立式凝結(jié)水泵電機振動大的原因分析與處理

曹景芳，吳昌浩，李夢林

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

立式凝結(jié)水泵電機振動大的原因分析與處理

曹景芳，吳昌浩，李夢林

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

某電廠#5機組B凝結(jié)水泵電機在切換運行時振動嚴(yán)重超標(biāo)，但泵振動值極小，通過振動診斷分析找到電機振動超標(biāo)的根源在于泵的橡膠軸承、軸套出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，采取了相應(yīng)的處理措施，解決了電機振動大的問題。

凝結(jié)水泵；立式；電機；橡膠軸承；振動超標(biāo)；振動診斷

1 設(shè)備概況

某電廠#5機組為635 MW機組，配置有2臺凝結(jié)水泵組，1臺運行1臺備用。#5機組B凝結(jié)水泵由沈陽工業(yè)泵制造有限公司生產(chǎn)，其主要參數(shù)：結(jié)構(gòu)，立式筒裝式；型號，EN1G54；流量，1 475/1 628 m3/h；揚程，86/77 m；轉(zhuǎn)速，1 480 r/min[1]。驅(qū)動電機由美國威爾泵公司生產(chǎn)，其主要參數(shù)：型號，N.T.DA400-480VF4；功率，1 870 kW；輸入電壓，6 000 V；輸入電流，57 A；轉(zhuǎn)速，1 488 r/min；電機軸承型號，N320MC3/7320/7320。

電機與泵采用彈性柱銷聯(lián)軸器連接，電機座通過螺栓連接在凝結(jié)水泵座上，泵座支撐在圓筒體式吸水井的基礎(chǔ)上，揚水管吊裝在泵座下部，工作部分的葉輪、軸依靠固定在揚水管上的6只徑向橡膠軸承進行徑向定位，使用2個滾珠推力軸承對泵軸進行軸向定位[1]。

2 故障現(xiàn)象

2016年3月2日，#5機組B凝結(jié)水泵在切換啟動后電機軸承振動嚴(yán)重超標(biāo)(負(fù)荷側(cè)振動值：軸向51 μm、東西向75 μm、南北向151 μm；非負(fù)荷側(cè)軸承振動值：軸向51 μm、東西向105 μm、南北向260 μm，合格標(biāo)準(zhǔn)85 μm[2])；電機振動值嚴(yán)重超標(biāo)，停止切換設(shè)備并繼續(xù)保持#5機組A凝結(jié)水泵運行。

為查找電機振動超標(biāo)的原因，3月3日晚上采用振動分析儀CX7和振動表Vm-63a進行振動測量分析。因#5機組B凝結(jié)水泵電機振動超標(biāo)，為保證機組安全運行，運行人員采集振動數(shù)據(jù)時采用#5機組A，B凝結(jié)水泵并列運行的方式進行。測量時存在兩泵搶量問題，發(fā)現(xiàn)B凝結(jié)水泵出口管道振動非常大，高達270 μm。同時測量B凝結(jié)水泵電機自由端振動：東西向379 μm，南北向269 μm；電機驅(qū)動端振動：東西向150 μm，南北向125 μm；凝結(jié)水泵振動：東西向17 μm，南北向20 μm。

3 原因分析

凝結(jié)水泵或電動機常見振動原因及處理見表1。

表1 凝結(jié)水泵或電動機常見振動異常原因及處理[3]

查閱#5機組凝結(jié)水泵的歷史振動數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該泵電機自由端自2013年以來一直振動偏大，結(jié)合現(xiàn)場測量的振動信息分析，#5機組B凝結(jié)水泵振動具有以下特征。

(1)電機自由端振動值最大，高達379 μm，主要振動頻率為1X轉(zhuǎn)速頻率(如圖1所示)。

圖1 電機自由端軸承頻譜

(2)電機驅(qū)動端主要振動頻率為1X轉(zhuǎn)速頻率及其諧波頻率2X，3X(如圖2所示)，解調(diào)波形圖(如圖3所示)中出現(xiàn)4.23X轉(zhuǎn)速頻率及其諧波頻率8.46X，12.69X，分析4.23X轉(zhuǎn)速頻率為電機驅(qū)動端軸承外圈故障頻率。

圖2 電機驅(qū)動端軸承頻譜

圖3 電機驅(qū)動端軸承解調(diào)頻譜

(3)泵振動值較小，僅有20 μm。盡管泵的振動值較小，但頻譜圖(如圖4所示)中高達14X轉(zhuǎn)速頻率為C型機械松動的典型特征；時域波形圖(如圖5所示)中泵驅(qū)動端軸承出現(xiàn)非周期性沖擊信息。

圖4 泵驅(qū)動端軸承頻譜

圖5 泵驅(qū)動端軸承時域波形

由特征(2)分析，電機驅(qū)動端軸承外圈出現(xiàn)中度磨損；由特征(3)分析，泵的下部支撐出現(xiàn)間隙大，因#5機組B凝結(jié)水泵為立式泵，當(dāng)下部支撐出現(xiàn)間隙大時，因泵軸較長產(chǎn)生頂部放大，造成電機自由端振動增大，由特征(1)可以說明。3月3日的試轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)較3月2日增大，原因為電機軸承出現(xiàn)磨損。而電機振動大的根源在于泵的導(dǎo)向軸承磨損嚴(yán)重，間隙超標(biāo)。

查閱#5機組B凝結(jié)水泵及電機檢修歷史，電機在2014年按常規(guī)項目進行了解體大修，引線綁線檢查牢固，清掃、檢查無異常，更換上軸承7320/7320，下軸承N320MC3。電機空試振動為：驅(qū)動端軸向6 μm，南北向8 μm，東西向16 μm；自由端軸向8 μm，南北向14 μm，東西向20 μm，振動合格。泵在2010年#5機組大修中進行了技術(shù)改造，技術(shù)改造后的數(shù)據(jù)見表2，改造后振動合格。自技術(shù)改造后，#5機組B凝結(jié)水泵一直沒有檢修。結(jié)合振動診斷分析結(jié)果，泵導(dǎo)向軸承出現(xiàn)磨損。結(jié)論：電機驅(qū)動端軸承出現(xiàn)中度磨損，泵導(dǎo)向軸承嚴(yán)重磨損。

表2 改造后數(shù)據(jù) mm

4 處理措施

因泵的振動值較小，檢修和汽機、電氣專業(yè)技術(shù)人員一度認(rèn)為電機出現(xiàn)了問題，認(rèn)為更換電機可以解決問題。3月4日，電氣隊檢查更換備用電機。3月6日更換電機后，首先進行電機空試，電機空試振動合格，振動最大為26 μm，但連接泵后帶負(fù)荷試轉(zhuǎn)，振動超標(biāo)，最大值為電機自由端東西向374 μm(標(biāo)準(zhǔn)<85 μm)。綜合判定泵導(dǎo)向軸承出現(xiàn)磨損。但考慮到#5機組運行期間泵進行解體大修可能會對機組真空帶來影響，且#5機組已有停運計劃，決定該泵停用，暫作緊急備用，在3月底#5機組停機備用時泵解體大修。3月31日，對#5機組B凝結(jié)水泵進行解體大修，發(fā)現(xiàn)泵與各級揚水管的橡膠導(dǎo)瓦、軸套均磨損嚴(yán)重(如圖6、圖7所示)，導(dǎo)瓦內(nèi)側(cè)磨出嚴(yán)重螺紋狀溝痕，軸套磨出螺紋狀溝痕，更換橡膠瓦與軸套[4-5]。

4月4日，#5機組B凝結(jié)水泵檢修后試轉(zhuǎn)，電機負(fù)荷側(cè)軸承振動值：軸向14 μm，東西向23 μm，南北向22 μm；非負(fù)荷側(cè)軸承振動值：軸向16 μm，東西向77 μm，南北向78 μm(合格標(biāo)準(zhǔn)<85 μm)，振動合格。

圖6 橡膠導(dǎo)瓦磨損嚴(yán)重

圖7 軸套磨損嚴(yán)重

5 結(jié)束語

引起電機振動異常的原因很多，只有正確判斷，找到故障發(fā)生的原因，才能進行有針對性的處理。采用振動診斷技術(shù)，對泵組進行系統(tǒng)分析，明確判斷

出#5機組凝結(jié)水泵電機振動大的根本原因在于泵的導(dǎo)向軸承磨損嚴(yán)重，在檢修之前提醒檢修人員提前做好備品、備件的準(zhǔn)備工作，選擇合適時機進行檢修，消除電機振動超標(biāo)的問題，掌握了檢修的主動性，并縮短了檢修時間。

[1]華電國際鄒縣發(fā)電廠.泵類檢修規(guī)程：Q/101-104.02—2013[S].

[2]電氣裝置安裝工程旋轉(zhuǎn)電機施工及驗收規(guī)范:GB 50170—2006[S].

[3]沙德生，陳江.火電廠設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)與管理:精密點檢 故障診斷 預(yù)知排查 風(fēng)險 管控[M].北京：中國電力出版社，2016.

[4]許樹泉.凝結(jié)水泵電機振動超標(biāo)的分析與處理[J].機電信息，2011(30):109，111.

[5]李志高.立式多級凝結(jié)水泵電機振動大的原因及處理[J].電力安全技術(shù)，2009，11(4):57-58.

(本文責(zé)編：白銀雷)

2017-05-11；

2017-06-28

TK 38

B

1674-1951(2017)07-0054-03

曹景芳(1976—)，女，山東濟寧人，高級工程師，從事火電廠精密診斷工作(E-mail:caojf5661@qq.com)。

吳昌浩(1988—)，男，山東濰坊人，技師，從事火電廠精密診斷工作(E-mail:823052393@qq.com)。

李夢林(1989—)，男，山東濟寧人，技師，從事火電廠精密診斷工作(E-mail:limenglin_125@163.com)。