立式凝结水泵电动机振动故障的诊断与处理

钟 庆

(中国石化上海石油化工股份有限公司热电部，200540)

立式凝结水泵电动机振动故障的诊断与处理

钟 庆

(中国石化上海石油化工股份有限公司热电部，200540)

中国石化上海石油化工股份有限公司热电部6号机凝泵立式电动机自由端振动超标，利用因素排除分析和试验验证等方法进行原因分析，先后采取了试验基础加固、转子动平衡和更换转子等措施均未能彻底解决问题，最终通过调整电动机磁场中心，解决了电动机振动超标的故障，提高了机组运行的安全性。

故障 诊断 立式电动机 动平衡 磁场中心

中国石化上海石油化工股份有限公司热电部6号机组配置了两台凝结水泵(简称凝泵，编号甲、乙)，型号为B550Ⅲ-6，一用一备。凝泵立式安装，由长沙水泵厂生产。凝泵作为汽轮发电机组的重要辅机，负责将凝汽器中凝结水加压经低压加热器输送至除氧器。凝泵的驱动电动机由湘潭电机厂生产，功率500 kW，转速1 500 r/min，泵端轴承型号SKF6226，自由端轴承型号SKF7330。凝泵乙的电动机在运行中出现自由端轴承振动增大、超标的问题，影响到汽轮机组的安全运行。

1 第一阶段振动情况

1.1 振动特征

2014年上半年发现凝泵乙电动机自由端振动南北向水平振动为5.9 mm/s，接近机械振动状态的评估标准GB/T 6075.3—2001(ISO10816-3:1998)的C区域，已不再适合长期运行。2014年7月机组检修时对凝泵乙解体大修，投运时电动机及水泵振动均在正常范围内；9月初，电动机自由端振动逐渐增大，自由端南北向水平振动达到7.5 mm/s，已不适宜作长时间连续运行。该点振动频谱图中各振动分量主要以工频为主。

1.2 故障诊断

根据频谱分析，电动机自由端轴承振动不存在高频成分，综合现场倾听和轴承故障诊断仪的检测结果，判断无动静摩擦及轴承故障[1]。而凝泵轴承振动正常，由于电动机与凝泵之间使用弹性柱销联轴器连接，可以认为凝结水泵正常。鉴于振动以工频分量为主，初步判断电动机转子可能在运行了2个月后出现不平衡的现象，因此确定先进行电动机转子校动平衡。另外，由于泵组为立式结构，泵组基础不牢固、泵与电动机之间的结合面的水平度异常也可能是振动异常的原因，无法根据频谱和现有数据排除，需要进行现场测量和试验。

1.3 振动处理

电动机转子进行600 r/min的低速动平衡试验，经过调整后，转子剩余不平衡质量在2 g以下。按图纸进行装配，然后不使用地脚螺栓固定直接放置在实验台上，进行降压启动测试，试转2 h，电动机各轴承振幅均在20 μm以下。返厂放置在凝泵泵座上单试电动机，电动机自由端轴承振幅达到180 μm，严重超标，电动机泵端振动正常。频谱状态还是以工频为主。

检查凝泵与基础之间地脚螺栓，未发现有松动现象，检查二次灌浆也未见裂缝等异常情况。进一步加强基础刚度，在泵座外壳的径向加装肋板，再次试转，电动机自由端振动无明显变化，仍然超标。检查泵座端面的水平度，南高北低为0.15 mm/m，西高东低为0.35 mm/m。同时测量泵转子对轮水平度,南高北低为0.30 mm/m，西高东低为0.19 mm/m，超过制造厂要求的水平标准0.05 mm/m，但座架与转子端面水平倾斜方向一致。由于泵座架为圆环形且直径较大，局部变形容易造成水平数据的偏差，且运行中该座架不会发生变化，与电动机振动运行中逐渐增加不相符，泵座端面水平度如此级别的偏差不是电动机振动的直接原因。实践中用两个试验来验证，在泵座上单试电动机时，启动后逐渐松开电动机与泵座的连接螺栓，发现电动机自由端振动下降不明显；在实验台上试车时，在电动机与平台接触面一侧加一块厚度为5 mm的垫片，振动无变化，仍在优秀水平。说明该泵的基础刚度和泵座端面水平度不是引起电动机振动的主要原因。

检查电动机及凝泵连接对轮之间的间隙，发现其足以保证泵轴及电动机转子的膨胀伸长量。且在单试电动机时与泵轴还未连接，电动机自由端振动值已增大至超标，分析引起电动机振动的因素是电动机本身。对于电动机，需要判定振动是由电磁还是机械因素造成。在生产中经常采用断电法来检查区分，即将电动机运转至工作转速后突然切断电源，若此时的振动数值降幅较转速降幅下降剧烈，则可判定是由于电磁原因引起的；若此时的振动值降幅较转速降幅相差不多，则可能是机械方面原因引起。

经试验，在泵座上单试电动机，断电瞬间自由端轴承振幅从180 μm下降至20 μm。根据该现象，确定振动系电动机电磁方面的因素引起。对电动机进行检查并处理。

(1)用试灯检查绕组无接地故障；用万用表测量定子三相绕组的电阻值，无不平衡现象；观察绕组绝缘表面无烧焦痕迹，说明定子绕组的不存在匝间短路故障。

(2)检查电源，由于电源为6 kV，无法用钳形电流表测量三相电流是否平衡，因此采用连接备用6 kV电源试电动机的办法来进行判断，试转后振动仍超标严重，可以排除电源方面的影响。

(3)采用4点法检查电动机转子气隙，测量垂直和水平4个位置的气隙，测4组16个数据取平均值。经计算误差值应小于5%,均符合电动机图纸要求规定值。

综合各项检查，确定电动机定子应无缺陷，判断电动机转子存在异常，且转子上铝排如有细小裂缝则无法通过技术手段检查出来，决定更换电动机转子。

2 第二阶段振动情况

2.1 更换转子后的振动特征

电动机新转子安装冷却风扇及联轴器整体动平衡，并再次在试验台降压启动测试，试转2 h，电动机各轴承振幅均在20 μm以下。放置在凝泵上单试电动机，电动机自由端振幅为20 μm，但有逐步上升趋势。断电测量振动情况，电动机转速由1 499 r/min下降到1 432 r/min，跌幅为4.5%；但振动值由47 μm跌落到3 μm，跌幅为93.6%。具体如图1所示。

(a)自由端振动

(b)振动相位

再次启动，试转2 h，自由端轴承振动逐渐上升至104 μm，振动速度增加到5.3 mm/s。同时电动机上轴承温度也逐渐上升。装复联轴器螺栓带泵运行，电动机泵端轴承振动正常，自由端振幅达到380 μm，严重超标，频谱分析还是以工频分量为主。

2.2 故障诊断

更换新转子后的电动机在试转过程中其自由端轴承振动(南北向)逐渐增大，并伴随着温度的逐渐升高。同时在电动机断电瞬间，振动幅值同步大幅度下降的故障状态依然存在。电动机自由端轴承端温度逐渐上升的现象，经现场确认已排除润滑不良的因素，其温度升高表明轴颈载荷异常，或支承轴承存在过大的反动力；在电动机断电瞬间，振动幅值大幅度降低也证明振动超标与电动机的磁场力有关，经分析认为造成电动机自由端振动异常的原因系电动机磁场中心异常。

2.3 故障处理

对电动机进行解体，测得转子铁芯比定子铁芯长11 mm。在上轴承在内端盖内垫5 mm的垫片，使转子向下(靠背轮侧)位移5 mm，使得转子和定子铁芯轴向中心点一致。在试车平台试转2 h，测得电动机两端轴承振幅均在7 μm以下，上轴承温度在31 ℃左右。在泵座上单试电动机2 h，电动机两端轴承振幅均在28 μm以下，振动状态非常好。连接电动机与凝泵间对轮试重载，电动机两端轴承振幅在30 μm以下，自由端轴承温度在34 ℃，均达到优良水平。

3 结语

对于采用滚动轴承的大型的立式电动机振动故障分析，一般需要考虑基础强度，泵的影响及电动机自身因素。采用逐个排除和试验的方式最终确定为电动机转子和磁场中心异常造成的，并采取针对措施。尽管此次电动机振动的处理可能为个案，但也为今后该类电动机振动的处理开拓了思路，提供了经验。

[1] 杨国安.电动机故障诊断实用技术[M]北京：中国石化出版社，2012.

印度石油研究院开发多种纳米催化剂

印度石油研究院(CSIR-IIP)采用高效合成技术研发出几种用于制备乙烯、环氧丙烷和苯酚的新型纳米催化剂。

第一种纳米催化剂是采用连续工艺、在常压下将乙烷转化成乙烯。

第二种纳米催化剂用于通过丙烯选择性氧化制取环氧丙烷，该工艺过程经济且环保。

第三种纳米催化剂也采用了一种经济环保的绿色工艺过程，在空气气氛中将苯直接转化成苯酚，其选择性较高。

此外，该公司还开发出一种在低温下可将甲烷活化转化的纳米催化剂。这种新型催化剂可减少反应步骤。

(李雅丽摘自PCN,2015-06-01)

Solvay在欧洲和亚洲投运2套大型烷氧基化生产装置

Solvay位于荷兰Moerdijk和新加坡的2套大型烷氧基化生产装置开始投运。下一步拟继续提升Moerdijk地区的装置产能，并使新加坡的装置产能达到满负荷运行。据悉，这2套装置均位于综合石化项目内，通过专用管道获得环氧乙烷。

最近，Solvay从ERCA Emery Surfactant BV收购了一套新的大型、单管线输送烷氧基化生产装置，该装置位于Moerdijk地区的综合工业园内。

(李雅丽摘自PCN,2015-06-15)

Diagnosis and Treatment of Motor Vibration Failurein Vertical Condensation Pump

Zhong Qing

(ThermoPowerDivision，SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.，Ltd.200540)

In view of the over-standard vibration of free end of vertical motor in condensate pump of 6#plant of Thermal Power Division of SINOPEC Shanghai Petrochemical Co.，Ltd.，the causes were analyzed with factor exclusion analysis and experimental verification methods.Various measures were tried such as reinforcement of test basis，dynamic balancing of rotor，and replacing rotors，but all of them failed to solve the problem thoroughly.The failure was ultimately solved through adjustment of magnetic center of the motor，which thereby improved the safety of plant operation.

failure，diagnosis，vertical motor，dynamic balancing，magnetic center

2015-03-30。

钟庆，男，1971年出生，2003年毕业于上海第二工业大学工商管理专业，工程师，主要从事汽轮机及转动设备的管理。

1674-1099 (2015)04-0051-03

TM621

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