300MW機組凝結水泵電機消除振動辦法

劉寶峰

（華電能源牡丹江第二發電廠，黑龍江 牡丹江 157015）

1 凝結水泵電機的結構特點

本廠300 MW機凝結水泵電機是由湖南湘潭電機廠制造的三相立式異步電動機，其型號為YLST500-41000KW6KV，由定子、轉子、機座、推力軸承（推力軸承部件為：推力頭、絕緣墊、鏡板、推力瓦）、上下定位軸承等主要部件組成。

由于泵和電機轉子的重量及運行中的軸向力全部依靠推力軸承承擔，并且泵和電機轉子的軸向依靠推力軸承定位，電機與水泵采用剛性連軸器連接，故電機的振動、擾動力會傳遞給水泵。凝結水泵電機轉子結構見圖1。

圖1 凝結水泵電機轉子結構示意圖

2 凝結水泵電機產生振動的原因分析

300 MW機A、B凝結水泵在運行中均產生振動。經測振幅最大值為0.46 mm，嚴重威協到機組的安全運行。

工作人員經過深入細致地分析并查找有關資料，認為電機轉子的擺動是造成電機振動的主要原因。擺度過大使上下定位軸承，特別是電機下軸承受額外的徑向擾動力作用，造成電機軸承端蓋嚴重磨損，影響了水泵轉子的正常運行，嚴重時會損壞水泵的徑向定位，造成水泵電機無法運行。而影響擺度的原因主要有以下幾點：①推力頭與主軸間隙大；②鎖片厚薄不均；③軸本身彎曲；④推力盤鏡板底平面與軸線不垂直等。

3 凝結水泵電機振動檢查

3.1 推力頭與推力盤檢查與調整

3.1.1 推力頭與軸配合徑向間隙檢查、測量、調整

電機解體檢查發現，B凝結水泵電機軸與推力軸套配合處電腐蝕嚴重，測量軸頸原始尺寸與電腐蝕過尺寸最大值相差0.30mm，且整圓不規則，無法達到與推力頭緊密配合。因此在檢修中將軸頸處進行車削處理，軸頸處原始尺寸為Φ180 mm，車削后尺寸為Φ179 mm，推力軸套與軸頸配合處進行噴鍍處理，車削后與軸配合公差為：軸Φ1790，孔Φ179+0.03，以滿足裝配工藝的要求。解體后發現，固定推力軸套的鎖片與軸上鎖片槽均有磨損，其中鎖片磨損最大深度達1 mm，因此，重新換兩半卡環后用0.03 mm塞尺檢查無間隙，使轉子承受的載荷均勻。

從分析之中發現，由于運行不穩定造成振動較大，使轉子軸向推力過大，油膜被擠得太薄，首先出現干摩擦，使鎢金溫度升高。運行中油中的離子與轉子產生的電流在運轉的轉子端部交換。造成這種問題主要是由于裝配不合理和運行中的電腐蝕。電腐蝕主要是由于推力瓦與電機靜子間沒有絕緣，致使金屬間接觸造成腐蝕，而這種腐蝕使金屬間的陰極腐蝕加速，電位更換是金屬或非金屬所處介質中的腐蝕電位，而不能用簡單的標準電位比較。

軸電流引起的腐蝕證明，推力瓦塊受電腐蝕遠比支撐軸瓦嚴重，從凝結水泵檢修中可以看到瓦塊被腐蝕的情況，腐蝕的最大深度約為0.3 mm，被腐蝕的面積為20×20 mm，在瓦塊出油側出現軸瓦鎢金溶化的痕跡。

為了克服并防止電腐蝕，在檢修中應做到：①盡量選擇同種金屬或電位差小的不同金屬；②不同金屬間采用電絕緣；③隔絕電解液；④增大電極的極性；⑤減小陰極面積，增大陽極面積；⑥使用合格的潤滑劑。

3.1.2 推力頭與軸配合軸向間隙檢查、測量、調整

測量推力頭內止口與軸配合高度，高出和偏低都應將兩半卡環加工重新配制，在轉子軸向受力情況下，保證軸向間隙不大于0.05 mm。

3.1.3 推力盤的檢查與調整

檢查推力頭及鏡板表面的平面度，可利用樣板鋼直尺橫放在被檢查的表面，檢查透點和塞尺是否有間隙。推力軸承組合后用樣板直尺放在鏡板表面，再用上述方法檢查，看鏡板表面的平面度是否合格，是否產生波浪形，否則可調節連接螺絲的拉緊程度，使其達到技術要求值。

3.1.4 推力盤瓢偏測量與調整

將電機轉子上車床測量軸彎曲，彎曲最大值為0.03 mm。裝上推力盤和聯軸器后測量推力盤鏡板瓢偏，推力盤的最大瓢偏度為0.08 mm（標準≤0.02 mm），結合修前測得的最大擺度值，通過計算將推力盤絕緣墊單邊進行刮削，經過反復刮削、調整后，測得推力盤最大瓢偏為0.02mm。測量聯軸器端面瓢偏小于0.04 mm，聯軸器徑向晃度小于0.04 mm。

3.1.5 推力軸瓦的檢查與研刮

推力盤瓢偏調整好后，將推力盤在木架上放穩，推力盤鏡板用純酒精洗凈，然后在鏡板上涂一層勻薄的紅丹粉，將推力瓦覆蓋在鏡板上，在鏡板全圓上順時針方向滑動3～5圈，檢查推力瓦和鏡板的接觸面情況，修刮推力瓦，直至每塊推力瓦面接觸點在每平方厘米有3～5點為止，接觸面積應大于70%以上，且每個瓦塊的進、出側均應刮出油槽。在鏡板上研刮推力瓦時，要注意保護鏡板。

將安裝推力瓦塊的上機架用立式車床校正水平后裝上修刮好的8塊推力瓦塊，在車床上測量8塊推力瓦塊是否在同一水平位置，如水平誤差大于0.03 mm，可調整抗振螺栓使每片推力瓦塊在同一水平面上，調整完后固定好鎖定板。

3.1.6 電機上下軸承檢查與更換

由于電機轉子擺度的影響，造成電機上下軸承座磨損。可將上下軸承座進行噴鍍處理，以保證軸承座的配合間隙。若電機上下軸承均有磨損，需更換電機上下軸承。

3.2 電機轉子擺度與調整

3.2.1 修前測量電機轉子擺度

電動機轉子單獨找擺度的目的在于檢查并校正電動機轉子軸線相對于推力盤鏡板平面的垂直度,也就是測電動機軸靠背輪法蘭盤的擺度。測量時將電動機的下軸承和電動機的靠背輪法蘭盤沿圓周分為8等分并注以符號,使同符號在同一垂直平面內。同時在電動機的導軸承處及電動機的靠背輪法蘭處各安裝兩塊千分表，在同一平面內的千分表應成直角，上下兩個千分表應在同一垂直平面內。如果軸的中心線和推力盤的表面不垂直，則運轉時軸必然會產生擺動，擺度的大小可以從千分表讀出，各測量點的全擺度是千分表在直徑方向相對點讀數的差值，擺度應≤0.02 mm，當擺度超過允許值時，一般可用刮削絕緣墊厚度進行調整。修前測量結果為：對輪處擺度最大值A泵為0.45 mm，B泵為0.90 mm。

3.2.2 電機轉子組裝后電機轉子擺度測量

修后對電機轉子上各部套進行組裝，復查轉子擺度，測量A凝泵電機轉子對輪處最大擺度值為0.04 mm；B凝泵電機轉子對輪處最大擺度值為0.05 mm。

檢修完后電機空載測振：A凝泵電機最大振動為0.05 mm；B凝泵電機最大振動為0.04 mm。

電機帶負荷測振動：A凝泵電機最大振動為0.05 mm；B凝泵電機最大振動為0.07 mm。

4 結論

凝結水泵電機振動的消除保障了華電能源牡丹江第二發電廠300 MW機組的安全經濟運行，同時為300 MW機組循環水泵等大型立式水泵的檢修提供了借鑒。通過300 MW機組A、B凝泵電機的檢修，采用上述檢修方式不僅節省了時間與費用，更鍛煉了員工的檢修能力，為企業走向市場打下了堅實的基礎。