【恩普特故障案例】某造纸厂透平机电机转子断条故障

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设备概况

2019年4月份以来，某造纸厂M20201 1#透平机电机后端振动有逐步上升趋势，尤其是4月底以后进入5月份以来，电机后端水平振动值较3月30日增大了近一倍。现场有明显振感。机组现场如图1：

图1  现场机组图片

电机型号:YKK630-4,电机功率:1300Kw,额定转速:1490r/min,电机前轴承型号：EMZLB18-180；电机后轴承型号：EMZLB18-180J。增速机大齿轮齿数169，小齿轮齿数44。

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故障现场描述

表1  电机振动（单位：mm/s）

图2  电机后端水平振动波形频谱图

图3  电机后端垂直振动波形频谱图

图4  电机后端轴向振动波形频谱图

由表1可以看出：带载后电机后端振动较大。由图2、图3、图4电机后端振动信号的波形频谱图可以看出，电机后端振动存在时间间隔约3s的波动现象，与现场实地人体感觉到振动存在波动现象相符合。振动信号的频率成分主要为24.92Hz及其倍频，24.92Hz及其倍频两边存在有间隔约为0.31Hz-0.33Hz的边带频率成分。24.92Hz为电机的工作频率，据此可以计算出电机的实际转速为1495rpm，电机为4极电机，可以计算出电机的极通过频率为0.33Hz。由于电机前端通过联轴器与增速机相连受到约束力较大，振动没有电机后端振动明显。

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故障结论

根据电机振动的波形频谱特征，可以得出结论：电机转子铜条可能存在断裂故障，对于铜焊转子，导条焊接处脱落也会导致类似转子铜条断裂的振动现象。我们建议客户马上准备备用电机，对电机进行更换。

现场设备管理人员采纳了我们的建议，对电机进行了更换。

图5  更换后电机转子，转子条存在严重断裂

电机解体后发现电机后端大部分转子条断裂，电机前端有少量转子条断裂。与解体前分析结论一致。

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产生影响

该透平机为该纸厂的A类关键设备，其一旦出现非计划停机，将会造成该车间生产线全部停止。由于当时生产任务紧急，该机组没有备用机组可用，设备一直处于带病运行状态。通过分析技术人员及时发现该电机存在严重故障，建议车间及时准备备用电机进行更换。由于车间处理及时，避免了一起重特大事故的发生。