某300?MW機組凝結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電廠，廣東 韶關 512026）

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某300?MW機組凝結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電廠，廣東 韶關 512026）

〔摘 要〕介紹了某廠300 MW機組凝結水泵電機的基本情況；根據其數次空轉及負載試運時的振動特點，分析了凝結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，確保凝結水泵電機安全穩定運行。

〔關鍵詞〕凝結水泵電機；調試；轉子不平衡；振動

0 引言

凝結水泵電機是火力發電廠最重要的輔助電動機之一。凝結水泵把凝汽器熱水井中的凝結水送入低壓加熱器加熱后再輸送到除氧器。如果凝結水泵電機運行不穩定，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機組凝結水泵電機銘牌參數如下：上海電機廠生產，型號YLB1500，Pn=1 000 kW，In=112.6 A，Un=6 kV，轉速1 492 r/min，繞組Y接，絕緣等級F。

該凝結水泵電機有2個軸承及6塊推力瓦，其結構如圖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子的重量。其油箱加汽輪機潤滑油，用工業水強迫冷卻。自機組1999年并網發電以來，該凝結水泵電機已累計運行10年，其檢修記錄如下：

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

（2） 2005-10-10，凝結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，凝結水泵電機振動增大，更換電機備品投運正常。解體發現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修凝結水泵電機，直至2014-05-18結束。

圖1 電機結構

2 振動異常原因分析及處理效果

2.1 裝配質量分析

首次組裝結束后，東西、南北（水流）方向振動變化趨勢如圖2所示。從空載試運數據來看，凝結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。

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水泵電機各部件進行檢查，發現電機上軸承潤滑油密封環與軸頸配合不佳。軸頸直徑是150.03-150.04 mm，密封環內徑是150.05-150.06 mm，因此對密封環內圈進行了涂鍍處理。修后密封環內徑為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合面、上端蓋與基座的結合面）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，轉子上軸頸在東南西北4個方向都進行了固定，防止轉子晃動損傷下軸承、油封和端蓋。組裝結束后空載試運，電機振動變化趨勢如圖3所示。

從記錄數據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，這說明組裝質量不好不是電機振動增大的主要原因。

2.2 轉子不平衡分析

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

2.3 轉子鐵芯硅鋼片局部松動分析

電機啟動后，轉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，鐵芯溫度持續升高，硅鋼片松動部位磁阻變大，損耗增加，鐵芯局部發熱，轉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，并做熱態動平衡試驗。廠家出具的檢修報告明確了電機轉子存在熱態不平衡量，但不影響電機的連續運行。這說明轉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 生產環境分析

從振動頻譜儀顯示器上可以看到，波形里面出現了典型的二倍頻。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整：

（1） 進行基礎保養，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） 泵側對輪重新找水平；

（5） 機械重新校中心。

改進和調整后電機空載及負載試驗振動趨勢如圖5所示，數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，確保質量。

（3） 在質量驗收過程中，尤其是對重要輔機設備的質量驗收，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.發電設備檢修質量管理［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。