核电站90kW电机振动超标问题处理研究

尹刚强　窦小杰

【摘 要】某核电站多台机组90kW电机在调试期间，反复出现振动超标，现场采取了多种手段进行处理，均只能暂时缓解振动超标的问题，在运转一段时间后均再次出现振动超标现象，耗费了大量的人力、物力。彻底排查分析90kW电机振动超标的根本原因并找到处理措施，对核电站调试及后续长期安全运行有积极的作用。

【Abstract】During the debugging of 90kW electric multiple units in a nuclear power plant， the phenomenon of excessive vibration appears repeatedly. We have taken a variety of measures to deal with the scene， but only temporarily alleviate the problem of excessive vibration， after a period of operation， the phenomenon appears again， which has consumed a lot of manpower and material resources. Thorough investigation and analysis of the root causes of 90kW motor vibration， and we find the treatment measures has a positive effect on the debugging and long-term safe operation of nuclear power plant.

【关键词】电机；振动；原因分析

【Keywords】 motor； vibration； cause analysis

【中图分类号】TH17 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0120-02

1 背景介绍

核电站90kw用量较大，因其适用区域比较广，从核岛厂房到常规岛及辅助厂房均有使用，使用的整体设备为国内某设备厂成套供货（A厂），电机由佳木斯电机厂设计制造，电机制造等级最高为核（1E，K3）级，电机型号为HY280M-2-B3。该型号电机在多个核电项目及机组调试期间，均反复出现水平方向振动超标问题，现场采取了多种手段进行处理，如现场调整电机、互换工位、电机返厂改造改型等，但均只能暂时解决振动超标的问题，电机在运转约3个月后会再次出现振动超标现象，虽然现场花费了大量的人力、物力，但仍未能彻底解决该问题。

根据前期累积的各项处理经验，可以基本判定其原因为整体设备固有频率共振，但由于涉及基础、底座、电机、附属设备、管道，处理难度很高。

2 现场技术调研及对比分析

为彻底解决该电机的振动问题，我们协同现场进行了大量的技术调研和检测、测试，分别对两个厂家供货的同参数设备及配套同型号佳木斯电机进行了相关数据的检测，并进行对照分析（以A、B作为厂家代码，设备以厂家代码+工位代码进行区别，其中B厂家无振动问题）：

①A公司供货的A-D33电机运行振动数值、频谱；

②A公司供货的其他电机A-D32/D12/D33/P26/D21/D13/D22/D23/D11频谱数据；

③B公司供货的B-P32、B-P36电机带底座的固有频率；

④A公司供货的A-D33电机放置在另外厂家供货的B-D46电机底座上，测量固有频率。

3 现场实际测试记录及对照结果

3.1 A公司供货的3号电机测量结果

A-D33电机（空载水平振动超标，高达7.0mm/s），测量带底座的水平方向固有频率，测得数值为104.42Hz。A-D33电机运行时，水平方向振动数值（地脚螺栓紧固）高达6.9mm/s，严重超标，频谱数据为104.42Hz。

在A-D33电机运行期间，将电机一侧的地脚螺栓松开，电机自身振动数值大幅下降，最高为1.2mm/s。A-D33电机停运后，测量地脚螺栓松开时的电机+底座的水平方向固有频率，测得数据为43.69Hz，如图1。

3.2 A公司其它电机测量结果

下表为A公司其它电机固有频率的测量结果，如下表：

3.3 B公司电机频谱测量

对照测量B公司供货的B-P32、B-P36固有频率，数据如下：

3.4 AB公司电机工位互换测量

将A-D33电机放置在B厂家供货的B-P34电机底座上，测得水平方向上固有频率为112.5Hz。

4 根本原因分析

对上述现场测量数据进行分析可以看出，振动高的电机其水平方向固有频率均在100Hz±10%范围内，因此可得出结论，A厂家泵组底座和加电制造的配套电机配套安装后，水平方向上耦合固有频率接近电机运转时的电磁激振频率（100Hz），从而引起电机结构共振，导致振动超标。

5 最终处理方案及运转验证

鉴于供货设备本身已定型，不便进行修改，因此最终确定处理方案为加固底座，即通过增加设备底座重量（补焊钢板配重）改变底座的固有频率，从而改变整体设备的固有频率，消除共振，解决振动问题。

底座加固后重新进行设备运行试验，发现振动明显下降并稳定在2.0mm/s左右；对其它各台设备的底座陆续进行加固处理，发现经过连续约一年的长期运转，其相关振动均稳定在2.0 mm/s以下，这说明该振动复发问题最终得到圆满解决。

6 结语

近年来，国内制造行业由于竞争压力，普遍在进行“降本增效”。如将原本憨实的铸造底座改为焊接式，同时焊接用板材厚度也一降再降，設备质量也在不断减轻、结构厚度较薄，由此导致各种振动问题频发。并且工厂的出厂试验通常是不带底座进行试验的，因此在工厂内难以发现问题，而在工程现场发现时处理手段又比较单一，只能通过一些补救措施来处理，由此给工程造成困扰，须知过犹不及，必须做好改进的合理化。