泵与电机分析-汽轮机运行工况分析（十二）

一、泵与电动机的运行

⒈电动机外壳（或铁芯）温度：

⑴变化原因：

①  电流变化；

②  进风温度或室温变化；

③  电动机进风道阻塞或内部积灰严重；

④  空气冷却器水量变化；

⑤  通风机或通风叶片故障，冷却风量减少。

⑵外壳温度变化的影响：

①  有铁芯温度测点的电动机，应以铁芯温度为准，无铁芯温度测点的电动机，可测量电动机外壳温度，一般可用手测，如电动机外壳手摸感觉烫手，应用温度计敷于外壳进行测量。

②  电动机外壳温度或铁芯温度过高，将影响电动机绝缘材料使用寿命缩短，温度限额根据电动机所用的绝缘材料等级而定，一般A级绝缘的电动机，静子铁芯最高温度限额不超过90℃，外壳温度不超过75℃，对B级绝缘的电动机，一般限额还可放宽10℃，即铁芯温度不超过100℃，外壳温度不超过85℃。

③  绝缘材料的绝缘等级：绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。根据经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。

④  温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的。运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损，绕组通电后会产生铜损，还有其它杂散损耗等。这些都会使电机温度升高。另一方面电机也会散热。当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。正常运行的电机，理论上在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关，但实际上还是受环境温度等因素影响的。当气温下降时，正常电机的温升会稍许减少。　

l  这是因为绕组电阻R下降，铜耗减少。温度每降1℃，R约降0.4%。

l  对自冷电机，环境温度每增10℃，则温升增加1.5～3℃。这是因为绕组铜损随气温上升而增加。所以气温变化对大型电机和封闭电机影响较大。

l  空气湿度每高10%，因导热改善，温升可降0.07～0.38℃，平均为0.19℃。

l  海拔以1 000 m为标准，每升100 m,温升增加温升极限值的1%。

⑶．电机各部位的温度限度：

①  与绕组接触的铁心温升(温度计法)应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度(电阻法)，即A级为60℃，E级为75℃，B级为80℃，F级为100℃，H级为125℃。

②  滚动轴承温度应不超过95℃，滑动轴承的温度应不超过80℃。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。

③  机壳温度实践中往往以不烫手为准。

④  鼠笼转子表面杂散损耗很大，温度较高，一般以不危及邻近绝缘为限。可预先刷上不可逆变色漆来估计。

⒉轴承温度：

⑴变化原因：

①  轴承油位过高或牛油杯缺油；

②  油质不良，发黑或有水；

③  轴承冷却水量变化（轴承冷油器水量不足或滤水器阻塞等）；

④  轴承损坏（乌金或弹子碎裂）；

⑤  轴承油隙或紧力不符合要求；

⑥  轴承发热或辅机其他部件传热影响；

⑦  轴承油环转动不灵或折断；

⑧  室温升高或环境通风不良。

⑵轴承温度变化的影响：

①  中小型辅机轴承一般无测温指示，可用手摸外壳，如感觉烫手，应设法用温度计测量，并检查轴承运行情况，消除发热原因。轴承温度高，将使油质迅速老化，如温度剧升至限额，为防止轴承乌金烧熔，或弹子碎裂故障，使辅机发生动静摩擦设备严重损坏，应及时停用调换备用辅机运行；

②  一般中小型辅机及电动机轴承采用滚动轴承较多，因为滚动轴承可以承受一定轴向推力，所以可以省略推力轴承，大型辅机需设推力轴承，立式泵的还起到径向支撑定位的作用，而整个转子重量和轴向推力靠轴承承受，50ZLQ-50型轴流泵的推力轴承要承受轴向推力22吨，而径向轴承导瓦负荷较轻，立式凝结水泵的推力轴承分工作面和非工作面瓦块，正常时由工作面瓦块承受，当泵内汽蚀严重，轴可能发生串动或者平衡盘装置平衡力过大，使非工作面承受向上的轴向推力。对于轴承温度的变化要根据辅机运行特点进行分析。

③  主油泵与辅助油泵在工作转速下并联运行，往往一台油泵出油受另一台功率大的油泵影响打不出油，使油泵闷打油，影响轴承油流减少，油泵轴承温度迅速升高，一般注意在工作转速下，主油泵与辅助油泵不能长期并列运行。

⒊辅机轴承振动：

⑴变化原因：

①  水泵与电动机中心不准；

②  靠背轮检修安装不良或螺丝松动、断裂，靠背轮螺丝垫圈损坏；

③  基础地脚螺丝松动；

④  轴承紧力不够或损坏；

⑤  辅机转动部件松动或损坏表现不平衡现象；

⑥  水泵叶轮内绕有杂物；

⑦  电动机轴承振动：电磁方面主要存在三相电压不平衡、电动机单相运行、三相电流不平衡、各相电阻电抗不平衡、电动机不对称运行、电动机重绕后绕组接线错误、转子鼠笼断条、短路环开裂等。

⑵振动的影响：

①  辅机允许轴承振动限额，一般与转速有关，高转速的辅机不允许振动大运行，要求比较高，3000rpm的辅机振动值不超过0.06mm,1500rpm的辅机振动值不超过0.10mm,750rpm的辅机振动值不超过0.16mm。

②  电动机振动会加速电动机轴承磨损，使轴承的正常使用寿命大大缩短，同时，电动机振动将使绕组绝缘下降。由于振动使电机端部绑线松动，造成端部绕组产生相互磨擦，绝缘电阻降低，绝缘寿命缩短，严重时造成绝缘击穿。另外，电动机振动会造成所拖动机械的损坏，影响周围设备的正常工作，发出很大的噪声。

③  瓦振—轴承座的振动，通过振动传感器测量（接触），3000转/分的转动机械质量标准是5丝。轴振—转子轴颈处的振动，通过涡流探头测量（不接触），3000转/分的转动机械质量标准是16.5丝（各厂要求略有不同）。

⒋电动机电流：

⑴变化原因：

①  电流到0：

a．失去电源；

b．电动机单相运行；

c．绕组匝间短路；

d．电动机或水泵故障，开关自动分闸；

e．表计问题或电流表断相。

②电流变化：

a．水泵流量变化，母管压力变化；

b．电压、频率变化；

c．水泵内有杂物绕住或碰擦，泵内部碰擦；

d．轴封填料过紧或轴承故障损坏；

e．电动机内部摩擦；

f．出水管道阻力变化；

g．泵的叶轮松动。

⑵电流变化的影响：

①  电动机单相运行，电流表指示有时升高或降低至0，因为一般辅机电流表只接单相，所以如果断路（熔丝爆断或接头松脱）发生在该相，则电流指示为0，若断路发生在另外二相，则电流表指示要升高。

②  频率降低，电动机转速相应降低，由于水泵输出流量与转速成正比，水泵出口压力与转速平方成正比，水泵功率与转速三次方成正比，频率降低，功率明显大幅度下降，电流相应降低。

③  电压降低，如果频率不变，即水泵转速及功率不变，电动机电流要相应升高满足水泵功率的需要。

④  电动机电流一般随水泵流量升高而上升，给水泵在给水母管压力降低时，给水泵流量增加，电流相应升高，凝结水泵在除氧器压力降低或管阻减少时，由于凝泵出口门开足运行，凝结水流量决定于机组负荷，凝结水量变化不大，凝泵电流略为下降，凝泵电流随凝结水流量相应变化；循环水泵在运行台数减少，母管压力降低时，由于循泵流量与压力的特性曲线后段变陡，流量增加较少，耗电量反而下降，电流将降低，因此冬季循泵出口压力降低，流量升高，电流较低，夏季循泵运行台数增加，循泵出口压力升高，流量减少，电流相应升高，与一般水泵电流变化规律有明显区别，轴流式水泵，当出口流量增加，出口压力降低，电流减小更为明显，若轴流泵出口门误关，水泵流量很小时电动机电流会甩足，将会造成设备严重损坏。

⑤  电动机电流升高将引起线圈与铁芯温度升高，当电流超限时，应关小出水门限流或起动备用水泵减少水泵流量。轴流泵则应设法开大出水门，减少出水管阻，增加流量，使电流下降，若电流超过额定电流的10%应紧急停用，避免烧坏电动机。

⑥  （附）电动机的保护：75KW以下电动机一般采用简单的熔断器保护，大容量电动机的保护一般有以下四种：A、相间保护。当定子绕组相间短路时，保护装置立即动作，使断路器跳闸，从而保护了静子线圈，避免电机烧坏；B、单相接地保护。当电动机出现单相接地故障电流时，单相接地保护装置动作，使断路器跳闸从而保护了电动机；C、过负荷保护。电动机过负荷会使温升超过允许值，从而造成绝缘老化以致烧坏电动机，所以当负荷电流超过极限时，过负荷保护装置经过一定的时限发出信号；D、低电压保护。当电源电压低于整定限额时，低电压保护装置经过一定的时限，使断路器跳闸，以达到保护的目的。

⒌轴承油位：

⑴变化原因：

①  轴承漏油，油压变化；

②  水漏至轴承内；

③  轴承温度变化；

④  转速变化。

⑵油位变化的影响：

①  轴承保持正常油位式确保轴承润滑的基本条件，轴承油位过低将会影响油瓦或弹子轴承无法带油，润滑油减少或中断而烧坏轴承。轴承油位过高，运行时则会从油挡处漏出，观察油位如发现油中有水或油质恶化发黑应及时更换新油。

②  一般辅机轴承油位在运行时要升高，主要是油温升高，油体积膨胀，油沫增加，另外轴旋转时离心力作用，使油向轴承室甩出，如轴流循泵电动机轴承油位，在运行时由于导瓦内侧油流受转轴离心力作用向外甩出，使油位指示比停用时偏高较多。