第44卷第10期
2018年10月
Technology and Equipment
工艺与设备
Chemical Engineering Design Communications化 工 设 计 通 讯
注水泵电机高振动及绕组温度高故障分析及解决方法
高广建
（中海油能源发展装备技术有限公司，天津 300450）
摘 要：通过离线振动监测在生产中的一次实际应用，分析查找了某平台注水泵电机高振动的原因，并提出了有效的解决办法。
关键词：振动监测；故障诊断；不平衡；进风量中图分类号：V442 文献标志码：A 文章编号：1003–90（2018）10–0086–01
Fault Analysis and Solution for High Vibration and High Winding
Temperature of Water Injection Pump Motor
Gao Guang-jian
Abstract：Through the practical application of off-line vibration monitoring in production，the reason for finding the high vibration of the water pump motor of a platform is analyzed and an effective solution is proposed.
Key words：vibration monitoring；fault diagnosis；imbalance；air intake1 注水泵的结构特点
注水泵为高压电机驱动卧式多级离心泵。泵型号：SUKZER，TYPE：GSG100-300（5+5E），扬程：1 090m 压力最大：14MPa，轴承型号：7311BECBJ+SLEEVE滑油：ROYAL PORPLE功率：800kW，转速：2 980 r/min，排量：
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165m/h，输送介质：生产水
电机型号：佳木斯 YAKK 500-L-H-WTH 轴伸端：NU222+ 6222；非驱动端：NU220
设备结构及测点见图1，其中H：水平方向，V：垂直方向，A：轴向，四个测点分别位于设备电机及泵的轴承座位置。
2H/2V/2A
1H/1V/1A
3H/3V/3A
4H/4V/4A
3.2 故障诊断分析
3.2.1 空载测量
在电机空载时，电机两端速度值在1.7~1.9mm/s，相对于空载运行的工况，速度值稍高，频谱中主要成分表现为1倍工频，伴随小幅的工频谐波。
3.2.2 电机加载运行
安装连接联轴器，电机加载运行，继续对机组进行多次测量，在机组加载运行时，电机速度值逐渐升高后趋于稳定，电机非驱动端水平方向稳定在5mm/s左右，电机驱动端水平方向速度值稳定在6mm/s以内。速度值较高，由于中控报警值为5mm/s，所以中控依然会出现报警信号，速度谱中的主要成分表现为1倍工频。
3.2.3 电机两端相位差测量
电机非驱动端水平与垂直方向振动的相位差为90°。电机驱动端水平与垂直方向的相位差为30°~60°波动。由于电机两端速度值较高，频谱主要成分为1倍工频，远大于泵两端3H/4H的速度值，泵两端速度值均稳定在1.8mm/s左右。而且电机非驱动端水平与垂直方向的振动相位差为90°，判断为电机风扇动平衡不良，进而影响整个电机转子动平衡状态。
3.2.4 电机两端加速度包络值测量
图1 设备结构及测点位置
2 故障背景
某平台注水泵D泵电机出现振动高及绕组温度高现象，该泵电机装有振动的速度传感器，中控DCS系统该振动值经常达到报警线，该泵的电机亦安装了温度传感器，用于监测绕组温度，该电机绕组温度高于另外3台注水泵电机绕组温度，通过与平台机修部门了解，该泵刚更换了电机轴承，但未解决上述故障。查询设备维修记录，该泵一个月前更换了高压电机的风扇，风扇为某机修公司测绘定制的产品，风扇安装时也在现场做了动平衡。3 故障原因查找及解决
3.1 振动数据采集
加速度包络值对滚动轴承的运行状态较为敏感，是判断轴承早期故障行之有效的手段之一。电机非驱动端1H 包络值在正常范围内，比较稳定。电机驱动端2H的加速度和加速度包络值在机组带载运行3h内时偏高，包络值最高达到16gE，之后缓慢下降到正常范围内，加速度高时频谱中表现为8 000~10 000Hz的高频噪声能量。
3.3 诊断结论及维修建议
对故障设备进行振动数据采集，采用振动数据采集器为SKF Microlog CMXA75，传感器为加速度传感器，分别对电机非驱动端、驱动端，泵非驱动端、驱动端的水平垂直轴向进行振动数据。
本次测量首先断开联轴节对电机进行空载测量，之后连上联轴节启动注水泵D泵连续运行，在四台注水泵同时运行的情况下对D泵进行连续多次的测量。并对电机两端分别进行了相位差的测量，同一平面双通道90°布置传感器，测量两传感器之间的相位差。
收稿日期：2018–05–25作者简介：高广建（1974—） ，男，天津人，工程师，主要从事动设
备状态监测及故障诊断工作。
电机两端速度值较高，且电机非驱动端水平与垂直方向的振动相位差为90°，判断为电机风扇动平衡不良，进而影响整个电机转子动平衡状态。电机风扇进风量不足或不均匀，造成电机上半部分风冷部件的振动偏大，影响电机两端轴承的振动，同时致使该电机绕组温度相对较高。建议更换原厂电机风扇，保证风扇的进风量及平衡状态，在新风扇未更换时间内，可以外加吹风机，对着电机风扇进风口吹，人为增大电机风扇进风量。4 结语
设备振动升高往往是多方面的原因，在日常的设备运行维护及监测分析中，一定要将其他测点的数据与相位紧密联系起来，共同考虑分析，同时还要结合当时设备的工况、周围环境等，这样才能更好地找出故障原因，保障设备的稳定运行。
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