TRT機組軸承軸向振動波動故障分析及處理

張劍

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司，山東萊蕪271104）

TRT機組軸承軸向振動波動故障分析及處理

張劍

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司，山東萊蕪271104）

萊鋼3200 m3高爐配套25 MW直排式TRT發(fā)電機組運行2年后，通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，機組3#軸承座軸向振動連續(xù)出現(xiàn)較大幅度的波動，經(jīng)分析，確定原因是軸承基礎(chǔ)剛度比較薄弱，受高爐頂壓波動影響劇烈。因工作空間限制，制作了特殊工裝進行了處理，處理后機組運行平穩(wěn)。

直排式；狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷

1 現(xiàn)狀

山東鋼鐵集團萊鋼3200 m3高爐配套規(guī)格為MPG28～321.2/170的25 MW TRT發(fā)電機組于2010年4月投產(chǎn)運行，機組采用兩級軸流反動式全靜葉可調(diào)，排氣方式直排。機組投產(chǎn)兩年后，通過在線點巡檢系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，該機組3#軸承軸向振動連續(xù)出現(xiàn)大幅度波動，初步分析由于其排氣方式受高爐頂壓影響較大，同時不排除基礎(chǔ)松動問題導(dǎo)致。

2 故障分析

根據(jù)設(shè)備在線點巡檢系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以看出，該機組自2013年1月25日以來前后共出現(xiàn)18次振動位移數(shù)據(jù)超過60 μm，最高時在2月8日監(jiān)測數(shù)據(jù)振動速度21 mm/s，位移192 μm，并且振動存在明顯的間斷性,見圖1。同時考慮機組配套高爐頂壓同步存在較大的波動，其為影響原因之一。

從結(jié)構(gòu)上分析，由于該TRT機組采用煤氣直排的形式，在高爐爐況變化時及易引起機組的軸向振動。通過數(shù)據(jù)分析初步判斷該軸承振動原因有兩點：

圖13 #軸承軸向振動趨勢圖

（1）隨高爐爐況發(fā)生波動。

（2）該軸承的基礎(chǔ)剛度比較薄弱。

現(xiàn)場運用DH5925動態(tài)信號分析測試系統(tǒng)進行監(jiān)測，進行詳細原因分析：

根據(jù)分析需要，對3#軸承設(shè)置了10個振動采樣點（見圖2），數(shù)據(jù)如表1。

圖23 #軸承的3D模型展示圖

表1 振動采樣點測試數(shù)據(jù)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)和圖3波形圖上的相位分析：3#位置（3#軸承軸向）與8#位置（臺板軸承座中間前側(cè)垂直）從波形圖中看出兩處振動明顯為反相，8#位置與10位置（臺板框架中間后側(cè)垂直）反相，且后側(cè)振動較低。通過測試，3#軸承座有明顯前后擺動的現(xiàn)象，充分說明該軸承座前端框架薄弱，經(jīng)現(xiàn)場觀測3#軸承框架臺板上未設(shè)計地腳螺栓，導(dǎo)致該處在機組運行時約束力不足，從而引起機組長時間運行后軸向振動波動明顯。

圖3 部分測點的振動波形及相位

3 故障處理

由于透平機的2#軸承座框架與3#軸承座框架間距離僅30 cm，無法進行破拆灌漿層進行處理，如果加裝地腳螺栓，則需要機組長時間停機，將發(fā)電機移位后，對框架進行切割處理，重新預(yù)埋地腳螺栓，由于生產(chǎn)原因以上處理意見不能實施，隨后經(jīng)過現(xiàn)場空間測量，通過增加斜向支撐，利用TRT側(cè)的臺板斜向施加壓力將3#軸承座壓緊。

首先制作兩根正反旋向絲杠，在不停機運行狀態(tài)對該軸承座臺板實施壓緊，并利用儀器實時監(jiān)控，通過一段時間的運行觀察發(fā)現(xiàn)該處振動仍能隨爐況發(fā)生變化，于是又進一步增加斜向壓力，及增加一個機械式千斤頂(見圖4）。通過繼續(xù)增大壓緊力，振動得到了有效控制，沒有再發(fā)生波動現(xiàn)象。

圖4 現(xiàn)場加裝支撐后的位置

4 處理效果

處理后分別對3#、8#、9#進行了監(jiān)測，數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 監(jiān)測數(shù)據(jù)

5 結(jié)語

該機組經(jīng)過簡易處理后，3#軸承軸向振動數(shù)據(jù)基本維持在10 μm左右，通過處理避免了軸承長時間振動波動造成的基礎(chǔ)松動惡化，同時避免了長時間停機檢修，不僅有效保證了公司的自有發(fā)電量，而且節(jié)省了大量維修費用。作者簡介：張劍（1973-）男，山東兗州人，2000年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)，大學(xué)本科學(xué)歷，首席技師，現(xiàn)從事設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作。

Analysis and Treatment of Radial Vibration Fluctuation of a Bearing in TRT Unit

Zhang Jian
(Laiwu Company of Shandong Iron and Steel Group,Laiwu,Shandong 271104,China)

After two years of operation of the 25 MW direct-discharge type TRT unit for the 3200 m3blast furnace of Laiwu Steel,it was found through the monitoring data of equipment monitoring and defect diagnosis system that big fluctuations in the radial vibration of the No.3 bearing seat constantly occurred.The cause of the problem was determined through analysis that due to relative weak rigidity the bearing base was severely affected by fluctuations in the top pressure of the blast furnace.Because of limited operation space special work equipment was constructed to treat the problem,which has stabilized the operation of the unit.

direct discharge;condition monitoring;defect diagnosis

TM31

B

1006-6764（2015）03-0031-03

2014-05-18