我厂#1供油泵电动机振动异常分析及处理

丁鹏飞

摘 要：随着工业化发展和科学技术的不断进步，电动机逐渐被应用到生产生活的各个方面，在我们的社会中发挥着越来越重要的作用。众所周知，所有电动机振动值（包括振动位移、振动速度、振动加速度）须保持在正常范围内，才能保障各项生产能够正常进行。然而，电动机运行中出现振动异常情况已成为电动机运行中的常见问题。下面我们将针对我厂#1供油泵电机运行中突然出现的异常情况进行分析研究。

关键词   电动机  振动  原因  分析

随着工业化发展和科学技术的不断进步，电动机逐渐被应用到生产生活的各个方面，在我们的社会中发挥着越来越重要的作用。发电厂中安装的所有高低压电动机振动值（包括振动位移、振动速度、振动加速度）须保持在正常范围内，才能保障各项生产能够正常进行。然而，电动机运行中出现振动异常情况已成为电动机运行中的常见问题。导致电动机振动的原因有很多方面，轻者会造成设备损坏，影响设备正常运转，重者则会导致停工停产，给工厂的正常生产造成严重危害。

火力发电厂中配置燃油系统的主要作用是燃煤锅炉在启动阶段采用助燃油进行点火，在锅炉低负荷以及燃用劣质煤种时用燃油稳定燃烧，改善炉内燃烧工况，防止发生锅炉非正常灭火。我厂现役两台600MW超临界机组，燃油系统共配置有三台供油泵，三台供油泵电动机型号均为YB2-280S-2，功率为75kW，上海喜开特防爆电动机有限责任公司生产，其中#1、#2供油泵电动机为变频器控制，#3供油泵电动机（额定转速2970r/min ）为工频运行且仅在事故情况下启动。正常工况下为了保持供油泵出口压力能够达到系统要求，#1、#2供油泵只运行一台即可，#1、#2供油泵电动机运行转速为2300r/min左右。

某天，我厂运行人员执行燃油系统月度设备切换定期工作，将燃#2供油泵切换至#1供油泵运行，发现#1供油泵电动机转速在达到2300r/min左右时出现了电动机整体明显振动大情况，其中电动机驱动端水平方向振动位移最大0.199mm（正常运行要求为0.050mm以下）、振速15.7mm/s，被迫停运切回#2供油泵运行。

故障出现后工作人员第一时间赶到现场进行确认，针对该电动机振动情况工作人员详细测量电动机振动值并进行了记录。电动机启动后振动位移在0.020—0.030mm之间，工作人员调节#1供油泵变频器输出频率大小改变电动机转速，电动机转速升至2200r/min左右驱动端水平方向振动开始逐渐增大，转速升至2300r/min左右时驱动端水平方向振动位移达到最大值0.199mm，继续上升至2400r/min过程中电动机振动值逐渐下降，转速继续升至2900r/min过程中电动机振动下降到正常值0.035mm左右，维持转速2900r/min运行时振动值未再发生明显变化。此时，工作人员再次调节变频器输出频率降低电动机转速至2300r/min时电动机振动再次增大至0.199mm，而此过程中油泵侧振动变化不明显。通过反复调节#1供油泵电动机转速发现，电动机转速唯独在2200-2400r/min时出现振动异常情况，且在2300r/min左右时达到最大值。同时，电动机振动异常期间监听电动机两侧轴承运行声音良好，整体温升正常，未见其他明显异常情况。

由于此次电动机振动情况较为特殊，且燃油系统重要设备失去备用对机组的安全运行造成了较大隐患，我厂电气专业立即组织研究讨论#1供油泵电动机振动分析处理方案，专门成立课题研究小组对#1供油泵电动机振动问题进行攻关。

眾所周知，电动机产生不正常的振动主要由机械和电磁两个方面的原因，工作人员从机械和电磁两方面开展了研究。

首先是电磁方面。首先测量#1供油泵电动机直流电阻和绝缘电阻均正常。通过检查变频器柜发现，#1供油泵电动机振动异常期间变频器输入三相电压正常，连接示波器后显示变频器输出波形正常、电动机运行电流值正常。工作人员试图通过调整该油泵出口电动门及调整变频器参数设置以使该电动机在运行中躲过2300r/min对应变频器频率区间（35-39Hz），但同时需保证油泵出口压力稳定（1.8MPa），但经多次调试由于油泵出口压力不稳定、调节后满足不了运行需求等问题两种方案均告失败。

其次是机械方面。上面已经提过，在最初检查#1供油泵电动机振动异常情况期间调节电动机转速时油泵侧振动始终在正常范围内。经过讨论，首先怀疑由于联轴器找中心问题引起电动机振动异常，工作人员首先检查电动机地脚螺栓紧固良好。随后进行了联轴器中心数据复测，测量数据在合格范围内。为进一步排除，将#1供油泵与电动机联轴器解开对电动机进行了单体试运测量电动机振动情况。经测量发现，电动机单体试运期间无论转速如何调整，电动机振动值始终低于0.050mm。至此，该电机振动问题显的更加扑朔迷离。

经进一步查询设备检修台账得知，该#1供油泵电动机四个月前进行了解体检修，查阅当时检修记录、单体及负载试运数据均未见异常。经进一步讨论，怀疑可能存在解体检修时所更换的轴承存在质量问题，导致在电动机负载后在特定转速区间带负载能力不强引起的电动机振动异常。经专业研究决定再次将该电动机解体进行详细检查。在电动机解体后检查电机两侧轴承外观上未见明显异常，两侧端盖、定子绕组、定子铁芯及槽楔、转子笼条及外观检查均未见异常。为了更好的进行排除，最终决定再次更换电动机两侧轴承并进行回装试运。电动机解体检修后单体试运各转速区间振动正常，但在连接联轴器后电动机再次出现了转速在2200-2400r/min之间振动大情况，与之前问题相同。由此，排除了对电动机轴承、联轴器中心不正等机械方面的问题。

电磁和机械方面的各种可能性被一一排除，却仍未找到电动机振动的真正原因。最终，为了尽快解决该问题使设备恢复正常备用，我们将#1、#3供油泵电动机进行了对调。对调之前，#3供油泵电动机运行正常，工频运行时试转时振动位移最大为0.045mm。对调后试运结果显示，原#3供油泵电动机换到#1供油泵电动机位置上出现了同样的问题：电动机单体试运时各转速振动正常，但在连接联轴器后转速在2200-2400r/min之间也出现驱动端水平方向振动突增情况，且在2300r/min左右时达到最大值，超过2400r/min后电动机振动值逐渐下降至正常值。

由此，真相水落石出。结合之前所做的各种方案研究，彻底排除了电磁和机械问题引起电动机振动大的可能性，于是得出了以下结论：#1供油泵电动机出现的异常振动情况和油泵、电动机、变频器均无关，应是电动机和负载一起在转速2200-2400r/min之间同电机基础发生了共振现象，从而导致电动机在这个转速区间出现了振动异常。

在共振频率下，会引起机械和结构很大的变形和动应力，如果不及时进行处理甚至造成破坏性事故。为避免共振导致设备发生损坏，在现场#1供油泵电动机工作频率无法进行改变的前提下，只能通过处理电动机基础来消除共振现象。

为尽快消除隐患，工作人员立即制定实施方案，对电动机基础进行详细测量后全部破碎拆除，重新澆筑制作固定可靠的电动机基础。在电动机基础充分硬化后工作人员对#1供油泵电动机进行了单体试运，电动机在各转速区间电动机振动正常，连接负载后再次进行试运，电动机在各转速区间电动机振动均正常。至此，彻底解决了该#1供油泵电动机的振动异常情况。

通过此次我厂#1供油泵电动机振动异常的处理，彻底消除了设备隐患，保证了#1供油泵电动机的安全可靠运行。从问题原因分析到各个可能性因素逐一验证排除，到最终顺利解决了这个疑难杂症，在处理问题的过程中研究小组内设备维护人员充分了解了电动机产生振动的过程、特点和处理方法，积累了处理电动机类似振动问题的宝贵经验，为今后电动机日常管理工作提供了很好的借鉴。

结束语：随着经济社会的不断发展，在企业的日常设备管理工作中，电动机的振动和原因分析是目前我们应该进行深入研究的一项重要工作，它能够使我们更加深入了解电动机的内部结构、工作原理和运行性能，通过全面分析和逐一排除，最终准确无误的找到电动机出现振动问题的真正原因，从而做到电动机的全寿命管理，延长电动机的使用年限，让电动机在我们的生产和生活中尽可能地发挥更大的作用。相信通过我们不断地研究和科学性的学习，在实践中验证理论，在理论学习上指导实践，我们一定可以解决生产现场出现的各类 急难杂症，我们取得更大的进步的同时我们的国家也会发展的越来越好。

参考文献：

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