汽机本体震动测量信号异常分析

摘 要：通过对黄陵矿业煤矸石发电有限公司2X300MW电厂的安装及试运行以来的跟踪，来分析汽轮机震动测量信号异常的处理方法。

关键词：1瓦震动信号；处理方法

目前，某公司早期引进生产的NZK300-16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，在国内300MW机组中占有相当大的市场份额，但该机组的1瓦震动信号异常一直未能得到有效的解决，直接影响着机组的安全稳定运行。经过市场调研，认为该型号的汽机本体震动测量发生信号异常，在该环境条件下具有一定的普遍性，通过对故障原因的具体分析，提出以下分析及建议。

1.故障现象

此次故障如DCS截图所示，我厂于2016年进入机组168小时，机组为西北某公司安装，某调试所调试，汽机本体各项指标均优良，机组试运期间未出现任何故障，胜利通过168小时，建设单位撤出后的第九天，1#机组1瓦震动出现波动现象（如图1所示），经热控专业组检查协商，解除1#机组1瓦震动保护，机组继续运行；再次运行一段时间，1#机组1瓦震动出现坏点现象（如图2所示），立即组织我公司相关专业技术人员进行深度技术分析。

2.现场调查

设备缺陷出现时，我厂主机控制系统为杭州和利时的DCS系统、DEH液压控制系统为艾默生的ovation系统、汽机震动采用的是epro公司的MMS6000旋转机械监测保护系统。为了保证汽轮发电机组的安全经济运行，MMS6000系统对转速、轴承振动、轴向位移、胀差（缸体与转子的相对膨胀）、轴偏心、缸胀（热膨胀）、键相等参数进行监测，并对这些参数设定限值保护，同时为DCS（集散控制系统）、DEH（汽轮机电液调节系统）和TDM（汽轮机振动分析和故障振动系统）等其他系统提供数据。现场探头和MMS6000系统总控仪表的通信连接采用ZR-KVVP型电缆、强电弱电分开布置，现场探头安装如（图3）所示，经检测判定探头损坏。

3.故障原因分析

首先，外聘热控专家、TSI厂家和我公司的热控专业技术骨干对汽机震动监测保护系统进行全面检查，通过更换MMS6000系统的振动测量模块，确认该测量模块没有问题；再通过摇表测量传输电缆，确认电缆绝缘合格；最终判定为与MMS6000系统配套使用的探头（PR6424传感器）故障。该探头工作原理为利用电磁感应原理，将转子运动速度转换成线圈中的感应电势输出，配以微、积分电路，测量出振动速度。PR6424传感器的缺点是易磨损、工作温度不高。通过对PR6424传感器的了解，确认了该产品的缺点，进行解析我厂1#机组1瓦震动探头的详细情况：1瓦震动由X、Y及壳震3个探头组成，X、Y轴震的两个探头互为90度夹角安装在1#轴承外油挡处（距高压排气气封100mm左右），壳震和X轴震一起安装在同一个密闭体中，安装位置环境较恶劣。机组运行时因设计、安装原因，气封存在漏气现象，且漏气量较大，使1#轴承外油挡处的温度高、湿度大；气封气流阻止1#轴承外油挡的油泥不能被甩掉，产生波动，存在测量误差；从最终拆下的探头分析可见探头的感应部分有被高温烤焦的痕迹。根据以上情况说明：

1）1#机组1瓦震动出现如（图1）所示现象，属1瓦震动探头上的油泥因阻力不能向气封侧正常甩掉，油泥因气封气流的冲击力带动而波动，使感应探头监测数据波动。

2）1#机组1瓦震动出现如（图2）所示现象，属1瓦震动探头因长时间在高温环境情况下运行，使感应探头被彻底烤坏，监测数据变坏点。

4.整改措施

电子产品的运行环境必须良好，为了解决某汽轮机有限公司早期引进生产的NZK300-16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，1瓦震动测点易故障的这一通病问题，进行了整改：（1）加工：制作一个内半径为206mm、外半径为226mm、角度为120度、厚度为15mm，材质为普通钢的垫铁一个，再制作一个内半径为170mm、外边为800mm、厚度为5mm的隔热遮挡板一片。（2） 安装：将该垫铁焊接在1#轴承外油挡距油封30mm的区域，将该热遮挡板固定在该垫铁上。从机侧仪用气源母管上引一路？14的气源管，并安装针型阀门，用？6的气源管做两个喷头对PR6424传感器降温。（3）效果：经过本次改造，使1瓦震动的X、Y的PR6424传感器，彻底结束了因气封漏气的影响，至今未发现异常现象，确保了机组的安全平稳运行。

5.结语

经过对汽机本体震动测量信号异常分析，可对某公司早期引进生产的NZK300-16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，得出以下建议和措施：

该公司配套使用的汽机震动旋转机械监测保护系统（MMS6000），在汽机的震动检测使用中，对电动式传感器PR6424的设计、安装位置存在不合理性，可通过以上改造，对电动式传感器PR6424进行保护，保证传感器的良好使用环境，确保安全生产。