大可以达到300μm，检查中发现其振动位移由于振动位移频率低，对振动速度测量时不明显，最终在检查中发现负荷齿轮箱的对中没有达到设计要求，通过修正上述振动问题消失。

2.2 PG6541B燃气轮机出现电磁激振问题

如果PG6541B燃气轮机处于正常的工作状态下，转子运行过程中出现的电磁力都是相互平衡的，这样转子可以保持稳定的运行，不会出现振动故障，但是在实践应用中发现转子线圈容易出现问题，这样直接影响转子的平衡运行，由于电磁力不均衡进而出现振动问题。例如该企业的PG6541B燃气轮机正常使用中，电机发出了报警，检修人员在第一时间到达现场，通过简单观察发现电机定子温度过高，导致系统安全保护发出报警，除此之外，对回油温度进行检测中也发现温度过高，检修人员通过手动操作的方式降低燃气轮机的负荷，但是整个系统中的振动幅度还是没有降低，同时还呈现一定的上升趋势，针对这一情况检修人员只能选择紧急停机，在之后的全面检查中发现负Z极线圈有匝间短路，线路有一定的烧焦痕迹，当转子线圈发生短路之后，直接导致电磁失衡，这样就会出现大幅度的振动。通过分析得知主要是出现意外，转子线路被烧导致整个电路系统出现短路，在转子中产生了不对称的电磁力，进而出现振动问题。

2.3 离合器油缸被卡住产生振动故障

如果离合器油缸不能正常进行供油，导致其中一个离合器不能完全啮合，或者之前啮合一次盘车过后，由于惯性的原因，燃机主轴发生一定的转动，但是棘轮机构HM2端滑爪不动，在离合器油缸弹簧力的作用下，两边的棘爪脱开，发电机的励磁间就容易发生振动故障。针对这一情况，为了保证盘车系统安全稳定的运行，避免内部关键元件发生故障，可以在线路中设置一个报警信号，报警信息可以是启动离合器故障，这样投入盘车后在5秒内没有发生啮合，或者所发出的信号不正确，设置的控制系统及时发出启动离合器故障，对相关人员予以警示，有效对故障进行处理。

3 结语

通过以上对PG6541B燃气轮机振动故障分析，发现主要有三方面的故障，分别是对中而引起的普通强迫振动，转子线圈短路而引起的电磁激振，离合器油缸被卡住产生振动故障。检修人员在日常工作中要定期对关键部件进行查看，使用仪器检查相关参数，检查滑油温度，对线路进行检查是否存在漏电、短路、接地故障等问题，保障燃气轮机安全稳定的运行，为企业经济利益最大化提供保障。

参考文献

[1]陈海清，孙永飞，熊进星，等.混合总线测控系统在R0110燃气轮机低排放试验中的应用[J].航空发动机，2016，42（4）：36-42.

[2]王翰林.压力对合成气燃气轮机燃烧室燃烧及排放特性的影响研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所），2016.

[3]包文飞，李明，牟影，等.R0110重型燃气轮机分级燃烧室NOx排放试验研究[J].航空发动机，2013，39（6）：59-62.