大型立式变频凝结水泵在火电厂中的振动分析与改造

凝结水泵电动机振动故障原因分析与处理山东省烟台市 264000摘要：在水泵电动机运行的过程中，振动故障时有发生，严重影响机组安全稳定经济运行。

本文首先分析凝结水泵电动机振动故障原因，其次探讨振动处理，有利于火电厂安全稳定经济运行。

关键词：凝结水泵；结构共振；支撑刚度引言振动是影响立式凝结水泵安全运行的重要因素，特别是近年频发的凝结水泵电机（凝泵电机）异常振动，严重制约了凝结水泵变频运行范围，直接影响凝结水泵及机组的可靠运行与经济性。

针对凝泵电机异常振动且传统动平衡与系统加固方案效果有限的实际情况，本文提出基于动力吸振的凝泵电机振动控制方法，从理论上分析振动控制效果，并加工设计动力吸振器，实际验证该方法的有效性，以期为凝泵电机振动控制提供新的解决途径。

1凝结水泵电动机振动故障原因分析（1）现场手持振动表测量凝结水泵进、出口管道和电动机空冷器外壳振动数值，也出现明显的振动峰值，但凝结水泵工频运行时进、出水管道及空冷器振动情况正常。

（2）凝泵电动机和水泵转子一般为刚性转子，而刚性转子如果动平衡不良，其振动会随着转速的升高而升高，基频振动分量的相位变化比较平缓。

由Bode图可知，在900r/min和800r/min时出现振动峰值，之后随着转速上升，振动数值急速下降，基频相位在振动峰值前后发生突变，因此可排除动平衡不良。

2振动问题分析发电厂立式凝结水泵一般放置于机房下方，电动机一般放置于泵的上方，主要通过联轴器连接两者。

以设备运行过程中振动问题最大的立式凝结水泵为例，其振动问题主要表现是在变频过程中电动机剧烈振动，电动机最上部振动最大，逐渐向下减轻；结合发电厂其他三台立式凝结水泵的振动情况，凝结水泵在设计制造上的原因基本可以排除。

通过对振动问题最大的立式凝结水泵进行振动测试，主要测量位置靠近电动机上轴承。

3振动处理3.1全面检查通过解体检查与基础面水平检查对发电厂立式凝结水泵系统进行综合检查。

首先，进行基础面水平检查，通过取出冷凝泵外筒，发现施工方在安装过程中用保温材料更换二次灌浆，造成基础不稳；采取的主要措施是平整基础板和重新二次灌浆。

大型火电机组立式凝结水泵变频运行共振问题分析及处理发布时间：2021-11-05T04:57:14.526Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第13期作者：周文秀[导读] 火力发电机的冷凝水泵(以下简称冷凝水泵)一般采用离心式，从真空状态的冷凝器中吸引冷凝水，因此对其抗空化性能和轴封的严密性要求很高黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司 810000摘要：火力发电机的冷凝水泵(以下简称冷凝水泵)一般采用离心式，从真空状态的冷凝器中吸引冷凝水，因此对其抗空化性能和轴封的严密性要求很高。

在结构形式上，为了节省空间，便于进出口管道的配置，凝固泵通常采用立式配置，使其整个结构显得高高而细；从结构上看，电机和水泵的转子贯穿环状基础底板通过联轴器连接，在环状基础底板的中心留有空位，在侧面留有工作窗，进一步降低整体结构的横向刚度；而且由于出口管道的支撑作用，径向刚度出现不对称性，不同方向的共振区间不同，这多方面的因素给凝固泵结构的共振消除带来了一定的困难。

关键词：水泵振动；基础找平；弯曲度；动平衡试验1设备概况及现状电厂为2台660MW机组，每台机组配备2台100%容量的冷凝水泵，配置在机房0米处，共用1台变频器，在正常运行期间，由1台备用。

凝结水泵的型号为立式圆筒口袋多级离心泵，型号:C720Ⅲ-4，制造单位为长沙水泵厂。

凝结水泵的性能参数:流量1721.4t/h、扬程333m、转速1480rpm、水泵效率84%。

电动机技术规范:额定功率2000KW，额定电流232.4A。

2分析处理2017年12月5日，将冷凝水泵变频启动至额定转速，测量冷凝水泵电机上导向轴承、下导向轴承(现场测量冷凝水泵轴承的振动及电机下轴承的振动振幅等的接近，未单独测量泵轴承)在0~50Hz频段，主要监测了973rpm、1035rpm、1090rpm、工频1496rpm及泵停过程的振动测试。

测试过程凝结水泵电机下导向轴承振动正常，处于合格水平；当凝结水泵电机上的导向轴承垂直于出水方向和出水方向的转速为973rpm时振动开始变大，振幅波动范围变大，工频转速为1495rpm时振动略有下降，其中水平于泵水流方向的测量点的振动大于泵水流方向的测量点泵停止中的转速下降到685rpm时，沿泵的水流方向水平振动到最大值289μm。

立式多级凝结水泵振动分析及处理摘要：电厂立式多级凝结水泵组振动问题的处理是当下急需解决的事情，水泵的振动原因比较多，主要分为机械原因引起的振动和水力冲击引起的振动。

而机械原因引起的振动又可分为制造质量不合格引起的振动和安装质量不合格引起的振动两方面。

通过对凝结水泵结构特点认真分析，现场实地测量。

提出检修技术对策，保障电厂机组的安全稳定运行。

关键词：立式多级凝结水泵；振动处理引言泵是将原动机的机械能转换成液体的压力能和动能，从而实现液体定向输运的动力设备。

水泵在运行过程中，有时会出现打不出水、流量不足、扬程不够、轴承发热、功率消耗过大、振动、零部件损坏等故障。

泵的故障分析和排除，对于连续生产的工厂十分重要。

近年来各电厂为节能增效进行的变频改造，大大地拓宽了立式泵的工作转速区域，甚至涵盖了设备的结构共振区，导致泵体在某些运行转速下出现结构共振，以至于许多泵组的变频器无法正常投运，对机组的安全性和经济性均造成了严重影响。

按照以往处理经验，立式凝泵由于自身结构特点，使用动平衡方式处理其振动问题时，出现基频振动小通频振动大的特征，单纯通过动平衡不能解决振动故障。

排除以上引起振动的因素干扰后，再根据泵自身振动特点情况进行振动故障处理，才能取得较好的处理效果。

1立式多级凝结水泵振动原因分析1.1电磁振动电磁振动是由于机械转动过程中机械因素或电磁作用导致的振动现象。

电磁振动常见的原因有：电机线路联接错误、单相接地短路、局部发生短路、三相电流不平衡等。

1.2油膜振荡油膜振荡是指旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动，具体表现为在高速大功率电机运行过程中，当转子转速达到一阶临界转速的2～2.5倍某一数值时，电机的滑动轴承突然发生油膜引发的剧烈自振动。

引起油膜振荡的主要原因有：（1）轴承稳定性差。

轴承的结构和设计参数决定着轴承的稳定性能。

轴承结构是否合理，直接影响着油膜涡动力阻尼的大小。

注水泵采用的是圆柱轴瓦，对轴向油膜力阻尼最小，虽抗振力极差，但承载力极好。

大型火电机组立式凝结水泵变频运行共振问题分析及处理摘要:火电机组凝结水泵一般采用离心式，用于从真空状态的凝汽器中抽吸凝结水，因此对其抗汽蚀性能和轴封严密性要求较高。

在结构形式上，为节省空间和便于布置进出口管道，凝泵通常采用立式布置，使其结构整体显得高而细;在结构构造上，电机与水泵转子穿过环形基础台板由联轴器联接，环形基础台板中心要留有空孔，侧面要留有作业窗口，这进一步降低了整体结构的横向刚度;并且由于出口管道的支撑作用，使径向刚度出现不对称性，导致不同方向的共振区间不同，以上多方面因素为凝泵结构共振的消除带来了一定难度。

本文在分析凝泵结构共振问题机理的基础上，从四个方面提出了治理措施，并进行了应用。

关键词:凝结水泵；结构共振；故障特征；固有频率1凝泵结构共振分析1.1 共振机理凝泵结构共振是一个部件或多个部件组合的固有频率与激振力频率接近引起的，每个结构在三个方向有不同固有频率(水平、垂直和轴向)，不管激振力频率与哪个方向固有频率接近，都会使振动增强。

引发结构共振需同时具备两个条件:(1)激振力频率与系统或部件的固有频率相同或接近;(2)激振力能量足够大，应能克服系统阻尼。

值得注意的是，结构共振不是引发振动的原因，而会使已有振动增强，结构通过系统获得的力学增益当激振力频率与系统或部件的固有频率相同时，惯性力与弹性力抵消，系统响应只有阻尼力在起作用。

凝泵的激振力主要来自于转子系统故障，凝泵故障特征频率与其结构(或组合)及出口管道的固有频率相同或相近时便可能发生共振。

变频运行时随着转速的变化，激振力频率也随之变化，激发结构共振的几率大幅增加。

1.2结构共振的特征判断凝泵是否发生了结构共振，通常根据振动的幅值和相位变化特征确定，主要特征如下:(1)在共振频率被激发的方向上，转速跨过共振频率范围时，振幅不成比例地增大，并且会在某一方向上比与其正交其它两个方向振幅大得多，并呈现不稳定性;(2)频谱峰值附近出现抬高的背景噪声带;(3)改变转速，避开共振区后，峰值幅值明显降低，但频率位置不变;(4)跨过共振频率区有约180°的相位差。

大型立式变频凝结水泵在火电厂中的振动分析与改造摘要：大型立式变频凝结水泵是火电厂正常运行的关键性设备，但在多方面因素作用下，频繁出现振动问题，急需要综合分析大型立式变频凝结水泵变频运行工况，提出行之有效的解决方案，在优化改造的基础上最大化提升火电厂大型立式变频凝结水泵综合运行效益。

关键词：火电厂大型立式变频凝结水泵振动改造当下，火电厂在我国电能供应方面的重要性持续显现，而大型立式变频凝结水泵高效运行是火电厂实现高质量供电的首要前提，必须全方位客观诊断并分析大型立式变频凝结水泵振动情况，准确把握振动根本性原因，采用确切可行的改造措施，在合理化解决振动问题的基础上提高其节能性与经济性，全方位推动火电厂可持续发展。

一、实例以某地区发电厂为例，大型立式变频凝结水泵运行参数：扬程、流量与工频转速分别为3.3MPa、1721.4t/h、1480r/min。

在长时间变频运行中，该大型立式变频凝结水泵仍然具备节能潜能，但其变频控制形式为一拖二形式，在日常运行过程中，如果水泵的变频装置因某种原因发生故障问题，水泵机组又处于低负荷运行状态，水泵运行过程中需要对凝结水系统作比较大的节流，才能确保水泵除氧器运行水位具有较高的稳定性，无形中水泵机组电能消耗大幅度增加，会对化学水处理系统产生较大的影响。

在此基础上，由于配合机组运行负荷较低，该大型立式变频凝结水泵振动数值预远远超过规定范围，出现振动问题，导致变频运行稳定性较低，影响火电厂正常供电。

二、火电厂大型立式变频凝结水泵振动分析和改造1、火电厂大型立式变频凝结水泵振动分析针对出现的振动问题，该火电厂从实际出发客观测试大型立式变频凝结水泵运行中振动具体情况，在诊断、分析过程中，发现水泵转速为800—1050r/min的时候振动数值明显超过具体规定，最高可达到290um，其他转速区间测试中并未发现异常情况。

随后，在综合分析该水泵振动数据频谱过程中，发现大型立式变频凝结水泵不同转速情况下振动以基频分量为核心，主要是因为该火电厂在设计大型立式变频凝结水泵的时候，没有结合自身供电实际情况，综合考虑水泵日常运行中变频运行工况，导致在长时间运行情况下，水泵800—1050r/min这一转速区间出现共振问题。

机械化工281凝结水泵电机振动原因分析及处理徐毕增（华电浙江龙游热电有限公司，浙江 衢州 324000）摘要：某电厂#3机组凝结水泵C 电机在运行过程中出现振动超标，通过振动频谱诊断和相位测试分析找到凝结水泵C 电机振动超标原因，采取动平衡校正，解决了电机振动大的问题。

关键词：振动；频谱；相位；动平衡1 设备概况 某电厂#3机组为135MW 机组，凝结水系统配备3台凝结水泵，采用2运1备工频运行方式。

凝结水泵C 电机为上海电机厂生产，型号为XM2-315L2-4，额定转速1485r/min，额定功率185kW，额定电压380V,采用立式安装。

2 振动情况 凝结水泵C 在2019年7月2日运行监测过程中，发现电机自由端振动异常（径向4.12mm/S,切向6.71mm/S，轴向1.05mm/S）, 切向超出设备警告值（4.5mm/S），决定对其进行跟踪监测。

至12月3日凝结水泵C 电机自由端切向振动已超出危急值达8.26mm/S，径向振动也超出警告值水平，如表1所示。

鉴于电机振动超标，切换设备保持#3机组凝结水系统继续运行。

表1 凝结水泵C 电机动平衡修正前振动通频值电机自由端 电机驱动端轴线 径向 切向 轴向 径向 切向轴向 单位 mm/s （RMS） mm/s （RMS） mm/s （RMS） mm/s （RMS） mm/s （RMS） mm/s （RMS）告警值 4.5 4.5 4.5 4.5 4.54.5 危急值 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 2020/7/2 4.12 6.71 1.05 2.22 3.58 1.09 2020/9/10 4.19 7.61 1.07 2.11 4.04 1.25 2020/12/34.98 8.26 1.09 2.46 4.33 1.433 原因分析通过读取2019年12月3日凝结水泵C 电机自由端轴承频谱数据，发现以下特征：振动由电机基频主导，切向1X 倍频幅值最大为7.799mm/s(如图1所示),径向1X 倍频幅值为4.717mm/s,轴向1X 倍频幅值较低，同时无明显基频谐波，根据机械故障特征频谱初步分析判断该电机存在较严重的不平衡现象。

火电厂凝结水泵振动原因分析及处理摘要:首先介绍了火电厂凝结水泵振动的危害，进而分析了火电厂凝结水泵振动的原因，最后结合火电厂凝结水泵振动实例研究了具体的处理措施。

关键词:火电厂、凝结水泵、振动、原因分析与处理前言作为火力发电厂发电机组主要辅机设备之一，凝结水泵振动超标将导致泵组发生故障，造成泵组停运，并进而引发更为严重的故障。

此外，还将会导致备用泵与运行泵之间频繁地切换工作，容易造成凝结水泵的电机和供电设备发生故障。

因此，采取有效措施将凝结水泵的振动消除或控制在合理范围以内，对于火电厂的安全稳定运行具有极为重要的意义。

1、火电厂凝结水泵振动原因分析导致火电发电机组凝结水泵振动的主要原因有:①在凝结水泵设计和制造过程中，连接管道、导轴承以及安装支架等主要部件的尺寸存在误差，造成凝结水泵装配时零部件之间的间隙无法满足标准要求。

②火电厂设计时对凝结水泵的选型判断失误，造成所选用的凝结水泵设备与火力发电机组配合度差，凝结水泵长期无法运行在最佳效率区。

③凝结水泵的水力存在问题。

④凝结水泵的配套电机设备存在问题。

⑤凝结水泵安装过程误差较大。

⑥凝结水泵的设备运行维护与保养缺失，一些零部件磨损或损坏没得到及时更换，造成凝结水泵的运行工况较差。

1 .1机械振动凝结水泵的机械振动通常是由于水泵转子具有超标的动平衡精度。

此外，泵组中心不正、水泵转子发生热弯曲、水泵转子出现永久性弯曲等变形、水泵的支撑底座刚度不足、水泵出现机械松动、水泵零部件的润滑不足以及共振等原因都会导致机械振动。

1.2支撑底座刚度不足①支撑底座的连接螺栓发生松动。

若凝结水泵安装或运行检修时米将凝结水泵与支撑底座之间的连接螺栓拧紧，在运行过程中就会造成连接螺栓松动。

可以通过检查各连接部件之间的差别振动值来查找发生松动的连接螺栓。

②连接接口的法兰接触不良。

若连接接口的法兰出现了变形或接触表面的质量不良，就会导致全部连接螺栓都拧紧的情况下仍然不能达到标准所要求的连接刚度，从而造成明显的差别振动。