立式凝结水泵电机振动大的原因分析与处理

曹景芳，吴昌浩，李梦林

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

立式凝结水泵电机振动大的原因分析与处理

曹景芳，吴昌浩，李梦林

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

某电厂#5机组B凝结水泵电机在切换运行时振动严重超标，但泵振动值极小，通过振动诊断分析找到电机振动超标的根源在于泵的橡胶轴承、轴套出现严重磨损，采取了相应的处理措施，解决了电机振动大的问题。

凝结水泵；立式；电机；橡胶轴承；振动超标；振动诊断

1 设备概况

某电厂#5机组为635 MW机组，配置有2台凝结水泵组，1台运行1台备用。#5机组B凝结水泵由沈阳工业泵制造有限公司生产，其主要参数：结构，立式筒装式；型号，EN1G54；流量，1 475/1 628 m3/h；扬程，86/77 m；转速，1 480 r/min[1]。驱动电机由美国威尔泵公司生产，其主要参数：型号，N.T.DA400-480VF4；功率，1 870 kW；输入电压，6 000 V；输入电流，57 A；转速，1 488 r/min；电机轴承型号，N320MC3/7320/7320。

电机与泵采用弹性柱销联轴器连接，电机座通过螺栓连接在凝结水泵座上，泵座支撑在圆筒体式吸水井的基础上，扬水管吊装在泵座下部，工作部分的叶轮、轴依靠固定在扬水管上的6只径向橡胶轴承进行径向定位，使用2个滚珠推力轴承对泵轴进行轴向定位[1]。

2 故障现象

2016年3月2日，#5机组B凝结水泵在切换启动后电机轴承振动严重超标(负荷侧振动值：轴向51 μm、东西向75 μm、南北向151 μm；非负荷侧轴承振动值：轴向51 μm、东西向105 μm、南北向260 μm，合格标准85 μm[2])；电机振动值严重超标，停止切换设备并继续保持#5机组A凝结水泵运行。

为查找电机振动超标的原因，3月3日晚上采用振动分析仪CX7和振动表Vm-63a进行振动测量分析。因#5机组B凝结水泵电机振动超标，为保证机组安全运行，运行人员采集振动数据时采用#5机组A，B凝结水泵并列运行的方式进行。测量时存在两泵抢量问题，发现B凝结水泵出口管道振动非常大，高达270 μm。同时测量B凝结水泵电机自由端振动：东西向379 μm，南北向269 μm；电机驱动端振动：东西向150 μm，南北向125 μm；凝结水泵振动：东西向17 μm，南北向20 μm。

3 原因分析

凝结水泵或电动机常见振动原因及处理见表1。

表1 凝结水泵或电动机常见振动异常原因及处理[3]

查阅#5机组凝结水泵的历史振动数据，发现该泵电机自由端自2013年以来一直振动偏大，结合现场测量的振动信息分析，#5机组B凝结水泵振动具有以下特征。

(1)电机自由端振动值最大，高达379 μm，主要振动频率为1X转速频率(如图1所示)。

图1 电机自由端轴承频谱

(2)电机驱动端主要振动频率为1X转速频率及其谐波频率2X，3X(如图2所示)，解调波形图(如图3所示)中出现4.23X转速频率及其谐波频率8.46X，12.69X，分析4.23X转速频率为电机驱动端轴承外圈故障频率。

图2 电机驱动端轴承频谱

图3 电机驱动端轴承解调频谱

(3)泵振动值较小，仅有20 μm。尽管泵的振动值较小，但频谱图(如图4所示)中高达14X转速频率为C型机械松动的典型特征；时域波形图(如图5所示)中泵驱动端轴承出现非周期性冲击信息。

图4 泵驱动端轴承频谱

图5 泵驱动端轴承时域波形

由特征(2)分析，电机驱动端轴承外圈出现中度磨损；由特征(3)分析，泵的下部支撑出现间隙大，因#5机组B凝结水泵为立式泵，当下部支撑出现间隙大时，因泵轴较长产生顶部放大，造成电机自由端振动增大，由特征(1)可以说明。3月3日的试转数据较3月2日增大，原因为电机轴承出现磨损。而电机振动大的根源在于泵的导向轴承磨损严重，间隙超标。

查阅#5机组B凝结水泵及电机检修历史，电机在2014年按常规项目进行了解体大修，引线绑线检查牢固，清扫、检查无异常，更换上轴承7320/7320，下轴承N320MC3。电机空试振动为：驱动端轴向6 μm，南北向8 μm，东西向16 μm；自由端轴向8 μm，南北向14 μm，东西向20 μm，振动合格。泵在2010年#5机组大修中进行了技术改造，技术改造后的数据见表2，改造后振动合格。自技术改造后，#5机组B凝结水泵一直没有检修。结合振动诊断分析结果，泵导向轴承出现磨损。结论：电机驱动端轴承出现中度磨损，泵导向轴承严重磨损。

表2 改造后数据 mm

4 处理措施

因泵的振动值较小，检修和汽机、电气专业技术人员一度认为电机出现了问题，认为更换电机可以解决问题。3月4日，电气队检查更换备用电机。3月6日更换电机后，首先进行电机空试，电机空试振动合格，振动最大为26 μm，但连接泵后带负荷试转，振动超标，最大值为电机自由端东西向374 μm(标准<85 μm)。综合判定泵导向轴承出现磨损。但考虑到#5机组运行期间泵进行解体大修可能会对机组真空带来影响，且#5机组已有停运计划，决定该泵停用，暂作紧急备用，在3月底#5机组停机备用时泵解体大修。3月31日，对#5机组B凝结水泵进行解体大修，发现泵与各级扬水管的橡胶导瓦、轴套均磨损严重(如图6、图7所示)，导瓦内侧磨出严重螺纹状沟痕，轴套磨出螺纹状沟痕，更换橡胶瓦与轴套[4-5]。

4月4日，#5机组B凝结水泵检修后试转，电机负荷侧轴承振动值：轴向14 μm，东西向23 μm，南北向22 μm；非负荷侧轴承振动值：轴向16 μm，东西向77 μm，南北向78 μm(合格标准<85 μm)，振动合格。

图6 橡胶导瓦磨损严重

图7 轴套磨损严重

5 结束语

引起电机振动异常的原因很多，只有正确判断，找到故障发生的原因，才能进行有针对性的处理。采用振动诊断技术，对泵组进行系统分析，明确判断

出#5机组凝结水泵电机振动大的根本原因在于泵的导向轴承磨损严重，在检修之前提醒检修人员提前做好备品、备件的准备工作，选择合适时机进行检修，消除电机振动超标的问题，掌握了检修的主动性，并缩短了检修时间。

[1]华电国际邹县发电厂.泵类检修规程：Q/101-104.02—2013[S].

[2]电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范:GB 50170—2006[S].

[3]沙德生，陈江.火电厂设备状态检修技术与管理:精密点检 故障诊断 预知排查 风险 管控[M].北京：中国电力出版社，2016.

[4]许树泉.凝结水泵电机振动超标的分析与处理[J].机电信息，2011(30):109，111.

[5]李志高.立式多级凝结水泵电机振动大的原因及处理[J].电力安全技术，2009，11(4):57-58.

(本文责编：白银雷)

2017-05-11；

2017-06-28

TK 38

B

1674-1951(2017)07-0054-03

曹景芳(1976—)，女，山东济宁人，高级工程师，从事火电厂精密诊断工作(E-mail:caojf5661@qq.com)。

吴昌浩(1988—)，男，山东潍坊人，技师，从事火电厂精密诊断工作(E-mail:823052393@qq.com)。

李梦林(1989—)，男，山东济宁人，技师，从事火电厂精密诊断工作(E-mail:limenglin_125@163.com)。