13-黄岛发电厂3机7给水泵基础振动故障监测诊断报告- 黄鹤松等

黄岛发电厂#3机#7给水泵基础振动故障监测诊断报告黄鹤松李洪军谢卫乐李振辉（黄岛发电厂邮编：266500）摘要：本文介绍黄岛发电厂成功运用RA-ENTEK的机器设备状态检修系统检测和诊断了#3机#7给水泵基础故障的应用实例关键词：发电厂水泵状态监测基础故障1.前言黄岛发电厂于2001年11-12月利用美国RA-ENTE公司状监测系统对#3机#7给水泵进行常规在线和离线检测中发现，#3机#7给水泵电机振动大。经过反复检测分析找到了故障的根源是该电机的钢板焊接固定座基础垂直方向刚性差，与混凝土基础之间没有填实，其本身剧烈振动。并据此提出了针对性的改造措施建议，这样为根本排除该故障创造了条件，防止了设备故障的进一步恶化和扩大，为避免辅助设备损坏而影响主机安全运行提供了保障。2.#3机组#7给水泵电动机概况#3机#7给水泵由一台功率为5500千瓦，转速为2978转/分的电动机通过联轴器直接驱动。该电动机固定在一块铸钢底板上，然后再固定到二块平行的大钢板焊接底座上，最后固定到钢筋混凝土基础上。二块钢板焊接底座的中间部分没有填充满混凝土，致使电动机轴承座存在底下悬空情况。图1为该电动机结构示意框图，给出了整个电动机的各轴承座振动监测位置，各机器的主要参数等。9v6v8v7v5v4v3v2v1v91v81v71v61v51v41v31v21v11v图1#3机#7给水泵机组电动机及其基础结构示意框图3.振动监测系统及相关的标准为了全面监测#3机#7给水泵电动机机组振动大的原因，查清振动故障源，专门详细监测电动机各固定部位及基础的振动分布，以判断振动源并采取有效措施排除振动故障。为此，我们专门布置了如下测点(详细见图1)，这些测点为：1v~9v铸钢固定底座与钢板焊接固定底座连接的钢板焊接固定底座上的测点；11~91v为相对于钢板焊接固定底座上地面的测点；并且，对电动机两个轴承座所连接的铸钢固定底座及其基础的振动也作了全面监测和分析，以便更好的帮助分析电动机振动大的根本原因和排除故障。根据ISO10816/3标准规定，#3机#7给水泵电动机都属于第一组大型机器，即额定功率大于300千瓦，小于5万千瓦，在刚性基础上的大型机器；转轴高度H315毫米的电动机，它们的振动评定标准为：评定区域A/B：振动位移有效值29微米；振动速度有效值2.3毫米/秒，即，轴承座振动小于29微米有效值或小于2.3毫米/秒有效值，机器属于新机器振动品质(A区域)；评定区域B/C：振动位移有效值57微米；振动速度有效值4.5毫米/秒，即，轴承座振动大于29微米有效值或2.3毫米/秒有效值，小于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，机器属于可以长期运行(B区域)；评定区域C/D：振动位移有效值90微米；振动速度有效值7.1毫米/秒，即轴承座振动大于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，小于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，机器属于不宜长期运行，应该安排检修(C区域)；如果轴承座振动大于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，机器将损坏(D区域)。轴承座振动测量频率范围从5.3赫兹至1000赫兹，即318转/分至60000转/分(注：ISO10816/3标准规定的振动测量频率范围为10赫兹至1000赫兹)。4.振动监测结果及故障分析诊断表1列出了2002年01月6日#3机#7给水泵电动机钢板底座和基础的振动值，表2则列出了电动机两个轴承座焊接钢板与基础的振动值。表3给出了两个轴承的多个频谱以便于观察分析故障原因。表1、2002年01月06日#3机#7给水泵电动机钢板底座与基础振动值(N=2980分)测点1v11v2v21v3v31v4v41v5v51v6v61v7v71v8v81v9v91v振动值（µm）383239366332383038323730272526232018表2、2002年01月06日，#3机#7给水泵-电动机轴承座振动值(N=2980转/分)测点1v11v2v21v3v31v振动值（µm）3980814737注：上表为电动机靠偶合器侧轴承座与基础振动值测点1v11v2v21v3v31v振动值（µm）665493914441注：上表为电动机自由侧轴承座与基础振动值以下给出轴承频谱图2002年01月06日电动机自由端垂直向速度频谱图2002年01月06日电动机自由端垂直向位移频谱图2002年01月06日电动机自由端水平向速度频谱图2002年01月06日电动机自由端水平向g’s频谱图2002年01月06日电动机靠偶合器水平向速度频谱图2002年01月06日电动机靠偶合器垂直向速度频谱图从表1和表2中观察对比可以看出基础存在问题是故障的主要来源。估计钢板与基础间的垫铁部分混凝土已经发生松动，导致与基础相连接的两块钢板刚性很差，已不能很好的支撑电动机。特别反映在电动机两侧轴承座的振动值已严重超标。并且从轴承的频谱图上发现二倍频松动的象征。电动机轴承座振动频谱十分清楚地表明，垂直向振动主频率分量全部都是一倍转速频率，水平向振动主频率分量全部都是二倍转速频率。我们进一步研究分析表1和表2，这些数据非常清楚的显示，整个基础振动剧烈，但是，所有的电动机地脚螺栓固定，以及铸钢固定座地脚螺栓固定良好，没有相对松动。但是，钢板焊接固定座本身刚性很差，钢板与基础间的垫铁可能由于混凝土灰质不合格而发生松动，因此导钢板本身剧烈振动。本次振动测量中为了很好的找出电动机振动的原因，就将电动机与偶合器和给水泵分离开来独自运行，并且电动机两侧轴承均为滑动轴承，因此不存在滚动轴承故障和联轴器对中不良。5.诊断结论及建议#3机#7给水泵电动机振动，按照ISO10816/3标准评定为D区，即：机器振动处在该区域，通常考虑其振动烈度足以导致机器损坏。因此该机组不能在那种状态下安全运行；我们诊断其超标的根本原因是该电动机的基础(特别是钢板焊接固定座)设计不当，基础本身剧烈振动。因此，建议为了保障机组安全运行，应该考虑尽快改造此基础的钢板焊接固定座，加强刚性，垫铁混凝土应重新灌注。参考文献[1]ISO10816/1-1995机械振动在非旋转部件上测量和评价机器振动第一部分[2]ISO10816/3-1995机械振动在非旋转部件上测量和评价机器振动第三部分[3]大型旋转机械振动烈度现场测量与评定[4]罗克韦尔公司振动故障分析与诊断手册作者简介：黄鹤松：男，1963年生，工程师，毕业于山东师范大学热能工程专业，现为黄岛发电厂生产部设备监测中心负责人。