1000MW机组循环水泵双速电机振动原因分析与处理

第37卷第1期华电技术Vol.37 No. 12015年1月Huadian TechnologyJan. 20151000MW机组循环水泵双速电机振动原因分析与处理曹景芳(华电国际邹县发电厂; ,山东邹城273522)摘要:介绍了国内1000MW机组YKSL3650-16/2600型循环水泵电机双速改造后出现的定子部分振动较大的异常情况,通过诊断找到振动的原因为100Hz共振,采取减小磁势不平衡量的方法解决了振动问题。关键词:YKSL3650 - 16/2600型循环水泵;电机;双速改造;共振中图分类号:TM 621文献标志码:B文章编号:1674 - 1951(2015)01 -0030 -04.大修:工作,委托某电机公司对8A和8C循环水泵电1循环水 泵电机概述机进行双速改造,将2台16极循环水泵电机改造为某电厂“8机组为2007年投产的1000MW机组，16/18极(高速时16极,低速时18极)双速电机。配置有3台循环水泵和1台辅助冷却水泵。循环水2改造的主要内容泵电机的型号为YKSL3650 - 16/2600 - 1,功率为3 650kW ,额定电压为10000 V ,额定电流为279. 6A,(1)不更换原有定子线圈及转子,通过改变定子16极单速运行,绝缘等级为H级。配套的水泵型号线圈端部接线方式达到改变极对数实现调速目的。为88LKXA - 30.3,系立式单级导叶式、内体可抽出式(2)改造后的双速电机参数。16 极:额定功率，混流泵,流量为33480m/h,扬程为30.3m,效率为3650kW ;额定转速,370 r/min;额定电流,279.6A。87.1%,必需汽蚀余量为8.47m,输送介质为淡水。18极:额定功率,2560kW;额定转速,330r/min;额在2014年进行的*8机组大修中,根据节能需定电流,208 A。求对A,C2台循环水泵电机进行节能改造。在制(3)在电机侧面安装--个调速端子接线箱,通订方案时,考虑变频改造和双速改造2种方案。过更改调速箱内的引出线连接压板实现调速,原电(1)变频改造是通过加装高压变频器对循环水源引出线位置不变。泵电机转速进行调速控制,需要增加变频设备。变(4)电机改造后绝缘等级不变(H级)。频调速为无级调速,调速范围广,适用于各类交流电(5)绕组干燥后,进行整体真空浸漆。动机,节能效果好。但电厂高电压、大功率电机的变3改造后出现的异常及诊断分析频装置价格昂贵、技术要求高、维护费用高故障率高,因此变频调速节能方案受到-定的限制。改造后，*8机组C循环水泵首先试转,在进行(2)双速改造是将原单速电机改成单绕组双速高速(16极)空载测试及带负荷运行测试时发现:电电机。这种方法是利用电机本身条件，将电机从单机定子部分振动较大,有明显沉闷异音,强度达速改为双速,泵的负载高时用高速,负载低时用低80~85dB,“8机组A循环水泵电机试运行时也存速;其改造费用低、改造周期短、维护简单、性价比在同样情况。在试运行过程中，使用振动分析仪高,在国内应用较多,但因电机仅有2种速度,节能(配置有三轴加速度传感器)和Vm-63a振动表采效果不如变频装置。集振动信息,分析造成振动的原因。经充分论证和分析,综合考虑循环水泵电机变3.1高速(16极)空载测试频改造在国内的应用实例较少且投资大、回收期较中国煤化工长,认为第2种方法比较符合当前需求。对循环水YHCNMHG南北向为15um,东西泵电机进行双速改造,可增加循环水量调节的灵活向为15μum,轴向为20μm;电机非负荷侧:南北向性,满足不同季节的供水需要。因此,结合*8机组为 24 pum,东西向为33 μum,轴向为17 um。(2)振速。电机负荷侧:南北向为1. 11 mm/s,收稿日期:2014-08 -08;修回日期:2014-10-14东西向为1.25mm/s,轴向为5.75mm/s;电机非负第1期曹景芳:1000MW机组循环水泵双速电机振动原因分析与处理●31荷侧:南北向为1. 36 mm/s,东西向为1. 26 mm/s,轴(2)振速。电机负荷侧:南北向为0. 505 mm/s,向为0.616 mm/s。东西向为0.807mm/s,轴向为1.76mm/s;电机非负3.1.2电机定 子部分振动值荷侧:南北向为1.77 mm/s,东西向为1. 43 mm/s,轴电机定子部分振动较大,振动最大位置处振速向为1. 46 mm/s。为19.50mm/s,位移为98μm。3.2.2电机定 子部分振动值3.1.3频谱分析电机定子部分振动最大处振速为18.7mm/s,从图1、图2可以看出:电机非驱动端主要振动位移为96 μum,振动值较大。频率为3x转速频率以及100Hz,3x转速频率振速3.2.3频谱分析为1.00mm/s,100Hz振速为0.75mm/s;驱动端主从图3、图4可以看出:电机非驱动端主要振动要振动频率为100Hz,振速为5.60mm/s。频率为3 x转速频率以及100Hz,3 x转速频率振速3.2高速(16极)带负荷试运行测试为1.67mm/s,100Hz振速为0.49mm/s;电机驱动3.2.1电机轴承部位 振动值端主要振动频率为100Hz及其谐波频率,100Hz振(1)位移。电机负荷侧:南北向为11 um,东西速为0.91 mm/s。向为14μum,轴向为17μm;电机非负荷侧:南北向为3.3低速(18 极)带负荷试运行情况20um,东西向为48μum,轴向为16μm。低速运行时电机有轻微异音但声音较高速运行00_1X2x3X4x5X6X7x8X9x一- 2014-03-13 375 rmin磉.0-0.8-0.6-0.4 F二一2014-03-1 35 Frmin区1.0-0.6- .0.2-1 !▼7↓1，of六2014-03-13 373 dmin 8.8言0.4-204508012014016200220频率/Hz图1空载测试电机非驱动端轴承频谱图71x2x3x4x5x6X7x8X9x100一- 2014-03-13 375 r/min8一2014-03-13 375 v/min区0上一一2014-03-13 375 rhmim 8中国煤化工MHCNMHG昌0408160180图2空 载测试电机驱动端轴承频谱图.32.华电技术第37卷2.0厂1X2x3x4X5x6X7x8X9x一- 2014-03-24 374 r/min磉1.20.4外F二2014 03-24 374 emin区~ 1.6愿高0.8联0.o➢- 2014-03-2 374 dmin 81.6-0.80204(8(10012160180200220频率/Hz图3带负荷试运行电机非驱动端轴承频谱图001x 2x 3x4x5X 6X7x 8X 9x一- 2014-03-24 374 Thmin 8.0F0.6-量0.4 F0.2-0广F - 2014 03-24 374 rimin 8.0一0.8-晶悬00.2of一2014-05-4 354 drmin区.0 F.8-508C80图4带 负荷试运行电机驱动端轴承频谱图时明显减小,电机本体部分振动值也明显减小,检查电机的固有频率振动,造成了机械与电磁的共振,所气隙及轴承间隙均在正常范围内。以电机机座部分振动值大,而声音沉闷是100Hz共3.4其他同类型循环水泵电机振动情况振的一个显著特征。为了进一步分析#8机组C循环水泵电机出现4处理措施的异常,对正在运行的同型号#7机组B循环水泵电机进行了振动测量,频谱图如图5、图6所示。一般消除电机100 Hz共振现象有2个措施:改由图5、图6可以看出,频谱图中100 Hz成分较小。变电机的固有频率和减小磁势不平衡量。改变电机3.5电机固有 频率测试的固有频率,可通过改变其机械强度的方法来实现，综合运行测试特征，*8机组C循环水泵电机主但由王宁子结构有旮于法通过计算或模拟的方法要异常为存在较高幅值的100Hz成分,存在明显的给中国煤化工,且改机械性能后若仍电气故障,分析为100Hz共振。为此，对电机铁芯不能:YH.CNMHG:能难以恢复原状。减和机座的固有频率进行测试,发现电机铁芯的固有小磁势不平衡量即削弱电磁激振力,以减小固有频频率约96Hz左右,机座固有频率约100Hz,两个频率的共振响应。率重叠,而100Hz的电磁频率在所有电机中都普遍经过多方面的分析与讨论,认为减小磁势不平存在且无法消除。电磁频率产生一个激振力,激发衡量是最为可行的方案。经设计分析,对电机电磁第1期曹景芳:1000MW机组循环水泵双速电机振动原因分析与处理33.1x2x3x4X5x6x7x8x9x100➢- 2014-03-25 355 Train 夥.8-0.6-.2 tMLo。 一- 24-0-25翁min区.6-易0.4-➢- 2014-03-号5 35 rin 80.8-0.6- .204(508(0012140160180200频率/Hz图5°7机组B循环水泵电机非驱动端轴承频谱图1X2x3x4X5X6X7x8x9x-- 201-03-25 375 rhmin四0.200.160.1204.，! jWihiwlrt↓P-204-03-25 筇YminN_0.20冒0.12晶要0.08华0.0404个= 2014-03-25 33 r/mim区0.20 |0.080.044080图6*7机组B循环水泵电机驱动端轴承频谱图方案进一步优化,重新设计电机的定子线圈,并重新方法,可为转动设备的振动故障分析与处理提供排列其极相组分布,降低磁势不平衡量,削弱电磁激参考。振力,将机座和铁芯的振动值降至-个合理的范围。参考文献:处理后,高、低速空载运行时,电机定子机座部分振.速都在1mm/s以下。带负荷运行时,电机非负荷侧[1]方昌勇,陈更双速改造在发电厂循泵电机节能中的应轴承位移值:南北向为15 μm,东西向为43 μum,轴向用[J].浙江电力,2011(12):74 -77.为24μm;振速值:南北向为0.7mm/s,东西向为1.7[2]陈长征,胡立新,周勃,等.设备振动分析与故障诊断技mm/s,轴向为1.4mm/s。从测量的频谱图看,100术[M].北京:科学出版社,2007.i点检及故障诊断案例分Hz频率消失,完全消除了循环水泵电机共振现象。中国煤化工,2010YHCNM HG5结束语(本文责编:刘芳)*8机组C循环水泵电机双速改造后出现的振作者简介:动是100Hz共振引起的,通过减小磁势不平衡量消曹景芳(1976- -),女 ,山东汶上人,高级工程师,从事振除了振动故障。分析过程中采用的振动诊断与分析动诊断与分析工作( E-mail :afj5661 @ qq. com)。