TRT发电机故障诊断处理以及现场找动平衡

李俊 张章 邵晓斌

内蒙古包钢（集团）电气有限公司 内蒙古包头 014010

TRT（Blast furnace Top Gas Recovery Turbine Unit）高炉煤气余压透平发电装置是利用高炉炉顶煤气的压力能以及热能经过透平膨胀来驱动发电机发电，再通过发电机将机械能变成电能输送给电网，这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本极低，还可以回收高炉鼓风30%左右的能量[1]。2017年7月燃气3#TRT检修后试转过程中监测发现过临界振动值比上次起车振动值大的多，在转速2400rpm后振动值随转速上升呈现出直线上升情况。转速达到3000rpm时不带负荷值DCS上显示振动值有80um接近报警值，不符合运行要求。现场使用郑州机械研究所研发VMS-04B振动监测仪采集起车数据和振动信号，分析振动原因，处理振动后发动机正常运行。

1 数据采集分析

使用VMS-04B振动监测仪采集记录起车振动数据，数据采集方法及测点布置如下。

图1 TRT 传动简图

发电机在起车过程中达到一定转速要等运行稳定后才能再次提升转速。发电机分别在500rpm、800rpm、1200rpm、1600rpm、2200rpm、2750rpm、3000rpm运行。由于500rpm-1600rpm振动值很小没有明显的变化趋势不具参考价值所以不做记录，采集振动数据如下图。

?

2 故障诊断分析

在检测过程中，发现发动机的临界转速是2400rpm左右，在过临界后振动值没有下降，仍然随转速上升而上升，在转速达到3000rmp时3瓦水平振动值最大达到6.06mm/s。根据检测频域图发现3、4瓦水平振动主能量在1x。2x、3x浮直较低，没有出现1/2x和1.5x等频率可以排除轴瓦间隙尺寸过大和油膜涡动。时域波形为平滑的曲线，过临界转速后振动相位稳定。排除轴系摩擦、碰撞、剐蹭等机械碰擦引起的振动，检查了所有螺栓紧固完好，基础无松动现象，地脚安装良好，轴瓦无异常响声。详细了解检修情况。轴瓦配合尺寸、对中找正数据、定子转子之间的气隙尺寸都在要求范围内。确认引起发动机振动的主要问题是转子不平衡造成的。

3 故障处理及结果

把发电机转子抽出来找离线动平衡用时太长，分解组装加上在平衡机找平衡需要3到5天时间，加长检修时间，增加成本，费时费力。经现场讨论最快的处理方法是用在线动平衡方法对转子轴系平衡进行调整，在线动平衡需要12—20小时，用时较短，根据数据分析发现3瓦振动值比4瓦振动值大一倍左右，分析认为转轴不平衡能量主要由3瓦传出，决定先在发电机3瓦找一次单面平衡，

由于该发动机以前未找过在线动平衡相对应滞后角和影响系数都未知，根据经验判断发现该发动机机组于以前找过的1#TRT、3#干熄焦发电机结构相同，功率相当，估计滞后角和这两台差不多，大约在300°左右。

公式（1）：Δ加=△初±180°-△滞

△加=152°+180°-300°

△加=32°

公式（2）：MT=8950000×W／N²×e

MT=180g

MT:试重质量单位gW:转子质量单位KgN机器恒定转速单位rpm e试重偏心半径单位cm

转子质量大约在3000Kg，平衡校正半径16cm，转速3000rpm，根据公式1和公式2大约 计算出要在32°左右加重180g。拆开边盖后发现在32°对面有平衡块存在，在195°减去160g后，重新起车发现振动值明显下降已达到标准范围值。检测数据如下：

?

把所有检测数据整理后得出要在6°加重175g停机调整平衡块后再次转车后数据如下

?

在发电机并网后振动值没有太大变化并网数据如下

?

根据并网前后数据可以确定发电机励磁没有问题。所以这是一个发电机转子轴系平衡不好引起的振动。根据以上数据可以算出其影响系数为0.0186mm/s/g。滞后角330°左右。对测试数据进行整理详细的记录，以便下次更快，更精准的处理此发动机不平衡问题。对所有做过在线动平衡的发动机数据进行记录整理以便。

4 结语

发电机在检修后振动大，排除摩擦、碰撞、剐蹭、松动等机械问题，可以使用在线平衡进行调整，在线动平衡不仅可以调整转子平衡精度问题，还可以对调心找正进行调整。在做平衡时能去掉的平衡块尽量去除避免平衡块加太多影响转子整体平衡，和下次配重没有可加的地方。在拆装边盖和风挡、安装平衡块是尽量避免磕碰、挪动健相和振动传感器。以免移动传感器影响采集数据的准确性。使加重相位和质量偏差大，影响最后结果。对所有找过在线动平衡的设备做好记录，尤其是大型重点设备。知道滞后角和影响系数尽可能的减少起停次数。缩短工作时间。科技的进步设备状态维修，故障精准处理已成为不然趋势。避免了的反复拆卸，而且带来人力、物力的巨大浪费。在线动平衡大大缩短了维修工期，降低了成本，增加了效益。所以在平时工作中做好记录。了解每台设备特性，方便在以后的工作中更好、更快、更精准的处理现场故障。和提升自身技术水平。