鲍宇 周则星
（海南核电有限公司技术支持处 海南海口）
摘要：海南昌江核电厂1号机组调试过程中电动辅助给水泵出现了振动超标问题，本文通过介绍该泵的故障分析及处理过程，提出电机软脚造成泵振动超标的可能性，同时给出在不能确定故障原因的情况下，消除故障源解决振动问题的思路，供解决类似问题时参考借鉴。
关键词：电机软脚泵 振动共振
1 前言
海南昌江核电厂使用的电动辅助给水泵为卧式多级泵，级数为9级，每级5个叶片，额定转速2980r/min，中心高450mm，振动标准为4.5mm/s[1]，泵驱动端及自由端轴承均存在不同程度的振动超标问题。
2 振动原因分析
在对设备进行初步振动数据采集之后，发现驱动端轴承振动频谱（图1）与自由端轴承振动频率（图2）主要振动频率相差较大，判断两侧轴承振动超标是由不同故障引起，需单独进行分析。
2.1 自由端轴承故障分析
自由端轴承振动主要频率为99.84Hz，此频率介于设备二倍频（99.33Hz）和电网二倍频（100Hz）之间。若为设备二倍频，则主要考虑对中、轴弯曲等问题；若为电网二倍频，则主要考虑电气故障（常见于电机）。在初步观察频谱后，重点怀疑对中、轴弯曲的问题，为确保准确，针对0-120Hz进行分辨率为0.02Hz的频谱细化，最终确定故障频率为100.09Hz——电网二倍频，为电气故障。
2.2 驱动端故障分析
驱动端轴承振动主要频率为498.11Hz，高频振动首先怀疑为轴承故障频率，其次为叶片通过频率。该泵驱动端轴承为SKF-N314ECP。经过计算，N314ECP轴承FTF=20.46Hz，BSF=133Hz，BPFO=245.47Hz，BPFI=354.53Hz，可以确定498.11Hz并非轴承故障频率。
该泵叶片通过频率为249.2Hz，二倍频498.4Hz与498.11Hz相一致。但观察泵驱动端水平方向振动频谱，没有明显的一倍叶片通过频率，在之前水泵振动处理过程中，已对该泵进行彻底解体检查，确定水力部件并无问题，且设备运行流量满足小流量运行需求，在同机组另外一台辅助给水泵上，相同流量运行并没有叶片通过频率二倍频振动高的问题。怀疑水泵某个装配部件的固有频率与叶片通过频率二倍频接近，形成共振，表现为叶片通过频率二倍频振动高。
针对设备振动的特殊情况，决定先确定振源后再想办法消除。从泵驱动端轴承开始，分别测量驱动端轴承、泵低压区泵壳、中压区泵壳、高压区泵壳及自由端轴承。测量后发现，498.11Hz振动只出现在驱动端轴承盖位置，低压区泵壳有微弱498.11Hz振动出现，中、高压区域泵壳及自由端轴承均采集不到此频率。通过此现象判断，振源在驱动端轴承位置，低压区泵壳采集到的振动频率是振源传递所致。由于轴承室内具体共振部件不能确定，采取整体更换轴承室的方式，以期解决共振问题。在更换轴承室后，再次进行试车。经两小时试车后，水泵振动稳定在合格范围之内。至此，该泵振动问题得到解决。
3 总结
造成该设备振动超标的故障原因均较为少见。对于转速在3000转附近的设备，如果在泵侧采集到50Hz、100Hz附近的频率，不应只考虑泵的转速频率，也有可能是电机故障产生的频率，通过轴系传递给泵，进行相应频率的频谱细分明确故障频率则更为妥当，避免出现分析失误。而在面对故障时，无法短时间内确定故障原因进行解决，则可以考虑先确定振源，如振源较易消除，振动故障同样可以得到解决。
参考文献
[1]JB/T 8097-1999泵振动测量与评价方法
[2]上海阿波罗机械股份有限公司.辅助给水电动泵设备安装运行维修手册,2013-7,CFC版
[3]韩清凯.基于振动分析的现代机械故障诊断原理及应用.科学出版社.2010
[4]周健成.旋转设备基础振动故障诊断及处理[J].设备管理与维修,2011,12,53-54
论文作者:鲍宇,周则星
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/25
标签：轴承论文; 频率论文; 故障论文; 叶片论文; 频谱论文; 设备论文; 海南论文; 《电力设备》2016年第12期论文;