劉明利，付江永，王新陽，康東明

（山東核電有限公司，山東 煙臺 265116）

0 引言

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)主要功能是為了移除凝結(jié)水泵下游凝結(jié)水中的溶解雜質(zhì)和懸浮顆粒， 保證二回路的水質(zhì)達(dá)到合格范圍之內(nèi)。因此對于電站而言，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行對于保證凝結(jié)水系統(tǒng)以及二回路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。 凝結(jié)水升壓泵作為凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)是凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的關(guān)鍵。

某電站凝結(jié)水升壓泵組進(jìn)行機(jī)組調(diào)試期間，凝結(jié)水升壓泵電機(jī)單體試驗，振動值達(dá)到2.6 mm／s，超過電機(jī)單體振動標(biāo)準(zhǔn)2.3 mm／s。 二次灌漿后進(jìn)行電機(jī)單體試驗，振動依然超過振動標(biāo)準(zhǔn)2.3 mm／s。分析認(rèn)為是電機(jī)故障， 聯(lián)系電機(jī)廠技術(shù)員到現(xiàn)場進(jìn)行處理， 更換潤滑油脂等， 電機(jī)單轉(zhuǎn)振動依然超過標(biāo)準(zhǔn)2.3 mm ／s。

該電機(jī)為三相異步電機(jī)，功率為710 kW，轉(zhuǎn)速為1 490 r／min，采用剛性基礎(chǔ)，共有4 個地腳螺栓，電機(jī)與泵共處在同一基礎(chǔ)上，如下圖1 所示。

圖1 電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1 振動原因分析

1.1 調(diào)整墊片螺栓后的振動數(shù)據(jù)

在泵組廠家現(xiàn)場指導(dǎo)下對底座增加墊片并調(diào)整螺栓試轉(zhuǎn)，電機(jī)振動依然超標(biāo)，具體過程：電機(jī)重新找中后增加所有墊片，地腳螺絲緊固情況下試轉(zhuǎn)；電機(jī)重新找中后增加所有墊片， 地腳螺絲松開情況下試轉(zhuǎn)；去掉所有墊片，地腳螺絲松開情況下；去掉所有墊片，地腳螺絲緊固的情況下試轉(zhuǎn)。 4 種工況下，對電機(jī)自由端、驅(qū)動端分別在水平方向（H）、垂直方向（V）、軸向（A）進(jìn)行振動測量，振動值如表 1 所示。

表1 電機(jī)重新找中后多工況下振動數(shù)據(jù)

1.2 振動頻譜數(shù)據(jù)分析

根據(jù)以上的振動測量數(shù)據(jù)可知， 振動最大點(diǎn)在電機(jī)自由端的水平方向和驅(qū)動端水平方向。 根據(jù)電機(jī)單轉(zhuǎn)試驗的結(jié)果看出，通過增加墊片和卸掉墊片，以及地腳螺栓松開及緊固不同狀態(tài)， 發(fā)現(xiàn)電機(jī)地腳與墊片對振動有較大的影響。同時，振動頻譜在4 種狀態(tài)下盡管有所不同，但都是一倍頻為主。以第4 種工況為例的頻譜如圖2 所示。

圖2 去掉所有墊片地腳螺絲緊固工況下電機(jī)自由端振動頻譜圖

根據(jù)振動測量結(jié)果及頻譜分析，電機(jī)主要振動為一倍頻為主，無軸承故障頻率，經(jīng)測量軸承溫度無異常，根據(jù)振動頻譜，電機(jī)可能存在的振動故障為分析如下：

1）電機(jī)不平衡的可能原因：電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡；電機(jī)自由端安裝有冷卻風(fēng)扇，冷卻風(fēng)扇安裝偏心、不平衡等會傳遞振動至自由端［1-2］。

經(jīng)查看電機(jī)出廠記錄，電機(jī)出廠時振動較小，電機(jī)轉(zhuǎn)子及風(fēng)機(jī)已做過動平衡， 入廠后再次出現(xiàn)不平衡的概率不高。 另外，如果產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不平衡，電機(jī)驅(qū)動端的振動也應(yīng)較大， 實際測量驅(qū)動端振動相比自由端較小。對于冷卻風(fēng)扇，因為風(fēng)扇質(zhì)量與電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量相比較小，即使風(fēng)機(jī)出現(xiàn)不平衡，產(chǎn)生的不平衡力不足以激起兩端軸承處的較大振動。 從振動數(shù)據(jù)上看， 電機(jī)自由端水平方向振動遠(yuǎn)大于垂直方向振動，如存在不平衡，根據(jù)經(jīng)驗，水平與垂直方向的振動應(yīng)相差不大。 因此，可排除不平衡。

2）電機(jī)基礎(chǔ)存在水平方向剛度不足：對于臥式電機(jī)而言， 電機(jī)水平方向剛度小于垂直方向剛度，較小的不平衡力將在電機(jī)水平方向放大，導(dǎo)致水平方向振動超標(biāo)；水平方向剛度不足產(chǎn)生的可能原因為電機(jī)基礎(chǔ)肋板較少、 電機(jī)地腳存在虛角接觸不良等［3-4］。

綜上所述， 振動故障鎖定在基礎(chǔ)剛度不足的缺陷，因此建議加強(qiáng)基礎(chǔ)水平方向剛度。

2 振動治理方案

根據(jù)振動原因的分析， 從加強(qiáng)基礎(chǔ)水平方向剛度方向著手。 在電機(jī)的底座基礎(chǔ)上兩側(cè)增加橫向肋板，如圖3 所示，示意圖中展現(xiàn)了其中一側(cè)。

圖3 電機(jī)基礎(chǔ)增加橫向肋板后示意圖

在沒有增加墊片的情況下，電機(jī)單體試轉(zhuǎn)，振動最大值為2.11 mm／s， 振動在電機(jī)單體標(biāo)準(zhǔn)2.3 mm／s以內(nèi)，振動合格。 具體振動測量數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 增加基礎(chǔ)肋板后電機(jī)單體的振動數(shù)據(jù)

3 電機(jī)帶載后振動處理分析

將電機(jī)與泵進(jìn)行對中連軸， 并在電機(jī)基礎(chǔ)加墊片，電機(jī)進(jìn)行帶載運(yùn)轉(zhuǎn)。 對該電機(jī)進(jìn)行振動測量，測量結(jié)果如表3 所示。

表3 基礎(chǔ)加固后加墊片時振動測量結(jié)果

由表3可見，電機(jī)自由端水平方向振動為2.81 mm／s，超過電機(jī)帶載時的振動標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)頻譜分析，振動依然以一倍頻為主。 盡管振動超標(biāo)，但也接近標(biāo)準(zhǔn)值。 為進(jìn)一步判斷， 振動工程師對電機(jī)地腳處的差別振動進(jìn)行了詳細(xì)的測量，測量位置如圖4 所示，測量結(jié)果如表4 所示。

圖4 測點(diǎn)位置示意圖

表4 差別振動測量結(jié)果

從表4 中的振動數(shù)據(jù)可見， 各地腳平面上均存在振動的差別，其中地腳2 處存在較大的差別振動，可能存在虛腳。 并且在測量過程還發(fā)現(xiàn)靠近螺栓處的振動較小，遠(yuǎn)離螺栓處的振動較大。從電機(jī)結(jié)構(gòu)上觀察， 電機(jī)地腳受力點(diǎn)集中在中間位置， 如圖5 所示，結(jié)構(gòu)不合理。

圖5 電機(jī)基礎(chǔ)增加橫向肋板后示意圖

根據(jù)振動數(shù)據(jù)的分析， 建議從兩方面進(jìn)行改進(jìn)：一是在示意圖4 位置2 處增加絲墊片， 以解決電機(jī)地腳虛角的問題；二是制造臨時的夾具，將電機(jī)地腳螺栓處進(jìn)行加固，增加水平剛度。增加夾具后的效果如圖6 所示。增加墊片和夾具后，帶載啟動泵組的振動測量數(shù)據(jù)如表5 所示。經(jīng)過一段時間振動監(jiān)測，電機(jī)振動已完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并且振動穩(wěn)定，評價合格。

圖6 電機(jī)基座兩端增加夾具的示意圖

表5 增加墊片和夾具后振動測量結(jié)果

4 結(jié)語

本文分析了泵組電機(jī)振動，從多工況試驗、原因排查、原因分析、振動處理等步驟來處理電機(jī)振動超標(biāo)的問題， 為解決電機(jī)振動異常提供了基本的處理思路。同時，也為同類型電機(jī)的振動處理提供了指導(dǎo)方法，在工程應(yīng)用中有一定的實踐意義。