凝結(jié)水泵電機(jī)振動狀態(tài)監(jiān)測及處理
摘 要 通過對火電廠凝結(jié)水泵電動機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測、診斷分析和檢查處理,診斷出轉(zhuǎn)子不平衡和轉(zhuǎn)軸彎曲是凝結(jié)水泵電動機(jī)振動偏大的主要原因,并進(jìn)一步總結(jié)出造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因,從而為消除這類故障提供了技術(shù)依據(jù)。
凝結(jié)水泵電動機(jī)是湛江發(fā)電廠的重要輔機(jī)設(shè)備,全廠一共8臺,其是否能夠正常運(yùn)行,直接影響到發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。自投產(chǎn)以來,三臺該類電動機(jī)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(jīng)過長時(shí)間的跟蹤監(jiān)測,6月27日,發(fā)現(xiàn)4#機(jī)B凝結(jié)水泵電動機(jī)的振動有較快向上發(fā)展的趨勢,遂對該電機(jī)的振動情況進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和分析處理。
一、振動監(jiān)測
4#機(jī)B凝結(jié)水泵電動機(jī)為立式結(jié)構(gòu),通過推力瓦承受電動機(jī)轉(zhuǎn)子和水泵轉(zhuǎn)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(guān)設(shè)備的影響,所以,確定采用邊跟蹤測試邊診斷處理的監(jiān)測方法,重要放在監(jiān)測該電動機(jī)上端振動的變化。
4#機(jī)B凝結(jié)水泵電動機(jī)型號YS-LT500一4,功率1000kW,額定轉(zhuǎn)速1489r/min。
電機(jī)的測點(diǎn)分布見圖1。取該電機(jī)上、下端軸承位置互相垂直的兩個方向和軸向共五個點(diǎn)作為監(jiān)測點(diǎn)。
經(jīng)過近1年的監(jiān)測,測試出各個時(shí)期各測點(diǎn)的振動數(shù)值(表1);根據(jù)跟蹤測試各測點(diǎn)的振動數(shù)據(jù),
作出振動趨勢圖。
二、診斷分析
該電動機(jī)投產(chǎn)前曾因振動問題返廠修理,廠家空載試轉(zhuǎn)測試后,反映振動情況良好,所以未處理就送回。3月20日,負(fù)載試轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)其上端振值仍然偏大,在0.08mm范圍內(nèi)波動,經(jīng)三個月的運(yùn)行后,上升至0.11mm左右,大大地超出了廠家設(shè)定的最大允許值0.08mm??紤]到立式電動機(jī)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(jī)檢查,發(fā)現(xiàn)其有明顯的走單邊現(xiàn)象,即一側(cè)軸承內(nèi)圈磨損。更換該軸承后,該電動機(jī)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(zhuǎn)子上端部分有可能存在彎曲現(xiàn)象。
9月24日,利用機(jī)組小修機(jī)會,空載試轉(zhuǎn)電動機(jī),上端振值基本穩(wěn)定在0.07mm,約為7月6日帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)振值的71%,這說明振動主要由電動機(jī)部分引起。試轉(zhuǎn)時(shí)還發(fā)現(xiàn)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(jī)的振動仍有向上發(fā)展的趨勢,11月22日,在負(fù)載運(yùn)行的狀態(tài)下,利用最新添置的恩泰克數(shù)據(jù)采集器,采集電動機(jī)的振動信號進(jìn)行頻譜分析,從圖3中可以看出,2H測點(diǎn)的1倍轉(zhuǎn)速頻率在振動頻譜中占優(yōu)勢,同時(shí)存在少量的2、4、5倍轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率,此特征表明電動機(jī)可能發(fā)生如下故障:①轉(zhuǎn)子不平衡,②轉(zhuǎn)軸彎曲,③機(jī)座松動。頻譜圖中還出現(xiàn)保持架故障特征頻率,這主要是因?yàn)檩S承容易受到徑向沖擊,激發(fā)出保持架的故障特征頻率,實(shí)際上檢查保持架未發(fā)現(xiàn)異常。
檢查機(jī)座各緊固螺絲,沒有發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象,基礎(chǔ)也沒有發(fā)現(xiàn)異常。
綜上所述判斷,轉(zhuǎn)子不平衡和轉(zhuǎn)軸彎曲是振動偏大的主要原因。
圖3 電動機(jī)2H測點(diǎn)振動頻譜圖
三、檢查處理
根據(jù)診斷結(jié)果,決定對電動機(jī)進(jìn)行解體檢查處理,在轉(zhuǎn)子校動平衡之前,為確認(rèn)轉(zhuǎn)軸是否彎曲,先校驗(yàn)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(zhuǎn)子,以轉(zhuǎn)子兩端中心孔為基準(zhǔn),用百分表逐點(diǎn)側(cè)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(zhuǎn)子鐵芯位,D為下端軸承位),測量數(shù)據(jù)見表2。開始時(shí)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(zhǔn)校驗(yàn)后,C部位徑向跳動量合格,A部位徑向跳動量超過允許值??紤]實(shí)際運(yùn)行時(shí)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(xiàn)在A部位,故采取刷鍍A部位的處理方法,恢復(fù)徑向跳動量至允許值內(nèi)。
圖4 轉(zhuǎn)子測量部位圖
在修理好轉(zhuǎn)子A部位的基礎(chǔ)上,以A、D部位為基準(zhǔn),重校轉(zhuǎn)子動平衡。轉(zhuǎn)子動平衡校驗(yàn)前后進(jìn)行了兩次,第一次在B部位未裝上軸承推力頭校驗(yàn),只改變兩端原平衡塊所在位置,將轉(zhuǎn)子不平衡量校驗(yàn)至合格范圍內(nèi),結(jié)果空載試轉(zhuǎn)時(shí)測試振值比處理前還大,達(dá)到0.088mm以上。第二次裝上軸承推力頭校驗(yàn),發(fā)現(xiàn)B側(cè)殘余不平衡量又變得不合格,經(jīng)重新調(diào)整兩端平衡塊所在位置后,再次測試該電機(jī)空、負(fù)載試轉(zhuǎn)時(shí),振動值均大大改善,下降至0.053mm左右。之后經(jīng)過1個多月的跟蹤監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)電動機(jī)振動呈下降趨勢,基本穩(wěn)定在0.044mm左右(動平衡量校驗(yàn)情況見表3)。
四、結(jié)論
1.通過半年多的跟蹤監(jiān)測和診斷處理,電動機(jī)的振動由最大時(shí)0.11mm降至0.044mm,基本消除了振源,恢復(fù)到良好的運(yùn)行狀態(tài)下。
2.轉(zhuǎn)子不平衡和轉(zhuǎn)軸彎曲是在出廠前就已存在,這說明生產(chǎn)廠家對立式電動機(jī)的振動測試方法可能存在不足。
3.轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是因?yàn)檗D(zhuǎn)子在校驗(yàn)動平衡時(shí)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(yàn)動平衡的,但其通過鍵固定到轉(zhuǎn)子上之后,就有可能因?yàn)榧庸ゆI槽而引起殘余不平衡量增大,所以必須裝配在一起校驗(yàn)。
4.加工立式凝結(jié)水泵電動機(jī)轉(zhuǎn)子各配合面,應(yīng)在加工鍵槽之后進(jìn)行,以確保軸承位的同心度控制在允許范圍內(nèi)。
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