- 概況
振動(dòng)監(jiān)測(cè)＃1機(jī)組兩臺(tái)凝結(jié)水泵從2006年7月5日開(kāi)始帶負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)量電機(jī)上端部水平位置最大振動(dòng)值為230μm，為了分清電機(jī)與泵對(duì)產(chǎn)生振動(dòng)的影響，對(duì)1機(jī)兩臺(tái)凝結(jié)水泵進(jìn)行了拆開(kāi)聯(lián)軸器，電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行空載運(yùn)行，測(cè)試中發(fā)現(xiàn)電機(jī)空載振動(dòng)最大的水平位置（最大振幅110μm），振動(dòng)方向與凝結(jié)水泵進(jìn)出水管的走向一致。
1. 診斷分析
造成水泵振動(dòng)的因素眾多，而且比較復(fù)雜。主要有以下方面：
（1）電機(jī)電氣方面引起的原因：電機(jī)匝間短路、三相電流不平衡、電磁不平衡等。
（2）電機(jī)機(jī)械方面引起的原因：1）電機(jī)軸、軸承之間的間隙值未配合合適，可能導(dǎo)致電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)擺振，甚至使會(huì)電機(jī)軸承溫度升高，損壞軸承縮短軸承壽命，電機(jī)上軸承采用角接觸球軸承的特殊結(jié)構(gòu)，安裝在上端蓋內(nèi)，承受轉(zhuǎn)子自重及徑向負(fù)荷，下軸承為深溝球軸承，僅承受徑向負(fù)荷，電機(jī)軸承只能承受電機(jī)本身轉(zhuǎn)子的重量；2）電機(jī)定、轉(zhuǎn)子實(shí)際平均空氣間隙值是否在規(guī)定值內(nèi)；3）轉(zhuǎn)子不平衡或軸承損壞：如電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡、軸承間隙過(guò)大、裝配不正確導(dǎo)致電磁場(chǎng)不均勻。
（3）泵體安裝方面引起的原因：泵安裝設(shè)計(jì)及裝配偏差引起的振動(dòng)。
（4）傳動(dòng)軸的渦動(dòng)、超負(fù)荷引起的振動(dòng)、出口湍流振動(dòng)、泵組整體軸系不平衡等。
（5）土建基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工的缺陷。我們從設(shè)備安裝主要環(huán)節(jié)開(kāi)始排查：即從泵的基礎(chǔ)、安裝的垂直度、聯(lián)軸器對(duì)中情況、電機(jī)的本體質(zhì)量情況等方面著手。檢查過(guò)程如下：
3.1電機(jī)與水泵的地腳螺栓是否緊固。如地腳螺絲松動(dòng)，勢(shì)必造成電機(jī)水泵運(yùn)行振動(dòng)增大。檢查地腳螺絲緊固無(wú)松動(dòng)，基礎(chǔ)面水平誤差在0.1mm以內(nèi)。
3.2 電機(jī)與泵的中心調(diào)整是否在規(guī)定范圍之內(nèi)。中心不正是引起振動(dòng)增大的常見(jiàn)原因之一。檢查電機(jī)與泵的中心偏差值為30μm，在合格范圍內(nèi)。
3.3 立式電機(jī)與水泵的聯(lián)軸器之間軸向熱脹冷縮有無(wú)足夠的間隙。確保兩半聯(lián)軸器間能夠自由地沿軸向連續(xù)運(yùn)行，必須有一定的伸縮量，否則可能造成電機(jī)在熱態(tài)時(shí)振動(dòng)值增大。轉(zhuǎn)子的預(yù)計(jì)軸向熱脹冷縮 與定子架的長(zhǎng)度成正比，伸縮量可利用公式大約計(jì)算出來(lái)：熱脹冷縮量 α=10 X 10-6K-1 ΔT=50K（對(duì)于AMA、AMB和AMK）或80K（對(duì)于AMH和HXR） L=框架長(zhǎng)度（mm） 檢查電機(jī)與水泵的聯(lián)軸器之間有1mm間隙，大于計(jì)算值電機(jī)伸縮量0.8mm，電機(jī)軸向有足夠的熱脹冷縮量。
3.4拆開(kāi)兩臺(tái)凝結(jié)水泵的聯(lián)軸器連接螺絲進(jìn)行電機(jī)空載運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)電機(jī)振動(dòng)最大的水平位置（最大振幅110μm）與凝結(jié)水泵進(jìn)出水管的走向一致，懷疑管道與泵之間存在管道應(yīng)力，可拆除管道連接螺絲，使泵體獨(dú)立，再重新啟動(dòng)電機(jī)振動(dòng)還是沒(méi)有減少。將測(cè)振表放在振動(dòng)最大水平位置上，停運(yùn)電機(jī)，此時(shí)電機(jī)振幅未見(jiàn)明顯減少，轉(zhuǎn)速是慢慢地降下來(lái)了，而振幅也跟隨慢慢地下降，根據(jù)湘潭電機(jī)廠電機(jī)的出廠試驗(yàn)報(bào)告，電機(jī)出廠時(shí)的振動(dòng)測(cè)試值為21μm，故可以暫時(shí)排除電機(jī)方面。
3.5在電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，通過(guò)在電機(jī)底座泵支撐法蘭出水口側(cè)加千斤頂?shù)霓k法，增加泵支撐法蘭機(jī)械強(qiáng)度和改變基礎(chǔ)臺(tái)板的受力方向，如圖1所示位置，可使電機(jī)振動(dòng)大副減小至79μm，電機(jī)振動(dòng)值在規(guī)定范圍內(nèi)，而在對(duì)面?zhèn)燃忧Ы镯攨s使電機(jī)振動(dòng)值增大。將電機(jī)底座與泵支撐法蘭連接處的固定連接螺母逐步松開(kāi)，使電機(jī)與泵支撐法蘭間的連接從剛性連接變?yōu)槿嵝赃B接時(shí)，電機(jī)上方的振動(dòng)值立刻減少至35μm，電機(jī)方面的主原因可以排除，因此初步估計(jì)可能是水泵支撐法蘭剛度不夠。
3.6 電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，由湘潭電機(jī)廠技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電機(jī)運(yùn)行做相位、頻譜試驗(yàn)作進(jìn)一步分析，1倍轉(zhuǎn)速頻率在振動(dòng)頻譜中占成分不多，同時(shí)存在少量的2、4、5倍轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率，且振動(dòng)信號(hào)相位在120度區(qū)域范圍內(nèi)不斷變化，沒(méi)有一個(gè)比較穩(wěn)定的不平衡量相位，說(shuō)明轉(zhuǎn)子平衡值在合格范圍內(nèi)。結(jié)果顯示引起振動(dòng)大的原因應(yīng)不在電機(jī)本體上。
4、原因 通過(guò)以上各種試驗(yàn)和分析排除，我們認(rèn)為凝結(jié)水泵振動(dòng)可能與地腳基礎(chǔ)強(qiáng)度和水泵支撐法蘭剛度不夠有關(guān)，由于各產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能的富裕量減少和考慮附加影響不足等原因，綜合各產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的薄弱點(diǎn)和安裝、制造的因素的疊加而使凝結(jié)水泵運(yùn)行整體穩(wěn)定性能有所下降，有其它間接設(shè)備缺陷外因的影響就可以使電機(jī)振動(dòng)值超標(biāo)。各專業(yè)組成員的再次到現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查B凝結(jié)水泵，發(fā)現(xiàn)泵支撐法蘭臺(tái)板與混凝土的結(jié)合處有細(xì)小的裂紋，再往泵支撐法蘭臺(tái)板底內(nèi)下檢查，發(fā)現(xiàn)泵支撐法蘭臺(tái)板底部與墊塊之間有較多的空隙未完全灌漿，可能造成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不夠牢固。經(jīng)過(guò)專業(yè)組成員討論決定，在泵支撐法蘭臺(tái)板與水泥基礎(chǔ)間進(jìn)行加固強(qiáng)化，用墊鐵分別插入泵支撐法蘭臺(tái)板與水泥基礎(chǔ)兩邊接合面之間，并用鐵錘打緊緊固，重新啟動(dòng)電機(jī)空載運(yùn)行，結(jié)果令人感到欣慰，發(fā)現(xiàn)B泵電機(jī)的振動(dòng)幅值由最大的110μm降為48-50μm。證明了問(wèn)題核心所在是地腳基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠與泵支撐法蘭臺(tái)板剛度欠佳是引起振動(dòng)原因最大懷疑對(duì)象。為了進(jìn)一步證實(shí)振動(dòng)起因與電機(jī)本體關(guān)系，決定重新慢慢地松開(kāi)電機(jī)座與泵支撐法蘭之間的緊固螺母，電機(jī)上端部水平位置振動(dòng)幅值下降為28μm（與電機(jī)出廠報(bào)告中的數(shù)據(jù)21um接近）。由此可見(jiàn)，水泥基礎(chǔ)二次灌漿未將所有空隙灌滿是引起振動(dòng)的根本原因，而泵臺(tái)板的剛度欠佳，遇到一定擾動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，加劇了振動(dòng)幅值的增加。
5、處理 召集各專業(yè)組成員分析找到造成凝結(jié)水泵振動(dòng)的原因是：
（1）二次灌漿存在缺陷
（2）可能泵支撐法蘭臺(tái)板剛度欠佳。為徹底解決二次灌漿缺陷和提高泵支撐法蘭臺(tái)板的剛度性能，各專業(yè)組成員決定在兩臺(tái)水泵的鑄鐵臺(tái)板上鉆四個(gè)φ25mm的灌漿孔（如圖2），使水泥基礎(chǔ)與泵支撐法蘭臺(tái)板結(jié)合在一起，提高泵座的整體穩(wěn)固性。使用高質(zhì)量不收縮混凝土，采用帶壓膨脹灌漿方式，在灌漿前必須把所有的空隙和墊塊部位的灰塵全部用水沖洗干凈，灌滿混凝土，以免引起混凝土出現(xiàn)裂紋或混凝土基礎(chǔ)結(jié)合不良的情況發(fā)生。在二次補(bǔ)灌漿水泥經(jīng)過(guò)五天時(shí)間的固化后，A、B凝結(jié)水泵電機(jī)做空載及校正中心帶負(fù)荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)最大振動(dòng)幅值A(chǔ)泵為73μm -76μm、B泵為32μm，帶負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)最大振動(dòng)幅值A(chǔ)泵為45μm、B泵為50μm，＃1機(jī)A、B凝結(jié)水泵振動(dòng)值在80μm合格范圍之內(nèi)，屬于優(yōu)良等級(jí)。
6、結(jié)論 ＃1機(jī)組A、B凝結(jié)水泵經(jīng)過(guò)五個(gè)多月的運(yùn)行，振動(dòng)值在40μm-55μm之間，符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行中的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備都存在著不同程度振動(dòng)，根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，允許轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)值在一定范圍內(nèi)運(yùn)行，而當(dāng)振動(dòng)超過(guò)規(guī)定的允許值時(shí)，便會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)行和設(shè)備的壽命，應(yīng)及時(shí)找出原因并采取相應(yīng)措施消除它。立式凝結(jié)水泵組振動(dòng)值超標(biāo)是電廠存在的一個(gè)較普遍問(wèn)題，涉及設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修質(zhì)量和運(yùn)行方式等多方面的原因，其中任一個(gè)環(huán)節(jié)、任一套工序出現(xiàn)偏差都有可能造成振動(dòng)增大或設(shè)備損壞。因此要凝結(jié)水泵組有較好的運(yùn)行性能，凝結(jié)水泵組振動(dòng)在合格范圍內(nèi)，要求相關(guān)方嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、合理施工，正確選擇和使用材料，嚴(yán)要求、高標(biāo)準(zhǔn)，精細(xì)施工，切勿留下工程隱患。各專業(yè)組之間相互密卻配合，把好泵、電機(jī)的安裝檢修質(zhì)量的每一個(gè)關(guān)卡，就一定能解決設(shè)備的振動(dòng)問(wèn)題，確保機(jī)組的正常安全運(yùn)行。
