核電站90kW電機振動超標問題處理研究

尹剛強　竇小杰

【摘 要】某核電站多臺機組90kW電機在調試期間，反復出現振動超標，現場采取了多種手段進行處理，均只能暫時緩解振動超標的問題，在運轉一段時間后均再次出現振動超標現象，耗費了大量的人力、物力。徹底排查分析90kW電機振動超標的根本原因并找到處理措施，對核電站調試及后續長期安全運行有積極的作用。

【Abstract】During the debugging of 90kW electric multiple units in a nuclear power plant， the phenomenon of excessive vibration appears repeatedly. We have taken a variety of measures to deal with the scene， but only temporarily alleviate the problem of excessive vibration， after a period of operation， the phenomenon appears again， which has consumed a lot of manpower and material resources. Thorough investigation and analysis of the root causes of 90kW motor vibration， and we find the treatment measures has a positive effect on the debugging and long-term safe operation of nuclear power plant.

【關鍵詞】電機；振動；原因分析

【Keywords】 motor； vibration； cause analysis

【中圖分類號】TH17 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0120-02

1 背景介紹

核電站90kw用量較大，因其適用區域比較廣，從核島廠房到常規島及輔助廠房均有使用，使用的整體設備為國內某設備廠成套供貨（A廠），電機由佳木斯電機廠設計制造，電機制造等級最高為核（1E，K3）級，電機型號為HY280M-2-B3。該型號電機在多個核電項目及機組調試期間，均反復出現水平方向振動超標問題，現場采取了多種手段進行處理，如現場調整電機、互換工位、電機返廠改造改型等，但均只能暫時解決振動超標的問題，電機在運轉約3個月后會再次出現振動超標現象，雖然現場花費了大量的人力、物力，但仍未能徹底解決該問題。

根據前期累積的各項處理經驗，可以基本判定其原因為整體設備固有頻率共振，但由于涉及基礎、底座、電機、附屬設備、管道，處理難度很高。

2 現場技術調研及對比分析

為徹底解決該電機的振動問題，我們協同現場進行了大量的技術調研和檢測、測試，分別對兩個廠家供貨的同參數設備及配套同型號佳木斯電機進行了相關數據的檢測，并進行對照分析（以A、B作為廠家代碼，設備以廠家代碼+工位代碼進行區別，其中B廠家無振動問題）：

①A公司供貨的A-D33電機運行振動數值、頻譜；

②A公司供貨的其他電機A-D32/D12/D33/P26/D21/D13/D22/D23/D11頻譜數據；

③B公司供貨的B-P32、B-P36電機帶底座的固有頻率；

④A公司供貨的A-D33電機放置在另外廠家供貨的B-D46電機底座上，測量固有頻率。

3 現場實際測試記錄及對照結果

3.1 A公司供貨的3號電機測量結果

A-D33電機（空載水平振動超標，高達7.0mm/s），測量帶底座的水平方向固有頻率，測得數值為104.42Hz。A-D33電機運行時，水平方向振動數值（地腳螺栓緊固）高達6.9mm/s，嚴重超標，頻譜數據為104.42Hz。

在A-D33電機運行期間，將電機一側的地腳螺栓松開，電機自身振動數值大幅下降，最高為1.2mm/s。A-D33電機停運后，測量地腳螺栓松開時的電機+底座的水平方向固有頻率，測得數據為43.69Hz，如圖1。

3.2 A公司其它電機測量結果

下表為A公司其它電機固有頻率的測量結果，如下表：

3.3 B公司電機頻譜測量

對照測量B公司供貨的B-P32、B-P36固有頻率，數據如下：

3.4 AB公司電機工位互換測量

將A-D33電機放置在B廠家供貨的B-P34電機底座上，測得水平方向上固有頻率為112.5Hz。

4 根本原因分析

對上述現場測量數據進行分析可以看出，振動高的電機其水平方向固有頻率均在100Hz±10%范圍內，因此可得出結論，A廠家泵組底座和加電制造的配套電機配套安裝后，水平方向上耦合固有頻率接近電機運轉時的電磁激振頻率（100Hz），從而引起電機結構共振，導致振動超標。

5 最終處理方案及運轉驗證

鑒于供貨設備本身已定型，不便進行修改，因此最終確定處理方案為加固底座，即通過增加設備底座重量（補焊鋼板配重）改變底座的固有頻率，從而改變整體設備的固有頻率，消除共振，解決振動問題。

底座加固后重新進行設備運行試驗，發現振動明顯下降并穩定在2.0mm/s左右；對其它各臺設備的底座陸續進行加固處理，發現經過連續約一年的長期運轉，其相關振動均穩定在2.0 mm/s以下，這說明該振動復發問題最終得到圓滿解決。

6 結語

近年來，國內制造行業由于競爭壓力，普遍在進行“降本增效”。如將原本憨實的鑄造底座改為焊接式，同時焊接用板材厚度也一降再降，設備質量也在不斷減輕、結構厚度較薄，由此導致各種振動問題頻發。并且工廠的出廠試驗通常是不帶底座進行試驗的，因此在工廠內難以發現問題，而在工程現場發現時處理手段又比較單一，只能通過一些補救措施來處理，由此給工程造成困擾，須知過猶不及，必須做好改進的合理化。