燃氣輪機聯(lián)軸器裂紋振動故障案例分析

1、燃氣輪機軸系和測點情況

某電廠PG9171E燃機動力，GE公司生產(chǎn)應用領域，日開夜停調(diào)峰機組創新為先，右側(cè)排氣，機組停機熄火轉(zhuǎn)速為25%統籌推進，投產(chǎn)至故障發(fā)生時已運行15年行業內卷。機組順氣流方向依次壓氣機、透平科普活動、聯(lián)軸器凝聚力量、發(fā)電機排列，共5個軸承逐漸完善，軸系總長，其中1#、2#軸為橢圓瓦了解情況，3#能力和水平、4#、5#軸為可傾瓦結(jié)構(gòu)充足，機組各軸瓦測點送MAKVIE作為機組主保護，12.7mm/s報警表現，高高報警值為25.4mm/s異常狀況，其中，1#軸瓦振在輪控盤上測點為BB1和BB2的積極性，2#瓦為BB3更多可能性，3#瓦為BB4和BB5，發(fā)電機為4#瓦BB10和BB11高效，5#瓦為BB12分析。軸振測點8個送本特利3500作為就地燃機的輔助監(jiān)視用，不參與任何主保護質量，1#瓦、3#、#4瓦不久前、5#瓦各安裝2個測點緊迫性。軸系和測點布置如圖所示質生產力。聯(lián)軸器為5#燃機與發(fā)電機之間的連軸器，總長度3.6米情況較常見，重量2.6噸市場開拓，中空結(jié)構(gòu)，發(fā)電機側(cè)靠背輪14個螺栓喜愛，燃機側(cè)16個螺栓環境，采用液壓拉伸緊固。

2保障、振動現(xiàn)象

在發(fā)生振動故障前重要的角色，機組啟動和并網(wǎng)運行過程中各軸瓦振動良好（見下圖）。    

12月23日晚上機製，機組停機解列后轉(zhuǎn)速下降至2600r/min左右時各項要求，3#瓦振逐步變大（見表1），其他軸承瓦振未見增大趨勢發力。隨著機組繼續(xù)日開夜停運行優勢與挑戰，3#軸瓦在停機2600轉(zhuǎn)速左右時瓦振增大明顯，1月4日晚解列后越來越重要的位置，3#瓦振瞬間高達26mm/s引起機組直接跳機問題分析，1月5日停機時到23mm/s，之后機組3#瓦振基本維持在23mm/s左右解決方案，臨近機組保護值不負眾望，其他軸瓦振動依然不變。根據(jù)振動頻譜分析交流研討，3#軸瓦振最大時推動並實現，瓦振以二倍頻振動為主，二倍頻振動值是一倍頻的3倍順滑地配合。3#軸瓦振最大26mm/時更加完善，3#軸軸振很小只有30μm，相連4#軸軸振最大154μm上高質量，4#軸瓦振很小只有3mm/s精準調控，各軸軸振值(見表2)。

機組在停機2600轉(zhuǎn)速時建設應用，3#軸瓦振（見下圖）最大時優化程度，瓦振以二倍頻為主，但此時3#軸軸

振并不是停機過程中最大振動值應用的因素之一，僅有一個小跳變（見圖4）基礎，頻譜分析振動值增量也以二倍頻分量為主。3#軸軸振最大時，如下圖所示不容忽視，2100轉(zhuǎn)速時軸振最大時習慣，3#瓦振值并沒有明顯變化，瓦振并不高組建，二倍頻也未出現(xiàn)階躍跳變覆蓋。               

3、振動分析

振動高值出現(xiàn)在機組解列停機后進展情況，在機組正常運行時重要的作用，各軸承振動良好，振動出現(xiàn)時的轉(zhuǎn)速并非機組正常臨界轉(zhuǎn)速研究，首先搶抓機遇，對振動真實性進行排查，通過就地實測與遠傳信號比對去創新，排除了測量系統(tǒng)故障結論；核對停機后機組參數(shù)變化趨勢，3#軸承腔室溫度體系、天然氣燃料控制參數(shù)足夠的實力、進氣濾網(wǎng)差壓、壓氣機進氣角度提高、潤滑油油溫全面闡釋、潤滑油油壓、軸承軸瓦金屬溫度結構、軸承出油溫度等參數(shù)適應性強，同時，比對機組在非正常停機競爭力所在，即100%轉(zhuǎn)速下直接熄火停機能力建設，與機組正常停機轉(zhuǎn)速下降至25%才熄火停機時各振動情況，發(fā)現(xiàn)各軸承的瓦振先進的解決方案、軸振在兩種停機方式下重合攜手共進，機組轉(zhuǎn)速下降到2600轉(zhuǎn)左右時同樣出現(xiàn)峰值，不存在因運行控制參數(shù)異常造成機組振動自然條件，機組是否在燃燒與振動產(chǎn)生無任何關(guān)系。通過幾次開停機試驗，發(fā)現(xiàn)振動均在2600左右出現(xiàn)振動全過程，幾次振動頻譜數(shù)據(jù)采集振動重復(fù)性很好，所以排除了動靜摩擦引起的振動原因積極參與。

3#軸軸振與瓦振從哪里來優勢領先？他們之間的關(guān)系是什么？誰是首出探討，主因在哪兒新技術？由于在瓦振最大時培養，軸振有小跳變，而軸振最大時趨勢，瓦振并沒有產(chǎn)生明顯振動高效流通，存在矛盾情況，所以需要逐一排查振動因素。瓦振作為機組的主保護測點有力扭轉，其原因相對容易排查，所以排查中先假設(shè)了瓦振引起了相連軸振深入，經(jīng)過詳細分析形式，瓦振可能產(chǎn)生因素，如若軸瓦油膜震蕩一站式服務、磨瓦功能、質(zhì)量不平衡等因素，均是產(chǎn)生半倍頻或一倍頻振動支撐作用，而本次振動頻率為二倍頻積極性，且在運行中各潤滑油溫和軸承金屬溫度均正常，所以首先排除了油膜失穩(wěn)機遇與挑戰、軸瓦磨損高效節能、質(zhì)量不平衡等幾種因素；3#軸瓦為固定式一體式可傾瓦取得明顯成效，機組在帶負(fù)荷運行時振動良好基地，對3#軸承座進行全面機務(wù)檢查和增加額外測點檢查，檢查結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)任何異常大力發展，軸承座各安裝螺栓緊固完好和底座支撐良好約定管轄，轉(zhuǎn)子中心運行軌跡與同類型機組比較后，也未見異常集成技術，也排除了3#軸承座支撐剛度減弱引起共振或轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器不對中引起的振動原因新創新即將到來。根據(jù)上述推斷，基本判斷3#軸瓦振不是瓦或軸承座本身異常所致深刻變革，只能從外部傳遞過來高效，由于3#瓦鏈接著燃機與發(fā)電機，根據(jù)燃機側(cè)1#軸至關重要、2#軸瓦振和1#軸軸振良好質量，基本排除燃機側(cè)振動導(dǎo)入可能，所以只能推斷出3#軸瓦振動不是由本身或燃機側(cè)傳入表示，是由發(fā)電機側(cè)傳入不久前。    

根據(jù)上述分析，3#瓦振大由發(fā)電機側(cè)導(dǎo)入，因4#軸瓦振值非常小機構，不足以引起軸系振動非常激烈，發(fā)電機軸承支撐又直接坐落于發(fā)電機外殼端蓋，瓦背緊力為過盈5絲安裝更適合，在確認(rèn)發(fā)電機底腳技術交流、4#軸承中分面及端蓋各固定螺栓后，基本排除了因發(fā)電機底腳或外殼端蓋失穩(wěn)引起的軸振原因集中展示，軸瓦無異常可靠保障，只能是4#軸異常產(chǎn)生振動，所以最后把振動發(fā)生源基本鎖定在4#軸發(fā)生軸振的因素建設。軸振的分析主要依據(jù)軸振動頻譜數(shù)據(jù)（見下圖）共同，振動主要是一倍頻和二倍頻疊加為主，一倍頻140μm，二倍頻70μm在此基礎上。分析轉(zhuǎn)子的一倍頻一般由轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、聯(lián)軸器不對中探索創新、轉(zhuǎn)子共振等振動因素產(chǎn)生開展，二倍頻一般由發(fā)電機電磁振蕩、發(fā)電機裂紋轉(zhuǎn)子剛性不對稱前來體驗、聯(lián)軸器裂紋剛性不對稱簡單化、聯(lián)軸器不對中等振動因素產(chǎn)生。

振動出現(xiàn)在機組解列停機過程中發揮重要帶動作用，發(fā)電機無勵磁電流電壓開拓創新，可排除發(fā)電機磁場導(dǎo)致振動；另轉(zhuǎn)子共振一般是由外部傳入為主明確了方向，比如發(fā)電機底腳失穩(wěn)或發(fā)電機殼體振動嚴(yán)重去完善，基于以上異常均不存在，所以本案例首先排除外部原因引起轉(zhuǎn)子共振薄弱點。為檢查轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起一倍頻振動上高質量，特別該機組在軸振出現(xiàn)前剛進行的勵磁機檢修，所以在聯(lián)軸器靠背輪效高、發(fā)電機機端建設應用、發(fā)電機磁端分別進行多次增加配重塊動平衡試驗，試驗結(jié)果（見下表）是一倍頻雖稍有下降廣度和深度，從原來140μm降低到110μm應用的因素之一，但二倍頻增量不變，基本排除了動平衡這一振動因素信息。隨后，又對聯(lián)軸器、發(fā)電機轉(zhuǎn)子進行對中檢查并開機試驗廣泛關註，發(fā)現(xiàn)對中后試運行4#豐富、3#軸振動并無改善，瓦振和軸振的一倍頻顯示、二倍頻振動值依舊善於監督，反而增大了其他軸的各振動值。所以最后把振動原因鎖定在發(fā)電機轉(zhuǎn)子或聯(lián)軸器裂紋造成剛性不對稱豐富內涵。 

4數據、檢查與處理

在對發(fā)電機、聯(lián)軸器解體金屬探傷檢查中就能壓製，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器的發(fā)電機端靠背輪內(nèi)側(cè)裂紋多（見下圖）邁出了重要的一步，1#～3#螺栓之間共有3道裂紋，分別長30mm發揮、80mm品牌、120mm，3#～9#螺栓之間一道裂紋設施，長610mm節點，9#～10#之間一道裂紋，長50mm,蘭裂紋深度進行超聲波定位要求，檢測數(shù)據(jù)：1#～2#螺栓之間缺陷深度為24～30mm；2#～3#螺栓之間缺陷深度為26～28mm；3#～8#螺栓之間缺陷深度為16～20mm開放以來；8#～9#螺栓之間缺陷深度為28的特性；9#～10#螺栓之間缺陷深度為18mm。聯(lián)軸器裂紋嚴(yán)重?zé)o法修復(fù)綜合措施，在未移動發(fā)電機轉(zhuǎn)子和殼體基礎(chǔ)的前提下多元化服務體系，拆除負(fù)荷間頂?shù)跞肼?lián)軸器，更換了新聯(lián)軸器攜手共進。更換結(jié)束后實力增強，燃機運行開機，各軸承的軸振和瓦振數(shù)據(jù)正常擴大公共數據，瓦振小于6mm/s，軸振小于50μm。舊聯(lián)軸器裂紋產(chǎn)生原因需待進一步金屬分析設計標準。    

5深度、結(jié)語

燃氣輪機機組的振動原因很多，案例也很多經過，機組單一軸承振動或單一振動倍頻故障帶來全新智能，由于鎖定了主要問題，故障比較容易判斷；當(dāng)多個軸承或多個倍頻同時出現(xiàn)時自主研發，振動的主次力度、首出比較難確定，原因分析較復(fù)雜意向，需要系統(tǒng)性的通過原因分析持續發展、排查、假定系統性、判斷合作，逐步診斷出振動原因。在處理過程中損耗，特別需要重視缺陷排查的方式方法勇探新路，避免有遺漏項或排查結(jié)果欠準(zhǔn)確性而重復(fù)排查，有時候最不可能的原因開展面對面，往往又是故障真正的原因供給，有時候最小的異常，往往也是事件的最初起因便利性。本案例處理過程中在聯(lián)軸器靠背輪對中檢查時拓展應用，采用傳統(tǒng)百分表讀取靠背輪端面數(shù)據(jù)時，曾發(fā)現(xiàn)端面瓢偏比較大相關，反饋給機組制造廠取得明顯成效，但大家都沒有這方面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，所以并沒有深入推斷影響力範圍，事后才分析出由于裂紋就在靠背輪端面內(nèi)側(cè)大力發展，在靠背輪連接螺栓拉伸力作用下，引起斷面的瓢偏雙向互動。案例中集成技術，當(dāng)轉(zhuǎn)子或聯(lián)軸器有裂紋產(chǎn)生的二倍頻，無法通過動平衡試驗或?qū)χ姓{(diào)整進行消除生產效率，即使采取措施降低了振動一倍頻分量創新的技術，二倍頻振動值依然無明顯變化，甚至不可能降低更合理，查找產(chǎn)生二倍頻的振動因素是本案例故障分析的關(guān)鍵有序推進。