李贤文（广东省粤电集团有限公司韶关发电厂，广东 韶关 512026）



某300 MW机组凝结水泵电机振动异常分析

李贤文
（广东省粤电集团有限公司韶关发电厂，广东 韶关 512026）

〔摘 要〕介绍了某厂300 MW机组凝结水泵电机的基本情况；根据其数次空转及负载试运时的振动特点，分析了凝结水泵电机振动的原因；通过过程分析确定了电机振动的主因，并采取了有效措施予以消除，确保凝结水泵电机安全稳定运行。

〔关键词〕凝结水泵电机；调试；转子不平衡；振动

0 引言

凝结水泵电机是火力发电厂最重要的辅助电动机之一。凝结水泵把凝汽器热水井中的凝结水送入低压加热器加热后再输送到除氧器。如果凝结水泵电机运行不稳定，会严重影响机组的安全运行，有导致机组被迫停运或锅炉干烧的风险。

1 设备概况

某厂300 MW机组凝结水泵电机铭牌参数如下：上海电机厂生产，型号YLB1500，Pn=1 000 kW，In=112.6 A，Un=6 kV，转速1 492 r/min，绕组Y接，绝缘等级F。

该凝结水泵电机有2个轴承及6块推力瓦，其结构如图1所示，NU228ECM/C3轴承位于电机顶部，6328ECM/C3轴承位于电机底部；通过热套法安装的推力头与6块推力瓦相互作用支撑整个转子的重量。其油箱加汽轮机润滑油，用工业水强迫冷却。自机组1999年并网发电以来，该凝结水泵电机已累计运行10年，其检修记录如下：

（1） 2004-10-24，凝结水泵电机振动增大，更换NU228ECM/C3轴承后正常。

（2） 2005-10-10，凝结水泵电机上部振动增至0.12 mm，更换上部NU228ECM/C3轴承后振动减小至0.07 mm。

（3） 2005-10-17，凝结水泵电机振动增大，更换电机备品投运正常。解体发现该电机前轴套磨损达0.20 mm，涂镀至0.05 mm。

（4） 2006—2010年备用。

（5） 2013年11月，按计划A修凝结水泵电机，直至2014-05-18结束。

图1 电机结构

2 振动异常原因分析及处理效果

2.1 装配质量分析

首次组装结束后，东西、南北（水流）方向振动变化趋势如图2所示。从空载试运数据来看，凝结水泵电机顶部的双幅振动值在标准值0.085 mm上下做大幅度波动，呈无序分布状态。

图2 首次组装后电机振动变化趋势

在厂家的指导下对凝结水泵电机各部件进行检查，发现电机上轴承润滑油密封环与轴颈配合不佳。轴颈直径是150.03-150.04 mm，密封环内径是150.05-150.06 mm，因此对密封环内圈进行了涂镀处理。修后密封环内径为150 mm，存在0.03-0.04 mm的紧力间隙，符合要求。

在专家的检查和指导下，对每一个要求水平的部位（包括机架和电机座的结合面、上端盖与基座的结合面）都进行了打磨和清洗，以去除锈斑和毛刺，确保接触面光滑整洁。在电机放倒和起竖的过程中，转子上轴颈在东南西北4个方向都进行了固定，防止转子晃动损伤下轴承、油封和端盖。组装结束后空载试运，电机振动变化趋势如图3所示。

从记录数据和双幅振动值的变化趋势来看，东西、南北（水流方向）振动幅值在0.085 mm上下大幅波动，和前次试运情况基本相同，这说明组装质量不好不是电机振动增大的主要原因。

2.2 转子不平衡分析

根据前阶段空转试运情况，对电机转子加重，做动平衡试验。从试验数据及振动变化趋势来看（见图4），在电机转子上加重的效果并不明显，并没有起到平衡作用，反而增大了转子的不平衡量，使电机振动幅值陡增。

2.3 转子铁芯硅钢片局部松动分析

电机启动后，转子绕组会感应出对称三相交流电，铁芯中也会形成交变磁场。转子铁芯是电机磁路的一部分，为了有效降低铁芯的磁滞和涡流损耗，该电机的铁芯由导磁性能好、损耗低的厚度为0.5 mm的硅钢片冲制后叠压而成。

图3 重新组装后电机振动变化趋势

图4 动平衡试验电机振动变化趋势

电机启动时铁芯温度较低，随着运行时间的增加，铁芯温度持续升高，硅钢片松动部位磁阻变大，损耗增加，铁芯局部发热，转子重心的偏移导致振动恶化。2014-03-05，该电机返厂大修，更换推力瓦6块，并做热态动平衡试验。厂家出具的检修报告明确了电机转子存在热态不平衡量，但不影响电机的连续运行。这说明转子铁芯硅钢片松动是电机振动增大的影响因素，但不是决定因素。

2.4 生产环境分析

从振动频谱仪显示器上可以看到，波形里面出现了典型的二倍频。二倍频是电气缺陷，如笼条断裂、气隙不均匀或磁力中心异常的特征波形，这也是对轮安装不到位的特征波形。从以上的分析中可知，电机本身不存在电气故障。因此，主要在以下几个方面做了改进和调整：

（1） 进行基础保养，加强底板和基础的刚度；

（2） 电机支架重新找水平，将东北方向倾斜由0.15 mm调整为0.05 mm；

（3） 用砂纸将台板与电机基座接触面进行打磨，用水平仪重新找水平；

（4） 泵侧对轮重新找水平；

（5） 机械重新校中心。

改进和调整后电机空载及负载试验振动趋势如图5所示，数次空载及负载试运电机顶部振动值都不超0.085 mm，取得了较好效果。因此，基础强度不够、机架水平度不合格、负载中心不一致是电机振动异常的主要原因。

图5 电机振动双幅变化趋势

3 结束语

（1） 投运时间超过15年的大型立式电动机，其基础强度在一定程度上会有所降低，各水平面也会出现不同程度的倾斜和沉降，这些都会导致电机振动增大。

（2） 从振动频谱仪测得特征波形来看，驱动和负载中心不一致也是导致电机振动增大的另外一个重要因素。因此，在校中心过程中要高标准、严要求，确保质量。

（3） 在质量验收过程中，尤其是对重要辅机设备的质量验收，要严格把关。在役时间较长的电机，其振动增大的原因是多方面的，有些是不可逆转的，需要认真分析。

参考文献：

1 辜承林.电机学（第三版）［M］.武汉：华中科技大学出版社，2010.

2 徐玉华.电机检修（第二版）［M］.北京：中国电力出版社，2010.

3 刘志青.电气设备检修（第一版）［M］.北京：中国电力出版社，2009.

4 鲍定赏.发电设备检修质量管理［M］.北京：中国电力出版社，2014.

收稿日期：2015-10-06；修回日期：2016-01-16。

作者简介：

李贤文（1982-），男，工程师，主要从事电厂电气设备检修及运行分析工作，email：53145822@qq.com。