上充泵电机振动高原因分析及处理

上充泵电机振动高原因分析及处理

高新开

（江西大唐国际抚州发电有限责任公司344000）

摘要：6.6KV电机轴承振动过高会对上充泵整个泵组产生较大的影响，使设备处于不可用状态，从而影响机组的正常安全运行，本文提供了一种分析电机轴承振动异常的分析方法，通过此方法找到了电机振动偏大的原因。

关键词：6.6KV电机；轴承；振动高；分析；处理

1、概述

某电站百万机组二号机在正常运行期间，对运行的上充泵电机进行振动测量，测量结果记录如下：12月3日启动该泵，启动初期电机振动良好，运行20分钟左右后电机水平向振动上升至3.0mm/s，经加油处理，振动下降至0.7mm/s。在12月6日该泵启动后，振动趋势依然是启动后良好，运行一段时间后水平向振动增加至2.6mm/s左右，经加油处理后振动恢复至0.7mm/s的水平；12月20日定期切换至该泵运行，振动变化情况同上；12月24日上午10点，TTS人员测量电机振动：NDE水平向振动：3.3mm/s；DE水平向振动：3.3mm/s；12月24日下午，TTS人员测量上充泵电机轴承水平向振动增大到3.0mm/s；12月24日19：30分，TTS测量电机水平向振动又增大到NDE：3.8mm/s，DE：3.25mm/s；

鉴于以上情况技术组决定更换此电机，并对此电机进行解体检修，以查找电机振动高原因。查询历史记录，类似的情况之前也曾出现过，在1998年和2000年，上充泵电机也出现过水平向振动值超过2.0mm/s的情况。

2、事件影响

从现场的角度考虑，上充泵电机振动过高，可能导致产生的结果和影响有：

（1）现场出现过高的噪声；

（2）振动高影响轴承油膜的润滑，使得轴承温度过高，甚至烧毁轴承；

（3）振动高将导致转子偏心转动导致气隙不均，进而使磁通量分布不均，引起磁力不平衡，进而加剧了振动；

（4）振动高可能导致转子与定子产生摩擦，损坏电机；

（5）如果振动过高持续恶化，也会对联轴器，齿轮箱等关联设备产生危害。

由此可知，电机振动过高会对上充泵整个泵组产生较大的影响，使设备处于不可用状态，从而影响机组的正常安全运行。

3、振动原因分析

众所周知，电机的结构包含机械和电气两部分，因此，对于上充泵电机振动高的原因分析也从这两方面来分析。

针对电机振动偏高的原因：

一方面可能是电机自身的问题，如转子动平衡情况不好，气隙不均匀，部件安装尺寸不到位，NDE端风扇变形引起振动，紧固螺栓松动，轴承有损坏，轴承润滑情况不好等；另一方面可能是源于电机之外的问题，如安装问题，DE端负载波动，联轴器定心不准确，电气方面的问题等。

3.1机械部分：

3.1.1转动部分不平衡

主要是转子、耦合器、联轴器、传动轮（制动轮）不平衡引起的。处理方法是对各转动部件进行动平衡试验，使不平衡量满足动平衡要求。如果有大型传动轮、制动轮、耦合器、联轴器，应与转子分开单独进行动平衡。另一种可能就是转动部分机械松动造成的。如风扇紧固螺栓松动，造成转动部分不平衡引起振动。针对这个问题，可以通过对紧固螺栓进行力矩校核来解决。

3.1.2对中不良

联动部分轴系不对中，中心线不重合，定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中，对中不良、安装不当造成的。针对这个问题，可以通过按照对中标准重新对泵组进行对中解决。

3.1.3电机联轴器故障

这种故障主要表现为齿轮咬合不良，轮齿磨损严重，联轴器润滑不良，联轴器歪斜、错位，齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重，都会造成一定的振动。针对这个问题，应对联轴器齿轮进行细致地检查测量，以查找原因。

3.1.4电机自身结构缺陷

这种故障主要表现为轴颈椭圆，转轴弯曲，轴与轴瓦间间隙过大或过小，这个原因应该能够排除，因为对上充泵电机进行空载试验振动正常。另外，通过电机解体，对轴和各部件进行尺寸测量检查，对照程序参考值查找异常。

3.1.5安装问题

轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够，或则电机与基础板之间固定不牢，底脚螺栓松动，轴承座与基础板之间松动等。针对这个原因，应该对现场工作时的上充泵电机各地脚螺栓，联轴器螺栓进行力矩校核检查。

3.1.6电机负载传导振动

我认为在负载和空载情况下，电机运行的状态应该有较大的不同，空载正常并不能完全说明问题，所以我认为试验台应该改进以实现负载条件下的试验检查。

负载情况下，负载本身的稳定情况也会影响到电机的运行状态，如果负载波动也会导致电机转动不稳定引起振动。但是这种可能性不大，因为连续长时间运行时，负载情况应该较为稳定，对电机振动影响不大。

3.1.7轴承的润滑情况

通过事件背景介绍中上充泵电机振动测量记录情况可知：每次加油后短时间内，振动都会有一定程度的减弱，但是随着运行时间的加长，振动又会恢复到原来的水平。

我认为这种现象的主要原因是：一：刚加入润滑油的一段时间内，轴承内油脂增多，这时油膜变厚（非稳态运行时的油膜），一方面增加了转动阻力（新旧油脂的融合），影响了电机的负载情况，另一方面是油脂增多对振动有了一定的缓解作用，所以鉴于这两方面的原因，加油后振动会有一定程度的减弱；二：加油运行一段时间后，电机达到稳态运行时，这时轴承的油膜建立并恢复到稳态运行时的水平，这时振动又会恢复到原先的水平。多次加油，最终振动情况并无稳定地改善，所以我认为，振动高是由润滑情况导致的可能是不存在的。若加油后，振动情况持续改善并保持在较为良好的水平，那么振动过高则可能是由轴承润滑不良而造成的。

3.2电气部分：

该部分出现的故障，主要是由电磁方面的原因造成的。主要包括：交流电机定子接线错误、绕线型异步电动机转子绕组短路，同步电机励磁绕组匝间短路，同步电机励磁线圈联接错误，笼型异步电动机转子断条，转子铁心变形造成定、转子气隙不均，导致气隙磁通不平衡从而造成振动。

上充泵电机是异步电动机，通过上面的原因介绍，本次振动过高原因分析应该考虑到的是转子气隙问题，应该对转子气隙进行测量，以确定是否是因气隙磁通不均引起的磁力不均而导致的振动。（解体测量结果显示气隙合格）

另外，应对转子铁心进行尺寸测量，分析定子是否有变形，从而引起磁力不均引起振动。

4、电机解体情况

对上充泵电机解体检修，检查测量的结果汇总如下：

4.1对各部件尺寸测量均满足程序标准，并未发现异常；

4.2校核非驱动端的端盖紧固力矩时发现，紧固力矩不足，偏小；

4.3检查轴承状态良好，油脂状态正常；

4.4测量气隙合格，可排除磁力不均匀引起振动的可能；

电机解体检修完成后，对电机进行空载试验，空载时对上充泵电机进行测振，电机水平向振动值维持在0.3-0.65mm/s之间无异常。

5、分析总结

综合振动原因分析，以及电机解体检查的结果来看，导致上充泵电机振动高可能性较大的原因就是非驱动端端盖力矩不够，致使电机运转过程中产生振动，随着运行的时间加长，振动不断增大恶化，对电机位置产生影响，最终使电机和齿轮箱相对位置变化，直接结果就是电机停运后，电机对中值跑偏许多。

后续改进措施：定期对电机各紧固螺栓进行力矩校核或增加防松垫片，以防止类似情况的发生。