烟气轮机故障总结
(2006年中石化39台烟机停机次数统计)

故障停机原因分析2003年烟机机组发生了51次故障停机，主要是由于催化剂粉尘结垢、烟机叶片磨损及断裂、
系统电网波动、仪表等故障原因造成停机。
比较实用的监测手段及效果
主要监测参数 传感器类型 超标后果 措施
振动、位移 电涡流、加速度传感器、键相传感器 动静部件磨损 叶片断裂 轴承类故障 其它振动类故障 特征值智能报警
专家诊断系统

粉尘颗粒 烟气激光粒度仪 一次磨损严重 催化剂粒度小于10um
粉尘浓度 烟气激光粒度仪 二次磨损严重 浓度(标准状态)不大于150mg／m3
入口温度 温度传感器 围带、静叶组件以及气
封等部位变形，与转子
产生动静摩擦，导致转
子产生涡动；

1）控制烟气轮机入口温度约650°C，离烟机
入口20～30mm处烟气管线上增设一圈快速
冷却蒸汽．以便应急时使用。
2) 开、停机时严格控制烟机的升降温速率在
100～1 50℃ ／h，严防操之过急．在尽可能
的情况下，停车时将烟机慢慢切出系统。

裂纹及磨碰监测 声发射传感器 叶片断裂、磨碰故障 找出磨碰及断裂特征信息，及时报警
残余应力监测 应变传感器 叶片断裂 S-残余应力检测仪
烟机主要故障类型－原因－特征
故障类型 故障原因 故障特征 图示

转子不平衡故
障：

1、 渐发性
不平衡；
2、
突发性不
平衡；

1、渐发性不平衡是由于转子上不均匀积灰、结垢或催化剂颗粒的不均匀沉积，催化剂粉尘对叶片（叶轮）的磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素引起； 2、突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶片（叶轮）上有异物附着，以及垢物积至一定程度后脱落造成； 1、振动值随运行时间的延长，逐渐增大；
2、振动值突然显著增大后相对
稳定在一定水平上；
3、渐发性不平衡故障特征为：一
倍频振动幅值缓慢上升，相位
随振动改变，振动幅值缓慢增
加，幅值会下降恢复，趋于正
常；

4、突发性不平衡故障特征为：一
倍频为主，同时伴随二倍、三
倍频出现，振动幅值变化较
大，且不可恢复；

1、 渐发性不平衡故障

2、 突发性不平衡故障
动静件摩碰类
故障

烟气轮机入口温度约650°C，长期运行极易造成一、二级动叶围带、二级静叶组件以及气封等部位变形，与转子产生动静摩擦，导致转子产生涡动； 1、时域波形有明显的“削顶”现

象；
2、频谱上除工频外还存在丰富的
高次谐波成分；
3、全息谱上出现较多偏心率大的
椭圆；
4、轴心轨迹上有“尖角”；

1、轴心轨迹图

叶片断裂故障
叶片断裂的最大可能应是多次超温，以及升降温速度过快，烟尘浓度高是也是断裂的直接原因，加之叶片制造过程本身存在缺陷，在叶片高速旋转中受各种应力作用所致； 1、一倍频幅值明显增加
2、相位突变；
1、交变应力

2、温度变化趋势
转子磨损
催化剂、烟尘对转子长期冲刷； 破坏转子动平衡，振动幅值明显
增加；
几类烟气轮机典型故障案例
1. 转子动不平衡

(1) 案例说明：克拉玛依石化，500Kt/a催化装置主风机组；一次意外断电停机4小时后，重新开机振动突然变大：

未停机前，振动值很小，比较平稳；重新开机后到检修前的C点，振动值突然上升且一直居高不下，说明烟机存在
严重故障。
(2) 振动分析
查看各点频谱图表明，振动主要一倍频分量引起；检查波形近似标准正弦波形，因此判定是转子动不平衡故障。
(3) 分析结论
9月大检修时发现，烟机静叶片表面以及动叶片顶都沉积有催化剂粉末，烟机两轮盘间的空腔沉积有白色块状催
化剂物，这些沉积物导致了烟机转子失衡。

2. 联轴器不对中
（1）机理：联轴器不对中的种类：a)平行不对中 b）角度不对中 c）组合不对中
（2）实例

2005年10月，长岭炼化联合车间烟机机组烟机、风机多次出现振动跳变，22日烟机前轴承水平方向振动超
过一级报警值。调整烟机蝶阀开度后振动有所下降，但仍多次超标报警。
 利用振动信号，分析故障原因：

烟机前后轴承轴心轨迹，不光滑、不规则，都出现明显凹陷和尖角。
烟机后轴承水平方向2倍频振动大

风机入口处轴心轨迹图，出现明显凹陷和尖角
风机入口处水平垂直2倍频振动均明显
由以上烟机、风机振动信号特征分析可知，烟机出口与风机入口处的联轴器出现不对中故障。
3. 转子动不平衡及碰磨故障
（1） 案例说明： 荆门石化总厂二催化烟机 机组K101 自2004年7月检修以来多次振值超标，振动测点布置
图如下：

（2） 振动分析：
波形以及轴心轨迹图：振值过大导致出现测量波形削平，以工频成分为主，同时存在较丰富的高频成分。
（3） 分析结果：
强振的主要原因为转子不平衡，同时存在局部动静碰磨现象，且碰磨日趋严重。