（中电华元核电工程技术有限公司烟台分公司 265100）
摘要：文章主要以某电站用泵振动故障诊断与处理为例，详细介绍了振动现象和检验流程，通过对数据结果进行分析和比对，提出了故障诊断及处理方法，以期为电站用泵的正常运行提供保障。
关键词：电站用泵；振动故障；故障处理
前言：电站用泵机组振动大小，与系统安全运行息息相关，对于发电厂自身而言，还与其经济效益直接挂钩。引起电站用泵振动故障问题的因素较多，既包括制造设计方面的因素，同时也包括运行检修安装以及管网方面的因素。实际应用中，应结合故障特点，采取针对性解决措施，为设备的顺利运行提供保障。
1案例分析
1.1振动故障表现
某电站用泵为多级离心泵，配套电动机为立式水冷四极异步电动机，水泵与电动机是通过膜片方式进行连接。电动机通过支承板和基础版支承于混凝土基础之上，其中，支承板为中间层，而基础版为最下层。现场调试电动机的过程中，发现电动机非驱动端水平方向的振动速度超出标准值，其值为5~7mm/s，最大值可达12mm/s。
1.2故障分析
通过对故障信号进行分析，可将这些信号分解成若干频率，采用快速傅里叶变换的方式，对信号中所包含的频率分量通过相位和副值的方式进行计算，该方式也可称为频谱分析法，是诊断电站用泵振动故障的有效方式之一，公式如下：
不同故障所呈现出的频率特征也存在较大差异。转子不平衡故障，一般表现为转速频率；而油膜震荡和气流激振，则表现为低频率；电磁振动故障，一般表现为高频率等等。但某些故障在发生时，其频率特征也会呈现一定的相似性，例如，摩擦故障、刚度不足、共振、不平衡以及热变形等等，上述提到的故障，均呈现转速频率。但若单凭频率特征进行故障分析，则无法进行进一步的定量细化。故在今后故障分析中，应结合相关的实验数据以及参数进行诊断与识别[1]。
1.3故障诊断
通过对该次故障进行分析，相关人员锁定为转机平衡问题。设备在进行交付之前，电动机曾分别进行过带载试验和过空载试验。震动参数均在合格范围之内，基本可排除转子动平衡故障，故初步怀疑可能存在共振问题，为进行进一步确定，可将电动机安装在模拟支承工装上，并使用电源频率进行扫频试验。
为解决振动问题，需对电动机的频率进行调整，并对其结构进行优化。可结合实际情况，对电动机尺寸进行调整，并增加其底板法兰的接触面积。另外，考虑到球轴承的固有频率较高，圆柱滚子轴承较深，故可将原有轴承圆柱滚子轴承更改为深沟球轴承。通过增加电动机周围方向基础版加强筋的方式，可有效提高设备的轴承基础板刚度。完成上述一系列操作，需重新对设备进行扫频试验。测试结果显示，电动机的频率约为22HZ，降低了其固有频率，保证了机械设备各项运行标准均在合格范围之内。
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2电站用泵高频振动原因及结果分析
2.1高频谐波
高频谐波产生主要是由于大量的用电整流或换流，其他的非线性负荷也同样会引发该问题。这些电力设备从电力系统中所产生的畸变电流一般可分解为：谐波电流分量和基波。谐波电流值实际上和供电网50HZ基波电压值无太大关联，为此，可将大多数谐波看做成恒流源。现代电力系统中，变压器和发电机在正常运行的状况下，其本身不会对电网中的电流或电压造成较大畸变，与普通无线电干扰一样，变频器所产生的谐波会通过电磁辐射、传导以及感应耦合这三种方式，对附近的用电设备产生谐波污染。其中，传导主要是指高次谐波，按照各自的抗阻，分流到电源系统的负载中，并对设备产生干扰；感应耦合在传导中，会与变频器所输出的导线产生耦合感应，形成干扰；电磁谐波会对变频器所输出的谐波产生辐射作用，并对邻近设备或电线产生干扰。系统中主要的谐波源包括，非线性负荷、电子电压调整设备、整流设备等。
2.2金属部件摩擦引发振动
机组在正常运行的过程中，便携式测振装置一般很难发觉振动异常，而精密型仪器在输出高频振动指标时，金属部件发生破坏或纹裂的可能性较大，例如，机齿轮纹裂、轴承破损等等。若金属部件破坏程度不是很严重，现场操作人员则很难观察到仪器的振动超标问题。
2.2故障诊断结果
高速转向时若转速超过4800r/min时，则公平分量占主导地位，且极可能存在给水泵的不平衡问题。检测过程中，两个机组除公平分量外，还可能存在非公平分量，由此可说明，受到非工频振动影响的几率较高。高频谐波振动，附近没有中低压变频设备，所有机组所选用的阀门、管路等设备几乎相同，若只有其中一个机组存在此问题，便可基本排除流场影响，故需进一步断定金属摩擦故障问题[2]。
3谐波处理技术
一般有两个方面的措施，第一，减少谐波含量，该措施应在设计中应重点考虑通过增加整流装置的脉搏数来实现，在大型蒸馏装置中较为常见。第二，可在谐波源附近安装滤波器，屏蔽或分散附近的谐波电流，由电容器和电抗器共同组成的无源滤波器，目前在国内已进行了大范围的应用。在很多工程中常使用滤波器进行信号处理，抑制干扰。实践应用过程中，装置会对谐波形成一个阻碍通路，从而达到滤波目的。在结构上一般是由电阻电抗器以及电容器共同构成，其造价成本低，结构简单，运行费用也比较低，在高次谐波方面的应用效果显著，但由于其自身原理构造上的因素，在实践应用中难免存在一定缺陷，例如，若系统中谐波电流增大，则极易导致波器过载问题，甚至使设备遭到损坏。
总结
综上所述，水泵是电站中一种常用机械，虽然其发展历史悠久，但在实际应用中仍存在较多问题，尤其是泵组电动机的振动问题，对于设备的运行造成了严重影响。为解决该问题，需在今后应用中结合故障表现特征，采取针对性的诊断措施，为设备结构的优化以及顺利运行提供保障。
参考文献
[1]雒晓辉,赵亮,许德忠.CPR1000核电站蒸汽转换器给水泵组振动故障诊断分析[J].水泵技术,2015,02:31-34.
[2]范瑞波,许德忠,赵亮.核电站立式水泵配套电动机振动故障分析与研究[J].水泵技术,2015,03:38-40.
论文作者:高希君
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：谐波论文; 电动机论文; 故障论文; 频率论文; 电站论文; 设备论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第26期论文;