某300?MW機組凝結(jié)水泵電機振動異常分析

李賢文（廣東省粵電集團有限公司韶關發(fā)電廠，廣東 韶關 512026）

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某300?MW機組凝結(jié)水泵電機振動異常分析

李賢文
（廣東省粵電集團有限公司韶關發(fā)電廠，廣東 韶關 512026）

〔摘 要〕介紹了某廠300 MW機組凝結(jié)水泵電機的基本情況；根據(jù)其數(shù)次空轉(zhuǎn)及負載試運時的振動特點，分析了凝結(jié)水泵電機振動的原因；通過過程分析確定了電機振動的主因，并采取了有效措施予以消除，確保凝結(jié)水泵電機安全穩(wěn)定運行。

〔關鍵詞〕凝結(jié)水泵電機；調(diào)試；轉(zhuǎn)子不平衡；振動

0 引言

凝結(jié)水泵電機是火力發(fā)電廠最重要的輔助電動機之一。凝結(jié)水泵把凝汽器熱水井中的凝結(jié)水送入低壓加熱器加熱后再輸送到除氧器。如果凝結(jié)水泵電機運行不穩(wěn)定，會嚴重影響機組的安全運行，有導致機組被迫停運或鍋爐干燒的風險。

1 設備概況

某廠300 MW機組凝結(jié)水泵電機銘牌參數(shù)如下：上海電機廠生產(chǎn)，型號YLB1500，Pn=1 000 kW，In=112.6 A，Un=6 kV，轉(zhuǎn)速1 492 r/min，繞組Y接，絕緣等級F。

該凝結(jié)水泵電機有2個軸承及6塊推力瓦，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，NU228ECM/C3軸承位于電機頂部，6328ECM/C3軸承位于電機底部；通過熱套法安裝的推力頭與6塊推力瓦相互作用支撐整個轉(zhuǎn)子的重量。其油箱加汽輪機潤滑油，用工業(yè)水強迫冷卻。自機組1999年并網(wǎng)發(fā)電以來，該凝結(jié)水泵電機已累計運行10年，其檢修記錄如下：

（1） 2004-10-24，凝結(jié)水泵電機振動增大，更換NU228ECM/C3軸承后正常。

（2） 2005-10-10，凝結(jié)水泵電機上部振動增至0.12 mm，更換上部NU228ECM/C3軸承后振動減小至0.07 mm。

（3） 2005-10-17，凝結(jié)水泵電機振動增大，更換電機備品投運正常。解體發(fā)現(xiàn)該電機前軸套磨損達0.20 mm，涂鍍至0.05 mm。

（4） 2006—2010年備用。

（5） 2013年11月，按計劃A修凝結(jié)水泵電機，直至2014-05-18結(jié)束。

圖1 電機結(jié)構(gòu)

2 振動異常原因分析及處理效果

2.1 裝配質(zhì)量分析

首次組裝結(jié)束后，東西、南北（水流）方向振動變化趨勢如圖2所示。從空載試運數(shù)據(jù)來看，凝結(jié)水泵電機頂部的雙幅振動值在標準值0.085 mm上下做大幅度波動，呈無序分布狀態(tài)。

圖2 首次組裝后電機振動變化趨勢

在廠家的指導下對凝結(jié)水泵電機各部件進行檢查，發(fā)現(xiàn)電機上軸承潤滑油密封環(huán)與軸頸配合不佳。軸頸直徑是150.03-150.04 mm，密封環(huán)內(nèi)徑是150.05-150.06 mm，因此對密封環(huán)內(nèi)圈進行了涂鍍處理。修后密封環(huán)內(nèi)徑為150 mm，存在0.03-0.04 mm的緊力間隙，符合要求。

在專家的檢查和指導下，對每一個要求水平的部位（包括機架和電機座的結(jié)合面、上端蓋與基座的結(jié)合面）都進行了打磨和清洗，以去除銹斑和毛刺，確保接觸面光滑整潔。在電機放倒和起豎的過程中，轉(zhuǎn)子上軸頸在東南西北4個方向都進行了固定，防止轉(zhuǎn)子晃動損傷下軸承、油封和端蓋。組裝結(jié)束后空載試運，電機振動變化趨勢如圖3所示。

從記錄數(shù)據(jù)和雙幅振動值的變化趨勢來看，東西、南北（水流方向）振動幅值在0.085 mm上下大幅波動，和前次試運情況基本相同，這說明組裝質(zhì)量不好不是電機振動增大的主要原因。

2.2 轉(zhuǎn)子不平衡分析

根據(jù)前階段空轉(zhuǎn)試運情況，對電機轉(zhuǎn)子加重，做動平衡試驗。從試驗數(shù)據(jù)及振動變化趨勢來看（見圖4），在電機轉(zhuǎn)子上加重的效果并不明顯，并沒有起到平衡作用，反而增大了轉(zhuǎn)子的不平衡量，使電機振動幅值陡增。

2.3 轉(zhuǎn)子鐵芯硅鋼片局部松動分析

電機啟動后，轉(zhuǎn)子繞組會感應出對稱三相交流電，鐵芯中也會形成交變磁場。轉(zhuǎn)子鐵芯是電機磁路的一部分，為了有效降低鐵芯的磁滯和渦流損耗，該電機的鐵芯由導磁性能好、損耗低的厚度為0.5 mm的硅鋼片沖制后疊壓而成。

圖3 重新組裝后電機振動變化趨勢

圖4 動平衡試驗電機振動變化趨勢

電機啟動時鐵芯溫度較低，隨著運行時間的增加，鐵芯溫度持續(xù)升高，硅鋼片松動部位磁阻變大，損耗增加，鐵芯局部發(fā)熱，轉(zhuǎn)子重心的偏移導致振動惡化。2014-03-05，該電機返廠大修，更換推力瓦6塊，并做熱態(tài)動平衡試驗。廠家出具的檢修報告明確了電機轉(zhuǎn)子存在熱態(tài)不平衡量，但不影響電機的連續(xù)運行。這說明轉(zhuǎn)子鐵芯硅鋼片松動是電機振動增大的影響因素，但不是決定因素。

2.4 生產(chǎn)環(huán)境分析

從振動頻譜儀顯示器上可以看到，波形里面出現(xiàn)了典型的二倍頻。二倍頻是電氣缺陷，如籠條斷裂、氣隙不均勻或磁力中心異常的特征波形，這也是對輪安裝不到位的特征波形。從以上的分析中可知，電機本身不存在電氣故障。因此，主要在以下幾個方面做了改進和調(diào)整：

（1） 進行基礎保養(yǎng)，加強底板和基礎的剛度；

（2） 電機支架重新找水平，將東北方向傾斜由0.15 mm調(diào)整為0.05 mm；

（3） 用砂紙將臺板與電機基座接觸面進行打磨，用水平儀重新找水平；

（4） 泵側(cè)對輪重新找水平；

（5） 機械重新校中心。

改進和調(diào)整后電機空載及負載試驗振動趨勢如圖5所示，數(shù)次空載及負載試運電機頂部振動值都不超0.085 mm，取得了較好效果。因此，基礎強度不夠、機架水平度不合格、負載中心不一致是電機振動異常的主要原因。

圖5 電機振動雙幅變化趨勢

3 結(jié)束語

（1） 投運時間超過15年的大型立式電動機，其基礎強度在一定程度上會有所降低，各水平面也會出現(xiàn)不同程度的傾斜和沉降，這些都會導致電機振動增大。

（2） 從振動頻譜儀測得特征波形來看，驅(qū)動和負載中心不一致也是導致電機振動增大的另外一個重要因素。因此，在校中心過程中要高標準、嚴要求，確保質(zhì)量。

（3） 在質(zhì)量驗收過程中，尤其是對重要輔機設備的質(zhì)量驗收，要嚴格把關。在役時間較長的電機，其振動增大的原因是多方面的，有些是不可逆轉(zhuǎn)的，需要認真分析。

參考文獻：

1 辜承林.電機學（第三版）［M］.武漢：華中科技大學出版社，2010.

2 徐玉華.電機檢修（第二版）［M］.北京：中國電力出版社，2010.

3 劉志青.電氣設備檢修（第一版）［M］.北京：中國電力出版社，2009.

4 鮑定賞.發(fā)電設備檢修質(zhì)量管理［M］.北京：中國電力出版社，2014.

收稿日期：2015-10-06；修回日期：2016-01-16。

作者簡介：

李賢文（1982-），男，工程師，主要從事電廠電氣設備檢修及運行分析工作，email：53145822@qq.com。