凝結水泵電機振動狀態監測及處理
作者：陳華輝
摘要：通過對火電廠凝結水泵電動機的狀態監測、診斷分析和檢查處理,診斷出轉子不平衡和轉軸彎曲是凝結水泵電動機振動偏大的主要原因,并進一步總結出造成轉子不平衡的原因,從而為消除這類故障提供了技術依據。
凝結水泵電動機是湛江發電廠的重要輔機設備，時代布氏硬度計全廠一共8臺其是否能夠正常運行直接影響到發電機組的安全穩定運行。自投產以來三臺該類電動機的振動值一直偏高接近最大允許值0.08mm并且伴有0.015mm左右的變化值。經過長時間的跟蹤監測6月27日發現4＃機B凝結水泵電動機的振動有較快向上發展的趨勢遂對該電機的振動情況進行狀態監測和分析處理。
一、振動監測
4＃機B凝結水泵電動機為立式結構通過推力瓦承受電動機轉子和水泵轉子的重量泵體與懸空支承的管道相連故振動從下往上呈逐漸變大趨勢且容易受到相關設備的影響所以確定采用邊跟蹤測試邊診斷處理的監測方法重要放在監測該電動機上端振動的變化。
4＃機B凝結水泵電動機型號YSLT500一4功率1000kW額定轉速1489r/min。
電機的測點分布見圖1。取該電機上、下端軸承位置互相垂直的兩個方向和軸向共五個點作為監測點。
經過近1年的監測測試出各個時期各測點的振動數值(表1)；根據跟蹤測試各測點的振動數據作出振動趨勢圖。
二、診斷分析
該電動機投產前曾因振動問題返廠修理廠家空載試轉測試后反映振動情況良好所以未處理就送回。3月20日負載試轉發現其上端振值仍然偏大在0.08mm范圍內波動經三個月的運行后上升至0.11mm左右大大地超出了廠家設定的最大允許值0.08mm。考慮到立式電動機離地越高振動越大上端軸承最容易受到振動的影響故停機檢查發現其有明顯的走單邊現象即一側軸承內圈磨損。更換該軸承后該電動機端振動一度下降到0.077mm左右但一個月后又上升至0.098mm左右這說明轉子上端部分有可能存在彎曲現象。
9月24日利用機組小修機會空載試轉電動機上端振值基本穩定在0.07mm約為7月6日帶負荷運行時振值的71%這說明振動主要由電動機部分引起。試轉時還發現上端振值的波動變得很小可見振值的波動主要是受到管道振動的影響。
考慮小修后該電機的振動仍有向上發展的趨勢，11月22日在負載運行的狀態下利用最新添置的恩泰克數據采集器采集電動機的振動信號進行頻譜分析從圖3中可以看出2H測點的1倍轉速頻率在振動頻譜中占優勢同時存在少量的2、4、5倍轉速頻率的諧波頻率此特征表明電動機可能發生如下故障：①轉子不平衡②轉軸彎曲③機座松動。頻譜圖中還出現保持架故障特征頻率這主要是因為軸承容易受到徑向沖擊激發出保持架的故障特征頻率實際上檢查保持架未發現異常。
檢查機座各緊固螺絲沒有發現松動現象基礎也沒有發現異常。
綜上所述判斷轉子不平衡和轉軸彎曲是振動偏大的主要原因。
三、檢查處理
根據診斷結果決定對電動機進行解體檢查處理在轉子校動平衡之前為確認轉軸是否彎曲先校驗上端軸承位的同心度。拆卸兩端軸承和推力軸承的推力頭清洗干凈轉子以轉子兩端中心孔為基準用百分表逐點側量各部位跳動量測量部位見圖4(A為上端軸承位B為推力軸承位C為轉子鐵芯位D為下端軸承位）測量數據見表2。開始時測得B、C兩部位徑向跳動量均超過允許值0.05mm改為B、D部位為基準校驗后C部位徑向跳動量合格A部位徑向跳動量超過允許值。考慮實際運行時承重軸承為推力軸承上、下端軸承只起徑向定位作用且振動異常只表現在A部位故采取刷鍍A部位的處理方法恢復徑向跳動量至允許值內。
圖4 轉子測量部位圖
在修理好轉子A部位的基礎上以A、D部位為基準重校轉子動平衡。轉子動平衡校驗前后進行了兩次第一次在B部位未裝上軸承推力頭校驗只改變兩端原平衡塊所在位置將轉子不平衡量校驗至合格范圍內結果空載試轉時測試振值比處理前還大達到0.088mm以上。第二次裝上軸承推力頭校驗發現B側殘余不平衡量又變得不合格經重新調整兩端平衡塊所在位置后再次測試該電機空、負載試轉時振動值均大大改善下降至0.053mm左右。之后經過1個多月的跟蹤監測發現電動機振動呈下降趨勢基本穩定在0.044mm左右（動平衡量校驗情況見表3)。
四、結論
1．通過半年多的跟蹤監測和診斷處理電動機的振動由最大時0.11mm降至0.044mm基本消除了振源恢復到良好的運行狀態下。
2．轉子不平衡和轉軸彎曲是在出廠前就已存在這說明生產廠家對立式電動機的振動測試方法可能存在不足。
3．轉子動不平衡的原因是因為轉子在校驗動平衡時忽略了作為附件的軸承推力頭理論上圓柱體的加工件是不用校驗動平衡的但其通過鍵固定到轉子上之后就有可能因為加工鍵槽而引起殘余不平衡量增大所以必須裝配在一起校驗。
4．加工立式凝結水泵電動機轉子各配合面，應在加工鍵槽之后進行以確保軸承位的同心度控制在允許范圍內。
參考文獻
1.ENTE公司編吳振球譯．振動故障分析與診斷.2000
2.沈標正．電機故障診斷技術.機械工業出版社1997
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