一台600MW机组两台凝结水泵的低频共振故障

马思聪/文 杭州意能电力技术有限公司

1.    振动概述

2018年5月，某600MW机组C级检修后，在运行中发现凝结水泵B振动在20μm至100μm范围之内波动，并且两台凝结水泵有共振现象。针对此振动现象，对该凝结水泵进行振动测试分析。

2.    设备简介

2号机组凝结水泵的水泵本体是由苏尔寿（英国）有限公司生产的型号为BDC450-490D+3S/33的水泵，电机是由芬兰ABB有限公司生产的型号为AMA 500L 4A的三相异步鼠笼式电动机，额定转速为1500r/min，布置方式为立式布置，其中凝结水泵A为变频运行，凝结水泵B为工频运行。

3.    振动测试与分析

3.1振动测点布置

对凝结水泵B的电机自由端和水泵推力轴承处各布置两个速度传感器，X方向为垂直水流方向，Y方向为平行于水流方向，X方向与Y方向之间呈90度布置，键相探头为垂直水流方向，布置在水泵推力轴承位置，其探头布置图见图1、图2。

               

图1 电机自由端探头布置俯视图    

  图2水泵推力轴承探头布置俯视图

3.2振动测试过程

3.2.1第一次振动测试

对凝结水泵B进行振动测试，发现电机自由端X方向振动47μm至114μm波动，Y方向振动66μm至222μm波动，水泵推力轴承X方向振动12μm至32μm波动，Y方向振动26μm至93μm波动，振动频谱图以12.5Hz的低频分量为主，1X倍频分量较小，同时对停运的凝结水泵A进行测量，振动频谱图也以10Hz的低频分量为主，其振动频谱图见图3、图4。

图3 凝结水泵B自由端Y方向频谱图

图4 凝结水泵A（停运）水泵推力轴承Y方向频谱图

3.2.2第二次振动测试

停止凝结水泵B运行，启动凝结水泵A至工频运行方式，同时测量凝结水泵A电机驱动端，发现凝结水泵A振动频谱以12.5Hz低频分量为主，停运的凝结水泵B振动频谱以10Hz低频分量为主，见图5、图6。

图5 凝结水泵A电机驱动端Y方向频谱图

图6 凝结水泵B（停运）电机驱动端Y方向频谱图

3.2.3第三次振动测试

将凝结水泵A运行方式切换至变频运行，同时测量凝结水泵A、B电机驱动端，测量期间凝结水泵A转速为1080r/min左右时，振动频谱以1X倍频为主，10Hz的低频分量减小，见图7、图8。

图7 凝结水泵A电机驱动端Y方向频谱图

图8 凝结水泵B（停运）电机驱动端Y方向频谱图

3.2.4 振动分析

通过上述振动数据可知，凝结水泵A、B在工频运行方式下和变频运行下，不论是运行泵或停运泵的振动频谱中都存在10Hz~12.5Hz的低频分量,且基频分量较小，可以排除质量不平衡的可能。

在工频运行方式下低频分量较大，变频运行方式下低频分量较小，且与转速频率无关，说明凝结水泵A、B在结构上存在低频共振的故障现象。

4.    结论

经过振动测试，2号机组凝结水泵A、B存在低频共振的故障现象，以改变凝结水泵固有频率和检查共振传递途径为目的，建议对凝结水泵A、B作以下措施：

（1）对凝结水泵的管道、水泥底座进行振动测试，检查管道支吊架、水泥基座是否存在失效、开裂等故障现象。

（2）对凝结水泵电机进行边加钢柱支撑边进行振动测试，尝试改变其固有频率，并观察振动变化趋势。

（3）如果（2）措施效果不明显，最后对凝结水泵进行结构建模计算，尝试在电机结构上进行固有频率的改变，例如将电机旋转45度等措施。

（4）对该其他机组的凝结水泵进行测试，检查是否也存在此振动现象。

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来源：汽机监督（ID：qijijiandu）