3#TRT发电机机组振动故障诊断及处理

张章

内蒙古包钢（集团）电气有限公司 内蒙古包头 014010

TRT发电机机组装置是利用高炉冶炼的副产品利用高炉煤气所具有的压力能及热能使高炉煤气通过透平机的做功，将其转变为机械能再将机械能转变为电能。3#TRT已经稳定运行一年多，到了保养周期，我公司对其进行为期7天的正常保养。在完成检修后，由于启机后1#瓦轴振振动值超标，没有达到预期的检修质量目标。本文通过对该机组起车振动问题分析诊断及处理过程进行论述。在这次检修后，透平机1#振动值呈上升趋势，并网发电后振动值上升达到报警值，随着功率的上升，达到跳车值。不能安全稳定满负荷长周期运行，影响正常的生产，造成发电量的损失[1]。

1 故障现象及其诊断

1.1 故障现象

起车过程中，振动值稳定，通过临界转速后，1#瓦的振动值，随着转速的升高，振动值持续的上升到3000r/min时，系统的轴振达到65μm，振动值较高外置的设备故障诊断系统1#瓦振动值也达到3.9mm/s。各瓦的振动值数据如表1和表2所示：

表1 转速3000pm 振动值（单位：mm/s）

表2 转速3000rpm 振动值（单位：µm）

发电机转速稳定后，将投励发电机的功率提升到4000KW后，振动值开始上升，内置轴振的振动值从65μm上升到70μm，外置的速度传感器振动值也上升到4.8mm/s，4000KW1瓦的振动值数值已经达到86μm达到跳车值。随着有功功率的，各瓦的振动值开始呈上升的趋势，当达到满负荷后，运行10多分钟后1#瓦的振动值达到跳车值。通过4通道的故障诊断仪，采集到的1#瓦的数据，起1倍频一直呈上升的趋势。

1.2 故障诊断及其处理的过程

TRT发电机提升功率后，随着功率的增加，振动值一直呈上升趋势，振动值与其转速的升高呈线性关系，振动值随这转速的升高，振动值呈线性增长。根据频谱分析透平机的动平衡不良，发电机机组轴系动平衡不良，由于生产的需要，希望通过轴系高速动平衡，提高轴系平衡精度，以达到降低振动值的目的。通过在4瓦附近加装平衡块提高平衡精度，来降低1瓦的振动值。励磁机整流盘在线动平衡校准数据与平衡后，试重45g在40°原始振动为6.63mm/s相位28°，校正286g 在83°校正后振动为1.25mm/s相位45°。1瓦70μm、2瓦44μm、3瓦41μm、4瓦42μm，。对转子系统加装平衡块，提高整个轴系的平衡，使1#瓦的振动值达到标准范围内。由于透平机转子整个都在即可之内，所以在转子发电机上进行平衡操作。在发电机转子的励磁上加装平衡块，由于磁拉力的作用，造成1#瓦振动值波动，效果较差。通过加装平衡块，改变了气隙，气隙的不均匀，导致励磁转子的磁密度的变化，因而产生一个磁拉力，随着并网发电。负载的变化导致相应的励磁电流的改变，实现动态的平衡。加装的平衡块改变了其原来励磁的动态平衡，降低了平衡块对1#瓦的影响，造成1#瓦振动值增加，达到跳车值，这也是造成并网后1#瓦的振动值波动的原因[2]。因在励磁上加装平衡块没有效果，因而决定在发电机转子4#瓦的平衡槽内加装平衡块后，振动值并没有明显的降低，接近跳车值。通过频谱分析1#瓦的振动值及其相位角的变化，说明在发动机转子上加装平衡块也没有效果，透平机的平衡性较差，通过在线平衡很难在发电机端提高整个轴系的平衡性。说明透平机可能存在较大的不平衡量。

2 故障处理

2.1 解体后发现的问题

通过频谱分析，诊断认为引发发电机机组透平机1#瓦振动的原因为：①整个轴系动平衡性较差；②透平转子的平衡性较差，且不平衡量较多；③滑动轴承有轻微磨损。

2.2 故障处理

整个轴系动平衡性较差，必须做高速动平衡来解决这一问题，考虑到整个整个轴系返厂做高速动平衡工期太长，费用昂贵，因此采取现场在线动平衡和离线动平衡相结合的方式进行动平衡，对发电机组轴系重新配重[3]。因次透平机转子进行离线动平衡，且起车过程发电机侧数据稳定，轴系不平衡问题仅仅通过调节发电机与励磁机转子的平衡问题即可解决整个轴系平衡。从新安装后启机运行，1瓦30μm、2瓦34μm、3瓦41μm、4瓦59μm。从起后，各瓦运行正常，就4瓦振动较大，决定在4瓦周围进行，轴系动平衡。决定在励磁机整流盘在线动平衡校准，平衡数据如下，试重45g在60°原始振动为5.6mm/s相位28°，校正176g在108°校正后振动为3.25mm/s相位45°。

3 结语

转子在柔性状态下，轴系能真实展现转子在运行状态下的振型，通过配重的调节可尽可能将轴系的节点与轴瓦的支点靠近，从而保证转子的稳定运行。高速运行设备运转过程中一旦轴系中有力偶的存在，再加低速动平衡配重的不严谨，很容易引起轴系的扰动。因此，在挠性转子动平衡过程中，首先应对组成轴系的每个转子进行动平衡校准，然后每个转子组合后再进行整体平衡，尽可能避免转子间产生力偶。由于工期太长，费用昂贵，因此采取现场在线动平衡和离线动平衡相结合的方式进行动平衡。以便达到缩短工期，稳定运行的目的。为以后遇到类似问题提供参考。