導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇循環(huán)水泵，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

88LKXA-20型循環(huán)水泵解體檢修主要分為拆卸、修理、組裝3大步驟，在整個(gè)大修過(guò)程中又含有檢查、測(cè)量、更換等工序。拆卸工作主要是對(duì)泵體進(jìn)行解體，過(guò)程中記錄部分修前數(shù)據(jù)，作為組裝時(shí)的參考數(shù)據(jù)。如提升量、中心、支架與筒體間隙及相對(duì)位置（用塞尺測(cè)量）、電機(jī)支座水平度、電機(jī)氣隙等。解體大致依次從拆卸泵與電機(jī)各連接件、靠背輪連接螺栓，記錄泵提升量修前數(shù)據(jù)、拆卸電機(jī)與泵喇叭口支座螺栓、拆卸電機(jī)支座、拆卸填料函、拆卸泵導(dǎo)流體大端蓋并吊出，然后依次拆出第4至第1根軸（從下往上數(shù)），中間包括拆卸內(nèi)接管、軸之間套筒聯(lián)軸器（共3個(gè)），拆卸軸承支架（共2個(gè)），拆卸導(dǎo)葉體及葉輪室，最后階段拆卸水導(dǎo)軸承、軸套、葉輪等小部件。修理階段則包含檢查、測(cè)量、更換、修復(fù)等工作，由于寧電公司88LKXA-20型循環(huán)水泵常出現(xiàn)軸承支架變形、軸彎曲、內(nèi)接管裂紋、法蘭面變形等缺陷，特別是因海水腐蝕導(dǎo)致導(dǎo)葉體下軸承脫落、軸承連接螺栓處腐蝕脫落，需返廠進(jìn)行技術(shù)修復(fù)。解體后對(duì)軸進(jìn)行彎曲度檢查，一般中間彎曲幅度不超過(guò)0.10mm，檢查電機(jī)瓦塊，測(cè)量軸承與軸套間隙，判斷磨損量。測(cè)量支架橢圓度，判斷變形情況，測(cè)量方法通過(guò)自制專用工具。測(cè)量套筒聯(lián)軸器內(nèi)徑，并對(duì)高點(diǎn)、毛刺用銼刀進(jìn)行修復(fù)。清理泵底座結(jié)合面，一般都存在不同程度腐蝕，也是造成泵體難以定中心的主要影響因素，目前只有通過(guò)下述介紹到的改進(jìn)工藝來(lái)解決這一難題。對(duì)測(cè)量、檢查到的超標(biāo)配件，如水導(dǎo)軸承、軸套等一般進(jìn)行更換處理。組裝過(guò)程一般按照拆卸的相反順序進(jìn)行，但在組裝過(guò)程中要控制許多節(jié)點(diǎn)質(zhì)量，包括下面工藝改進(jìn)中陳述到的在軸組裝過(guò)程中依次進(jìn)行盤車，消除卡澀現(xiàn)象。泵體組裝時(shí)關(guān)鍵工序在于中心定位，定好位并且盤動(dòng)第四根軸輕松時(shí)基本上達(dá)到質(zhì)量要求。在組裝套筒聯(lián)軸器、葉輪、軸等部件時(shí)需要采取專門的工藝，并且需要起重工的配合，工藝的好差直接影響到組裝的進(jìn)度與質(zhì)量。吊回導(dǎo)流片大端蓋后，地面上的工作主要把好電機(jī)支座找水平工作關(guān)、泵與電機(jī)找中心關(guān)、電機(jī)找氣隙關(guān)、瓦塊調(diào)整間隙關(guān)，盡量控制數(shù)據(jù)在下限范圍，如水平偏差允許0.05mm/m，盡量把數(shù)據(jù)控制在0.05mm/m以內(nèi)，一般寧電循環(huán)水泵大修中控制在0.02～0.04mm/m。最大限度縮小整體誤差，精細(xì)化作業(yè)，這樣就能為泵運(yùn)行振動(dòng)值下降奠定重要基礎(chǔ)。

2泵體定位技術(shù)創(chuàng)新

轉(zhuǎn)子定位時(shí)，根據(jù)導(dǎo)流片中心定位。具體操作是：各支架包括導(dǎo)葉體的定位螺栓旋松，使軸系處于自由狀態(tài)，然后人員進(jìn)入循環(huán)水泵筒體內(nèi)，扣上導(dǎo)流片及填料函。主要是依靠填料函來(lái)定內(nèi)接管中心?？凵虾螅旅嫒藛T則把各支架包括導(dǎo)葉體定位螺栓旋緊固定，吊出導(dǎo)流片，則泵體處于中心位置。當(dāng)遇到葉輪室與筒體結(jié)合面接觸不平整時(shí)，則應(yīng)查找原因，定位工序也要改變。具體方法是：按照檢修工藝，泵體吊入筒體安裝時(shí)，人員應(yīng)爬入到最底部（吸入喇叭口），首先凸耳對(duì)準(zhǔn)凹槽裝入，且凸耳應(yīng)貼緊泵轉(zhuǎn)動(dòng)方向，避免運(yùn)行中泵體靜止部分轉(zhuǎn)動(dòng)。待葉輪室落到位后，用300mm的塞尺測(cè)量四周間隙，應(yīng)均勻，且間隙應(yīng)為0.05mm塞不入為準(zhǔn)，但大多數(shù)廠做不到這一點(diǎn)，如寧電循環(huán)水泵筒體長(zhǎng)期浸泡在海水中，均產(chǎn)生不同程度腐蝕，造成結(jié)合面由面接觸變成局部接觸，塞尺測(cè)量間隙不準(zhǔn)確，小則0.05mm，大到2.0mm。泵體中心也就得不到保障，增加了人工調(diào)整的難度。解決方法有2種：1）建議對(duì)葉輪室結(jié)合面筒體側(cè)鑲鍍一圈316L不銹鋼面，防止腐蝕。2）因底座腐蝕，采取以上提到的工藝操作比較困難，泵體不能自動(dòng)歸中，此時(shí)，則要人為對(duì)導(dǎo)葉體、第1節(jié)支架、第2節(jié)支架進(jìn)行定位調(diào)整，用300mm塞尺塞支架四周至均勻。當(dāng)支架沒(méi)有調(diào)整余量時(shí)，可能發(fā)生變形橢圓或筒體變形、錯(cuò)位等，這時(shí)可把支架外圈車璇修整，具體操作是：制作專用工具固定于支架中心，專用工具設(shè)計(jì)一可360度旋轉(zhuǎn)測(cè)量桿，在測(cè)量桿上裝設(shè)百分表，四周盤一圈來(lái)判斷是否變形，若變形則根據(jù)需要車璇，一般在2.0～3.0mm單側(cè)間隙。

3各軸承中心產(chǎn)生不一致的因素分析

3.1軸承中心偏移

寧電600MW機(jī)組循環(huán)水泵共4根軸，5個(gè)水導(dǎo)軸承，分別安裝在導(dǎo)葉體、支架和填料函。首先從配合間隙排查。因泵經(jīng)過(guò)多次檢修后，各部件愈發(fā)磨損，使得配合間隙過(guò)大。根據(jù)4A循環(huán)水泵大修實(shí)例，測(cè)量到軸承與軸承座配合間隙均偏大，標(biāo)準(zhǔn)為0.20～0.50mm總間隙，而實(shí)際達(dá)到了平均0.80mm，如此一來(lái)造成的后果是軸承中心容易偏斜，且容易松動(dòng)，因只單單靠螺栓固定。就算導(dǎo)葉體與支架中心調(diào)得再好，5個(gè)軸承不在中心，形成“S”型，引起軸承摩擦軸，故造成軸在安裝完后人工盤不動(dòng)現(xiàn)象。處理方法：1）對(duì)不合格部件返廠處理；2）找好軸承的中心位置，然后緊死固定螺栓，并在螺栓上點(diǎn)焊，防止松動(dòng)。

3.2內(nèi)接管法蘭面不平整

寧電循環(huán)水泵4根內(nèi)接管中2根鑲有軸承，長(zhǎng)度4m左右。安裝時(shí)，打緊螺栓后必須用塞尺檢測(cè)四周，應(yīng)以0.03mm塞不入為標(biāo)準(zhǔn)。若法蘭變形，可能0.05mm甚至0.10mm都能塞進(jìn)，且存在于局部，當(dāng)排除非螺栓收緊秩序錯(cuò)誤后，則應(yīng)判斷法蘭變形。不能輕視，根據(jù)相似三角形定律，當(dāng)法蘭面出現(xiàn)張口A時(shí)，則X放大為AL/D，遠(yuǎn)大于A，因此X處法蘭會(huì)發(fā)生偏移，對(duì)于泵體中心及軸承中心都存在較大影響。處理方法：必須消除法蘭面張口和不平整，用銼刀修復(fù)，反復(fù)試裝測(cè)量，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。圖1為內(nèi)接管法蘭變形引起X值放大示意圖。

4提高電機(jī)支座水平度的對(duì)策

1）從找水平的工藝方法下手。以往慣例方法是用1根合格的水平儀架設(shè)在電機(jī)支座兩端，把合像水平儀放在正中間位置，畫好標(biāo)記，測(cè)量完一個(gè)方向后180°調(diào)換水平儀再次測(cè)量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，以上方法存在2個(gè)弊端：①水平尺架設(shè)時(shí)是面接觸，這就對(duì)于電機(jī)支座的面精確度要求極高，否則很容易產(chǎn)生測(cè)量誤差，因?yàn)樵撁婧茈y十分平整。②水平尺本身不一定是完全水平狀態(tài)，有可能是機(jī)械扭損，也有廠采用工字鋼或槽鋼代替，精確度就更難以達(dá)到要求。為此，應(yīng)作如下改進(jìn)：①在水平尺的兩端加裝可調(diào)整螺桿，測(cè)量時(shí)用深度尺盡量把兩端調(diào)整至一致高度，然后進(jìn)行測(cè)量，這樣就大大縮小了測(cè)量誤差；②測(cè)量完一個(gè)方位后，水平儀不動(dòng)，水平尺旋轉(zhuǎn)180°，根據(jù)測(cè)量到的數(shù)據(jù)差值除以2，這樣就避免了因水平尺誤差造成的測(cè)量數(shù)據(jù)不真實(shí)現(xiàn)象。圖2為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電機(jī)支座水平度操作示意圖。2）調(diào)整加裝墊片時(shí)工藝要求。按標(biāo)準(zhǔn)加墊片數(shù)應(yīng)≤3。測(cè)量水平不只是垂直4個(gè)點(diǎn)，盡量細(xì)分成8個(gè)點(diǎn)，使水平度更高。根據(jù)測(cè)量，一般傾斜狀態(tài)是“對(duì)半式”，加裝墊片時(shí)不單單只加測(cè)量點(diǎn)位置，盡量不點(diǎn)接觸，可連續(xù)過(guò)渡。方法是先在傾斜點(diǎn)加裝規(guī)定厚度墊片，然后兩側(cè)依次遞減，形成面接觸。預(yù)測(cè)時(shí)，采取對(duì)稱緊8個(gè)螺栓或“隔1緊1”的方法，減少勞動(dòng)力。為了保證一次性調(diào)整成功，根據(jù)傾斜狀況得出的數(shù)據(jù)盡量靠上限加墊片，且適當(dāng)放寬（憑借經(jīng)驗(yàn)）。最終緊固全部螺栓后，墊片會(huì)稍許比預(yù)測(cè)時(shí)下降，造成數(shù)據(jù)比預(yù)測(cè)時(shí)偏大甚至超標(biāo)，這就是靠上限且適當(dāng)放寬的原理。按照標(biāo)準(zhǔn)水平偏差≤0.05mm/m要求，寧電循環(huán)水泵電機(jī)支座直徑約3m，則最大為0.15mm，而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，只有將水平值控制在≤0.02mm/m范圍時(shí)，才能最大限度減小對(duì)泵振動(dòng)的影響。因?yàn)檎`差積累，即便都在合格范圍，但都在上限，最終泵運(yùn)行性能下降。如寧電4A循環(huán)水泵2013年1月份大修時(shí)電機(jī)支座水平4個(gè)方向8個(gè)點(diǎn)中除了水流方向達(dá)到0.04mm/m，其他最大為0.02mm/m，最小為0.005mm/m，而泵運(yùn)行中也反映出水流方向振動(dòng)偏大。3）不找推力頭水平。根據(jù)設(shè)備規(guī)范提示，電機(jī)推力頭頂部平面與相關(guān)部件并非同一加工面，因此不能以推力頭水平為基準(zhǔn)。只要把電機(jī)支座找出水平位置，電機(jī)與泵也就處于水平連接。

5優(yōu)化泵與電機(jī)找中心工序

1）工藝工序改進(jìn)。首先為了除去“初找”中心這一步，在電機(jī)吊至支座準(zhǔn)備就位時(shí)，留5mm左右間隙，把泵調(diào)整螺母旋至與電機(jī)靠背輪相距5mm間隙，然后在此基礎(chǔ)上調(diào)整電機(jī)頂絲，使電機(jī)靠背輪用肉眼觀察進(jìn)入調(diào)整螺母止口，這樣能大大縮減找中心工作。調(diào)整好后落下電機(jī)（注意最好使電機(jī)銷子對(duì)準(zhǔn)，否則無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)）。改進(jìn)前找中心工序是：緊固電機(jī)與支座螺栓，然后進(jìn)行找中心工藝，圓周＞0.05mm時(shí)不合格，松掉緊固螺栓，再次找中心……合格后，調(diào)整電機(jī)氣隙，再調(diào)整瓦油隙，最后緊固各連接螺栓，包括靠背輪。弊端在于找中心這一步繁瑣，增加勞動(dòng)力，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)反饋，電機(jī)重量足夠承受盤車時(shí)引起的位置變動(dòng)力。找好中心后再調(diào)整氣隙，會(huì)導(dǎo)致中心位置變化。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，假設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)子AC長(zhǎng)3m，推力頭位置徑向調(diào)整ED0.01mm，推力頭距瓦塊位置AD0.1m，則下方靠背輪則變動(dòng)BC=（ED×AC）/AD=0.3mm。圖3為調(diào)整瓦塊間隙時(shí)，推力頭移動(dòng)量與靠背輪之間的比例值關(guān)系示意圖。原找中心工序及改進(jìn)后找中心工序流程圖分別見(jiàn)圖4、圖5。改進(jìn)后，先是調(diào)整好電機(jī)氣隙，然后進(jìn)行找中心工藝，中心不合格時(shí)隨時(shí)調(diào)整，不必緊固螺栓。調(diào)整好后，復(fù)測(cè)電機(jī)氣隙，這一點(diǎn)很重要，不能忽略，因?yàn)楹苡锌赡茉诒P車過(guò)程中發(fā)生變化，另外在測(cè)量氣隙之前在推力頭與導(dǎo)瓦座上做上記號(hào)，測(cè)氣隙時(shí)盤到這一記號(hào)，因電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子不完全對(duì)稱，否則氣隙極易發(fā)生變動(dòng)。測(cè)量合格后，進(jìn)行瓦塊油隙調(diào)整，按標(biāo)準(zhǔn)0.08～0.12mm，用0.08mm塞尺調(diào)整。最后緊固所有連接螺栓。2）電機(jī)支座焊接掛耳對(duì)孔。此舉是為了再次減少勞動(dòng)力，優(yōu)化作業(yè)程序。避免在空試運(yùn)完電機(jī)后再次拆蓋盤車，也使油容易弄臟。而通過(guò)用葫蘆對(duì)稱拉電機(jī)支座掛耳，鉤子拉住靠背輪對(duì)稱銷，把千斤頂對(duì)稱提起泵軸離電機(jī)靠背輪1cm處，然后調(diào)整調(diào)整螺母，定好泵提升量，對(duì)好孔，即可拉葫蘆對(duì)孔，對(duì)好孔穿上螺栓后用千斤頂定死電機(jī)靠背輪，擰緊螺栓，即方便又簡(jiǎn)捷。

6其他基本工藝技術(shù)革新

1）定軸中心盡量不采用填料函中心，因它不一定標(biāo)準(zhǔn)圓，應(yīng)用300mm塞尺選擇0.10~0.30mm單片塞單邊填料函下軸承與軸套間隙，測(cè)量對(duì)稱4個(gè)點(diǎn)，均勻后則在2個(gè)方向分別用契形鐵固定。2）加裝盤根一般在找好中心后進(jìn)行，防止因填料函不規(guī)則導(dǎo)致軸偏移，與泵軸不在一中心。另外部分廠在加裝或更換盤根時(shí)，往往忽略了放水試驗(yàn)這一步，極易引起盤根過(guò)緊或過(guò)松現(xiàn)象，過(guò)緊在泵運(yùn)行時(shí)發(fā)生燒毀，被迫急停；過(guò)松時(shí)引起漏水量過(guò)大，甚至連盤根壓蓋一起沖出，發(fā)生事故。因此加裝完盤根后，必須打開盤根冷卻水進(jìn)口閥門，調(diào)整壓蓋螺栓松緊度，呈現(xiàn)有水微量溢流狀態(tài)即可。3）出于安全考慮，盡量不選擇在地面進(jìn)行安裝的工藝。除了前2根軸地面安裝，吊至底部就位后，其它部件最好怕入底部安裝，一是控制風(fēng)險(xiǎn)，如果用槽鋼架在孔洞口安裝，則全部重量由底部?jī)?nèi)接管法蘭螺栓承擔(dān)，一旦存在腐蝕，后果嚴(yán)重。二是在技術(shù)上略顯大意，如整體放入，泵部件由于支架全部安裝沒(méi)有處在自由狀態(tài)，有可能造成底部接觸面不真實(shí)現(xiàn)象，而分節(jié)裝入可以排除此現(xiàn)象，并能發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。還可裝一節(jié)盤一節(jié)，避免整體盤時(shí)萬(wàn)一卡澀，無(wú)法排查出問(wèn)題。4）軸套間隙大塞尺調(diào)整方法：對(duì)稱塞同等間隙片，然后對(duì)稱點(diǎn)焊（注意銷子是否到位，一般廠家提供銷子沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)整，過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致整套不完全在接觸面位置，使其與軸承偏離過(guò)大）。如直接裝入軸套，不考慮過(guò)松，光靠止頭螺栓無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)期定死，會(huì)發(fā)生松動(dòng)甚至脫落，使泵振動(dòng)。

7軸盤動(dòng)靈活但中心偏移

1）原因：①法蘭面不平整（前面已提到原因及處理方法）。②沒(méi)有先大致以支架和到葉體四周間隙為標(biāo)準(zhǔn)找中心，而是直接使支架和導(dǎo)葉體處在自由狀態(tài)，完全依靠填料函試裝定位，這樣定位若偏差大則無(wú)法實(shí)現(xiàn)，造成填料函裝不進(jìn)。③底部偏斜。葉輪室與底座接觸面沒(méi)有接觸平整，導(dǎo)致整體歪斜。2）處理方法：①先根據(jù)支架和導(dǎo)葉體間隙找出初步歸中位置，屬于“初定位”，然后進(jìn)行“細(xì)定位”，就是所謂的填料函試套，如果初定位這步已執(zhí)行并調(diào)整合格，則填料函基本能裝入。②來(lái)回多起幾次轉(zhuǎn)子及葉輪室，下部蹲人員測(cè)量底部接觸面一圈止口是否勻稱，偏差應(yīng)≤0.03mm。③采用掉線方法判斷軸系是否偏斜，偏斜則調(diào)整底部接觸面或檢查接觸支架，是否擠到；另外考慮外筒體是否因螺栓松動(dòng)而錯(cuò)位，也可能引起支架偏心。

8提升量調(diào)整的技術(shù)分析與改進(jìn)

據(jù)寧德發(fā)電廠88LKXA-20型泵分析，該泵4根軸中有3個(gè)套筒聯(lián)軸器，每個(gè)聯(lián)軸器內(nèi)有1個(gè)哈夫鎖塊，經(jīng)驗(yàn)分析，每經(jīng)歷1次大修后，哈夫都要經(jīng)過(guò)打磨除銹處理，而理論分析，金屬表面腐蝕或結(jié)垢時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)元素則為金屬表面材料與氧的結(jié)合，產(chǎn)生氧化物，最終只會(huì)一步步損耗材料。若大修次數(shù)達(dá)到一定程度時(shí)，哈夫與軸卡扣之間的間隙隨之逐步增大，當(dāng)提升泵軸時(shí)，只有軸卡扣與哈夫接觸到才能動(dòng)作，而軸自由狀態(tài)時(shí)是與下軸緊密靠攏的，之間的活動(dòng)余量使上軸起吊一段行程前軸不會(huì)動(dòng)。也就說(shuō)明當(dāng)3根軸連在一起時(shí)，提升量未必是理想值，而是實(shí)際提升量小于計(jì)劃提升量。為此，處理對(duì)策是：人員爬入到泵底部，泵處于自由落到位狀態(tài)。然后上面第1根軸掛好鋼絲繩準(zhǔn)備起吊，在第1根軸架設(shè)百分表，按（6±0.5）mm標(biāo)準(zhǔn)提升，下部同樣架設(shè)百分表監(jiān)視。在起吊過(guò)程中觀察2百分表數(shù)據(jù)是否一致，若如上分析出現(xiàn)不一致，則算出誤差值（誤差值=計(jì)劃提升量-實(shí)際提升量），則計(jì)劃提升量應(yīng)加上誤差值，就是最終提升量。這種方法避免人工誤判，避免葉輪磨損，是一種較科學(xué)且準(zhǔn)確的工藝方法。圖6為提升量調(diào)整技術(shù)改進(jìn)示意圖。

9調(diào)整電機(jī)氣息與導(dǎo)瓦的技術(shù)改進(jìn)

前大多數(shù)廠檢修工藝均采取以電機(jī)軸承室為標(biāo)準(zhǔn)找推力頭中心，也就是找電機(jī)氣隙，但因電機(jī)軸承室可能存在不規(guī)則現(xiàn)象，因此找出的中心是假象。而應(yīng)根據(jù)測(cè)量氣隙來(lái)調(diào)整推力頭位置，以氣隙為標(biāo)準(zhǔn)，并可同時(shí)測(cè)量在軸承室的中心位置情況，兩者兼顧。在調(diào)整導(dǎo)瓦間隙時(shí)，調(diào)整好后必須在原基礎(chǔ)上再施加一定緊力（憑個(gè)人手感），再緊固頂絲，左右可搖動(dòng)瓦即可。因?yàn)檎{(diào)整導(dǎo)瓦的頂桿牙距間存在縫隙，頂死頂絲后會(huì)使瓦的緊力下降，從而達(dá)不到理想值，造成瓦間隙超標(biāo)。調(diào)整導(dǎo)瓦間隙時(shí)的順序必須對(duì)稱進(jìn)行，如下圖，并且調(diào)第1塊瓦之前要保證3、4號(hào)瓦用手帶緊，否則3-4方向位置發(fā)生變化。圖7調(diào)整電機(jī)氣隙示意圖。

10結(jié)論

篇2

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵 雙速 節(jié)能 改造

中圖分類號(hào)：TH38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（b）-0159-01

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，發(fā)電廠節(jié)能降耗成為重要課題。在廠用電中，電動(dòng)機(jī)是消耗電能的主要設(shè)備，因此，加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的節(jié)電管理顯得尤為重要。近年來(lái)，電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)發(fā)電廠，其運(yùn)速方式較多，主要有以下幾種：（1）雙速；（2）串極調(diào)速；（3）高壓變頻；（4）永磁調(diào)速，等等。其中，雙速改造技術(shù)以其可靠性強(qiáng)、改造費(fèi)用低能夠節(jié)省資金以及維護(hù)運(yùn)行保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)被更多的發(fā)電廠所認(rèn)可并采取到日常工作中。此方法僅改變定子繞組的接線方式，不添置額外的開關(guān)和改變?nèi)魏卧O(shè)備，即可達(dá)到兩種速度。因此，在四季水溫及負(fù)荷工況變化時(shí)，通過(guò)改變循環(huán)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，即可大幅度降低循泵耗電量，節(jié)約能源。

1 循環(huán)水的需求量與水溫及負(fù)荷的關(guān)系

循環(huán)水的作用是冷卻，所以也叫循環(huán)冷卻水。它的作用是將排入凝汽器的熱量帶走。當(dāng)帶走的熱量一定時(shí)，冷卻水的溫度越低，需要的冷卻水量越少；反之，冷卻水的溫度越高，需要的冷卻水量越多。如果冷卻水溫一定，而需它帶走的熱量在變化，那么，要它帶走的熱量越多，所需冷卻水量就越大；要它帶走的熱量越少，所需冷卻水量就越小。這就是循環(huán)水的需求量隨水溫和熱負(fù)荷的變化而變化的規(guī)律。機(jī)組效率高時(shí)，排入凝汽器的熱量小于設(shè)計(jì)值，所需循環(huán)水量就少些；反之，機(jī)組效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值，使排入凝汽器的熱量大于設(shè)計(jì)值，需要循環(huán)水量就必須增大，不然就達(dá)不到所要求的運(yùn)行真空。

2 改造前循環(huán)水泵運(yùn)行情況

河源電廠目前總裝機(jī)容量為2×600 MW機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)循環(huán)水泵，出口節(jié)門采用蝶閥，只有全開全關(guān)兩個(gè)位置。機(jī)組運(yùn)行中，不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。在季溫偏低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)單臺(tái)循泵供冷卻水不足，而兩臺(tái)循泵供冷卻水偏多的現(xiàn)象。為解決這一能耗問(wèn)題，現(xiàn)將2B循環(huán)水泵進(jìn)行雙速改造，通過(guò)2A、2B兩臺(tái)循泵的轉(zhuǎn)速搭配，達(dá)到優(yōu)化的目的。

3 循環(huán)水泵的節(jié)能改造

3.1 循環(huán)水泵雙速改造的原理

電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=n1（1-s）=（1-s）60f1/P1，其中：P1為電機(jī)極對(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率；n1為同步轉(zhuǎn)速。改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)P1，即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。

根據(jù)泵類流體定律，改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)系式為： Q1/Q2 = n1/n2，H1/H2 = （n1/n2） 2，P1/P2 = （n1/n2）3。其中Q1、H1、P1、Q2、H2、P2分別表示在轉(zhuǎn)速n1和n2情況下水泵的流量、揚(yáng)程和所需軸功率。根據(jù)公式，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量成正比關(guān)系下降、揚(yáng)程成平方關(guān)系下降、泵的軸功率成3次方關(guān)系下降，因此電機(jī)改造后有功功率消耗會(huì)大幅度下降。

3.2 循環(huán)水泵電機(jī)改造的要點(diǎn)

河源電廠2B循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行16/18極改造。

改造前型號(hào)為：YKSL3150-16/2150-16 kV 372 r/min湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)。

改造后型號(hào)為：YKSLD3150/2180/-16/186 kV 372 r/min和333 r/min。

（1）電機(jī)改造后極數(shù)由16極改為18極，額定功率由3150 kW變?yōu)?180 kW，額定電流由386.4 A變?yōu)?86.1 A，功率因數(shù)由0.83變?yōu)?.78，額定轉(zhuǎn)速由372 r/min變?yōu)?33 r/min，定子繞組接線由4Y改為2接法。在高低速切換的過(guò)程中，相應(yīng)的二次CT接線，以及6 kV綜合保護(hù)參數(shù)都需要重新修改。

（2）定子繞組全部更換，拆除舊線圈的同時(shí)防止損傷鐵芯，各連接部分牢固可靠，定子繞組要兼顧高低速的性能。

（3）定子鐵芯的檢查，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的校驗(yàn)，絕緣漆、防電暈的處理。

（4）電機(jī)繞組的直阻、絕緣、直流耐壓及泄漏電流、交流耐壓、定子鐵芯損耗、空載試驗(yàn)。

（5）電機(jī)的高壓引線和中性點(diǎn)引線盒均不變，在中性點(diǎn)引線盒旁單獨(dú)設(shè)立一個(gè)高低速接線端子切換箱，電機(jī)高低速運(yùn)行的選擇，只需在停電時(shí)改變切換箱內(nèi)的連接片的連接方式即可。

（6）切換箱內(nèi)接線端子形式如圖1。

3.3 循環(huán)水泵電機(jī)改造的經(jīng)濟(jì)性

改造完成后，2號(hào)機(jī)組的循環(huán)水泵可能的運(yùn)行方式有：?jiǎn)伪玫退龠\(yùn)行、單泵高速運(yùn)行、1臺(tái)高速和1臺(tái)低速并聯(lián)運(yùn)行、兩臺(tái)高速并聯(lián)運(yùn)行四種方式。

估算電機(jī)節(jié)能效果，2B循泵電機(jī)其高速與低速運(yùn)行的輸入功率之差為970 kW，若每年按低速運(yùn)行4個(gè)月，則節(jié)能效果為：970 kW×120（天）×24h=279萬(wàn) kW·h假設(shè)電力上網(wǎng)費(fèi)以0.4元/ kW·h計(jì)算，則節(jié)電效益為：279×0.4=111萬(wàn)元，投資回報(bào)明顯可見(jiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵的雙速改造，滿足了機(jī)組在不同季節(jié)和不同負(fù)荷工況下對(duì)循環(huán)水量的要求，不僅增加了循環(huán)水泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的靈活性，也取得了相當(dāng)顯著的節(jié)能效果，降低了發(fā)電成本，提升了電廠的經(jīng)濟(jì)效率。

參考文獻(xiàn)

篇3

關(guān)鍵詞：熱水采暖系統(tǒng)耗電輸熱比循環(huán)泵

中圖分類號(hào)：TU832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

熱水供熱系統(tǒng)中設(shè)置的循環(huán)水泵是向用戶輸送熱媒的主要設(shè)備，也是鍋爐房中耗電量較大的設(shè)備，實(shí)際工程中，循環(huán)水泵容量偏大的現(xiàn)象較為普遍。本文介紹循環(huán)水泵的耗電輸熱比的概念及分析了造成循環(huán)水泵不合適的原因。

1．耗電輸熱比及其限值

為了衡量采暖過(guò)程中輸送能耗的多少，在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中定義了循環(huán)水泵耗電輸熱比，所謂的循環(huán)水泵耗電輸熱比（EHR）是指供暖的水循環(huán)所輸送的顯熱交換量(KW)與所選配的循環(huán)水泵電機(jī)的額定功率(KW)之比值。EHR值越大，輸送單位熱量的耗電量越大，節(jié)能指標(biāo)越低；EHR值越小，說(shuō)明輸送單位熱量的耗電量越小，節(jié)能指標(biāo)越高。為了控制熱水采暖系統(tǒng)的水泵輸送能耗，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)熱水采暖系統(tǒng)的耗電輸熱比（EHR）做了如下規(guī)定：

EHR=N/Qŋ

EHR≤0.0056（14+α∑L）/ t

式中：N—水泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的軸功率（KW）；

Q—采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷（KW）；

ŋ—電機(jī)和傳動(dòng)部分的效率；

當(dāng)采用直聯(lián)方式時(shí)，ŋ=0.85；

當(dāng)采用聯(lián)軸連接方式時(shí)，ŋ=0.83；

t—設(shè)計(jì)供回水溫差（℃）。

系統(tǒng)中管道全部采用鋼管連接時(shí)，取t=25℃；

系統(tǒng)中管道有部分采用塑料管材連接時(shí)，取t=20℃；

∑L—室外管網(wǎng)主干線（包括供回水管）總長(zhǎng)度（m）；

當(dāng)∑L≤500m時(shí)，α=0.0015；、

當(dāng)500＜∑L＜1000m時(shí)，α=0.0092；

當(dāng)∑L≥1000m時(shí)，α=0.0069；

我們按照管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工況來(lái)選擇水泵，選擇的水泵是否節(jié)能是關(guān)鍵。為了控制循環(huán)水泵的動(dòng)力消耗，耗電輸熱比的引用就是衡量水泵選擇是否恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

2. 實(shí)例計(jì)算分析

假設(shè)：供暖面積：A=80000㎡，最不利環(huán)路主干管長(zhǎng)度∑L=1000m，α=0.0069，供回水溫差t=25℃，熱指標(biāo)=60w/㎡，循環(huán)水量為165m³/h，系統(tǒng)總阻力為119KPa(其中換熱站內(nèi)管道系統(tǒng)阻力為30KPa，室外主干管的阻力為69KPa，最不利環(huán)路的系統(tǒng)阻力為20KPa)。

水泵配備：Q=200m³/h，H=13m，配備電機(jī)功率為N=15KW。

所以：EHR=N/Qŋ=15/4800x0.85=0.003676

EHR≤0.0056（14+α∑L）/ t=0.0056（14+0.0069x1000）/25

=0.004682

通過(guò)計(jì)算可以看出，選用的循環(huán)水泵合適。

3．分析循環(huán)水泵偏大的原因

為了避免水泵選擇不合適，造成電能浪費(fèi)。因此需要分析熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵容量偏大的原因：

（1）設(shè)計(jì)人員沒(méi)有認(rèn)真計(jì)算熱負(fù)荷和系統(tǒng)阻力，尤其是外網(wǎng)和鍋爐房的阻力，采用估算方法，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，估算值過(guò)大使選的循環(huán)水泵流量和揚(yáng)程加大很多，選用的水泵與實(shí)際運(yùn)行時(shí)相差甚遠(yuǎn)；

（2）系統(tǒng)運(yùn)行后沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的初調(diào)節(jié)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)水力失調(diào)，認(rèn)為是水泵容量不夠，盲目換大泵；

（3）設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)循環(huán)水泵揚(yáng)程的概念不清：對(duì)承壓鍋爐采暖系統(tǒng)，定壓點(diǎn)設(shè)在循環(huán)水泵吸入側(cè)，其揚(yáng)程不需要考慮用戶系統(tǒng)的高度，只要克服管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力即可。但如果將系統(tǒng)高度計(jì)人揚(yáng)程中，這就使循環(huán)水泵揚(yáng)程大大增加；

（4）多層建筑采用常壓在鍋爐供熱系統(tǒng)，由于鍋爐與大氣相通，壓力很低，供暖水泵進(jìn)口與出口靜水壓力不同，此處的水泵只是起向系統(tǒng)“揚(yáng)升”供熱水的作用，不起循環(huán)作用，回水則靠系統(tǒng)高差克服回水阻力自流至鍋爐房。水泵的揚(yáng)程只需克服供水干管阻力，水泵人口處管道阻力及系統(tǒng)高度，將熱水送人系統(tǒng)最高用戶略有余量即可，這種揚(yáng)升供暖的水泵應(yīng)稱為供暖給水泵，以區(qū)別于閉式系統(tǒng)的循環(huán)水泵，顯然選擇鍋爐的類型決定著水泵的揚(yáng)程的大小，以及系統(tǒng)耗能情況。因此，設(shè)計(jì)人員選擇鍋爐時(shí)要重視常壓鍋爐系統(tǒng)供暖給水泵“揚(yáng)升”供暖使電耗增加的特點(diǎn)；

（5）選水泵時(shí)，因水泵規(guī)格系統(tǒng)所限，很難選到流量、揚(yáng)程完全一致的水泵，一般都選大一號(hào)的。

這樣層層加碼，致使循環(huán)水泵容量偏大，一方面破壞了原設(shè)計(jì)的水力工況，另一方面又增加了水泵運(yùn)行的耗電量。因此控制指標(biāo)耗電輸熱比顯得尤為重要。

4. 結(jié)束語(yǔ)：

熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵選擇是否合適，運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)，都直接關(guān)系到系統(tǒng)的節(jié)能效果及可行性。實(shí)際工程中有時(shí)為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，水泵選型過(guò)大，致使其耗電輸熱比偏大，造成能源的浪費(fèi)。因此做設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)控制耗電輸熱比在限值之內(nèi)，以達(dá)到既能滿足采暖系統(tǒng)的要求，又節(jié)約輸配能耗的目的。

參考文獻(xiàn)

篇4

關(guān)鍵詞：高效節(jié)能 經(jīng)濟(jì)流速 水泵性能曲線

循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最核心部分就是自然通風(fēng)冷卻塔、循環(huán)水泵的合理選擇配置，在循環(huán)水系統(tǒng)建設(shè)中它們的投資費(fèi)用最多、施工最復(fù)雜，對(duì)電廠總投資影響最大。直接影響電力工程建設(shè)的單位造價(jià)與電廠投資回收年限。

供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是系統(tǒng)方案選擇的基礎(chǔ)，其中對(duì)方案設(shè)計(jì)影響最大的是循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)的年費(fèi)用。在保證汽輪機(jī)運(yùn)行安全滿負(fù)荷發(fā)電的前提下，如何降低電動(dòng)機(jī)的年費(fèi)用，值得每一位工程設(shè)計(jì)人員思考。

本文將直面上述問(wèn)題進(jìn)行研究。從降低電動(dòng)機(jī)年費(fèi)用出發(fā)，研究循環(huán)水泵與電動(dòng)機(jī)的工作效率，在滿足汽輪機(jī)各種運(yùn)行工況（包括純凝工況、最大抽氣工況、及額定抽氣工況）前提下，降低循環(huán)水泵配用電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率，提高電動(dòng)機(jī)效率。

近年來(lái)隨著國(guó)家新一輪經(jīng)濟(jì)建設(shè)的到來(lái)，全國(guó)各地相繼建設(shè)有一大批135MW國(guó)產(chǎn)超高壓、中間再熱機(jī)組。在甘肅金川公司熱電廠、山東華泰熱電廠、山東里彥電廠、徐州詫城電廠及山東濱州魏橋熱電廠，我們先后設(shè)計(jì)了16臺(tái)135MW機(jī)組，對(duì)135MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)中循環(huán)水泵選擇，本著對(duì)電廠長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行為宗旨，推廣使用高效節(jié)能型循環(huán)水泵。

1高效節(jié)能型循環(huán)水泵簡(jiǎn)介

1.1高效節(jié)能型循環(huán)水泵概述：

國(guó)內(nèi)大部分100MW、125MW，135MW機(jī)組的循環(huán)供水系統(tǒng)中，大多數(shù)采用一臺(tái)機(jī)組配二臺(tái)循環(huán)水泵的常規(guī)布置，這種配置模式符合《火力發(fā)電廠技術(shù)規(guī)程、規(guī)范》，也符合電力系統(tǒng)行業(yè)《水工技術(shù)規(guī)定》，在電廠設(shè)計(jì)中廣泛使用。

對(duì)電廠工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析發(fā)現(xiàn)，火力發(fā)電廠采用一機(jī)二泵常規(guī)模式布置循環(huán)水系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用較高，設(shè)計(jì)上存在一些不足主要表現(xiàn)在：

循環(huán)水泵設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)偏離系統(tǒng)運(yùn)行值，水泵效率不高。

對(duì)已投產(chǎn)運(yùn)行的循環(huán)水泵調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電廠普遍存在循環(huán)水泵的運(yùn)行效率除部分時(shí)間外大部分時(shí)間循環(huán)水泵的運(yùn)行效率不高，大多數(shù)時(shí)間水泵效率只有60%左右，很顯然它不屬于水泵的高效范圍。

水泵運(yùn)行方式對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的流量變化不太敏感

對(duì)于單一工況運(yùn)行的汽輪機(jī)，汽輪機(jī)凝汽器冷卻水量隨著每年季節(jié)的變化大幅度波動(dòng)；對(duì)于變工況運(yùn)行的汽輪機(jī)，伴隨著汽輪機(jī)抽汽量的增加，系統(tǒng)冷卻水量大幅度減少。火力發(fā)電廠采用一機(jī)二泵常規(guī)模式設(shè)置存在著全年大部分時(shí)間運(yùn)行一臺(tái)水泵供水量不足，二臺(tái)水泵供水量過(guò)大的現(xiàn)象，水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)困難，不利于汽輪機(jī)形成最有利的真空度，白白的浪費(fèi)電能，為了從根本上解決循環(huán)水泵的配置與系統(tǒng)流量變化的不一的問(wèn)題，提高循環(huán)水泵的運(yùn)行效率，生產(chǎn)、開發(fā)高效節(jié)能型水泵事在必然。

1.2高效節(jié)能型循環(huán)水泵特點(diǎn)

本文從循環(huán)水泵高效、節(jié)能出發(fā)，介紹一種新型G系列循環(huán)水泵的特點(diǎn)，并以G48Sh新型循環(huán)水泵在135MW機(jī)組設(shè)計(jì)中的運(yùn)用為例給予重點(diǎn)說(shuō)明。

G48Sh新型循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)參數(shù)與電廠循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際阻力參數(shù)相吻和，水泵運(yùn)行效率較高。對(duì)投產(chǎn)運(yùn)行的100多臺(tái)G48Sh循環(huán)水泵進(jìn)行抽樣試驗(yàn)、檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，G48Sh水泵實(shí)際運(yùn)行效率為84-88%，比135MW機(jī)組常規(guī)模式布置一機(jī)配二臺(tái)同型號(hào)水泵48Sh-22的實(shí)際效率提高了25%。

G48Sh高效節(jié)能型循環(huán)水泵的引入優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng)水力條件，加寬了水泵高效區(qū)段的變化范圍，可保證循環(huán)水泵在兩個(gè)不同轉(zhuǎn)速下實(shí)際的運(yùn)行效率不低于85%，提高了水泵的工作效率。

G48Sh高效節(jié)能型循環(huán)水泵的引入，改變了一臺(tái)汽輪機(jī)配二臺(tái)循環(huán)水泵(簡(jiǎn)稱一機(jī)二泵)等容量配置模式的常規(guī)設(shè)計(jì)理念，提出不等容量大、小水泵配置的設(shè)計(jì)概念。大水泵有高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)速，小水泵也有高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)速，由此組合出多種水泵運(yùn)行工況，并且互相備用?；緷M足汽輪機(jī)的變工況運(yùn)行要求。高效節(jié)能型循環(huán)水泵采用臥式泵殼，運(yùn)行、檢修非常方便。

1.3高效節(jié)能型循環(huán)水泵的配置

在甘肅金川公司熱電廠、山東華泰熱電廠、山東里彥電廠、徐州詫城電廠及山東濱州魏橋熱電廠，我們先后設(shè)計(jì)了18臺(tái)135MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)超高壓、中間再熱機(jī)組。這些電廠有一個(gè)共同的特點(diǎn)，基本上是企業(yè)自發(fā)自用，企業(yè)除了有穩(wěn)定的電力需求外還有一定的供熱負(fù)荷，企業(yè)的供熱負(fù)荷波動(dòng)較大。使得電廠循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水量大幅度改變。在沒(méi)有供熱負(fù)荷時(shí)，供熱機(jī)組基本上在純凝汽工況運(yùn)行，這種情況往往出現(xiàn)在每年的夏季。隨著冬季的來(lái)臨，生產(chǎn)供熱負(fù)荷與生活采暖負(fù)荷增加，使機(jī)組供熱負(fù)荷大幅度提高，極端情況下，機(jī)組會(huì)超額定抽汽工況運(yùn)行。這些企業(yè)多數(shù)位于我國(guó)的華北、東北與西北地區(qū)，采暖時(shí)間較長(zhǎng)，每年固定采暖期有4-6個(gè)月，個(gè)別年限采暖期更長(zhǎng)。機(jī)組如此長(zhǎng)時(shí)間抽汽供熱運(yùn)行，使得電廠循環(huán)水流量長(zhǎng)時(shí)間在較低的情況下運(yùn)行，考慮電廠長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求，循環(huán)水泵的供水流量和揚(yáng)程的高效范圍要求很長(zhǎng)。

以135MW供熱機(jī)組為例：夏季機(jī)組汽輪機(jī)VWO工況時(shí)，汽輪機(jī)凝汽器凝汽量為324.17t/h，1臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水量為19640t/h；汽輪機(jī)額定抽汽工況時(shí)，汽輪機(jī)凝汽器凝汽量為223.36t/h，1臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水量為12274 t/h；汽輪機(jī)在最大抽汽工況時(shí)，汽輪機(jī)凝汽器凝汽量142.66t/h，機(jī)組的循環(huán)水量為4700 t/h。循環(huán)水系統(tǒng)的流量從4700t/H--19000T/H變化，按照常規(guī)等容量水泵布置為滿足機(jī)組最小熱負(fù)荷的冷卻水要求配置循環(huán)水泵流量為9800T/H-11700T/H，供水揚(yáng)程約18.0-21.5米，二臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行。在額定抽汽工況下，一臺(tái)水泵運(yùn)行，由于循環(huán)水量減少、系統(tǒng)的水阻下降，水泵的流量12274T/H，揚(yáng)程將下降至15.0-16.0米，在汽輪機(jī)在最大抽汽工況時(shí)，為滿足循環(huán)水系統(tǒng)要求運(yùn)行一臺(tái)水泵，由于供水量大幅度減少，使水泵揚(yáng)程大幅度提高，直接造成冷卻塔涌水，加大淋水裝置配水槽的流速，水流在淋水填料上熱交換的時(shí)間減少，降低了冷卻塔的冷卻效果。當(dāng)然淋水填料熱交換的效果降低在冬季不會(huì)引取太多的注意，但是水泵運(yùn)行肯定會(huì)移出水泵的高效范圍，水泵的工作效率降低，電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率增加白白得浪費(fèi)電能。由于循環(huán)水泵的電動(dòng)機(jī)功率710KW，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不利于電廠節(jié)能。在這種情況下要求一種新的水泵配置模式，既要滿足大流量、高揚(yáng)程要求也要滿足小流量低揚(yáng)程要求，出現(xiàn)大、小水泵和高低轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式。這種配置模式強(qiáng)調(diào)大水泵高流量、高轉(zhuǎn)速按照系統(tǒng)的最大流量選擇，供水流量與揚(yáng)程滿足系統(tǒng)的要求。小水泵的高流量、高轉(zhuǎn)速按照系統(tǒng)流量的60%的選擇，作為大水泵的備用水泵；大水泵的小流量、低轉(zhuǎn)速選擇按照小水泵的高流量、高轉(zhuǎn)速選擇，作為小水泵的高速備用水泵；小水泵的低流量、低轉(zhuǎn)速完全按照系統(tǒng)最小流量、與系統(tǒng)要求的供水揚(yáng)程選擇，此時(shí)無(wú)其它備用水泵。這種通過(guò)機(jī)組抽汽工況的改變，自動(dòng)調(diào)整水泵的大、小及水泵的高、低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，使水泵供水量基本符合系統(tǒng)的循環(huán)水量的要求。

2 高效節(jié)能型循環(huán)水泵的使用情況

山東十里泉電廠2臺(tái)125MW機(jī)組配備4臺(tái)48SH-22同型號(hào)循環(huán)水泵運(yùn)行。在一年大部分時(shí)間里供水系統(tǒng)確實(shí)存在單臺(tái)水泵運(yùn)行供水流量不足，2臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行廠用電又增加過(guò)大，水泵效率低下影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1998年10月將4#水泵(48SH-22)更換成G48SH高效節(jié)能水泵，高效節(jié)能水泵投產(chǎn)運(yùn)行后，電廠委托廣東電力試驗(yàn)研究所進(jìn)行了高效節(jié)能水泵性能測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明：高效節(jié)能水泵在高、低轉(zhuǎn)速時(shí)的實(shí)際運(yùn)行效率分別高達(dá)87.78%與86.11%，比未改造的其他水泵48SH-22效率分別提高28.26%和26.5%，耗電量明顯減少，同時(shí)新水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活。

在廣東云浮電廠2臺(tái)125MW機(jī)組采用二次循環(huán)供水系統(tǒng)，系統(tǒng)配置4臺(tái)48SH-22型同型號(hào)循環(huán)水泵，水泵運(yùn)行方式采用夏季三臺(tái)水泵運(yùn)行，其他季節(jié)二臺(tái)運(yùn)行。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)單臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)的流量不足、效率低，1998年6月將循環(huán)水泵改成高效G48SH水泵。高效G48SH水泵投運(yùn)后，電廠委托廣東電力試驗(yàn)研究所對(duì)新水泵效率進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)， 試驗(yàn)結(jié)果表明：新泵在高轉(zhuǎn)速時(shí)的流量達(dá)16537t/h，實(shí)際運(yùn)行效率高達(dá)87.78%、電動(dòng)機(jī)功率1002KW；低轉(zhuǎn)速時(shí)的流量達(dá)13080t/h，實(shí)際運(yùn)行效率為86.12%、電動(dòng)機(jī)功率646KW，水泵運(yùn)行工況與機(jī)組運(yùn)行工況基本吻合。原水泵實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)流量14400t/h、效率59.62%、電動(dòng)機(jī)功率1089KW；最高效率70%時(shí)流量為11540t/h，水泵運(yùn)行工況與機(jī)組運(yùn)行工況不符。由此可見(jiàn)新泵供水量比舊泵大2137 t/h、效率高、電動(dòng)機(jī)的功率低87.7KW；新泵低速運(yùn)行時(shí)單臺(tái)水泵每小時(shí)節(jié)省443KW。

1998年12月由原電力工業(yè)部科學(xué)技術(shù)司組織鑒定，頒發(fā)科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書在全國(guó)予以推廣。

3結(jié)論

當(dāng)然任何新技術(shù)的推廣都需要一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程， 高效節(jié)能型循環(huán)水泵的最大特點(diǎn)是節(jié)能、工作效率高。但是它是否適合所有地區(qū)、所有135MW機(jī)組的運(yùn)行工況還需要更多的實(shí)際應(yīng)用證明，更需要因地制宜的選擇。推廣高效節(jié)能型循環(huán)水泵不僅涉及到電廠循環(huán)水泵的配置、水泵備用與水泵運(yùn)行費(fèi)用問(wèn)題，而且關(guān)系到水泵與汽輪機(jī)運(yùn)行的聯(lián)鎖控制問(wèn)題等等，尤其在長(zhǎng)江邊取水泵房必須謹(jǐn)慎選擇，高效節(jié)能型循環(huán)水泵的幾何尺寸較等容量水泵大的多，對(duì)江邊取水泵房而言，設(shè)備及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用不及取水泵房結(jié)構(gòu)費(fèi)用與施工費(fèi)用，特別是水源枯水位與最高水位相差較大的時(shí)候。

參考文獻(xiàn)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》

《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》---------------------NDGJ5-88

《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》---------------------DL5000-2000

篇5

關(guān)鍵詞：變頻器；暖通循環(huán)水泵；節(jié)能控制

前言

當(dāng)前我們正面臨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的困擾，所以當(dāng)前如何減少能源浪費(fèi)和保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為了全社會(huì)非常重視的一個(gè)問(wèn)題。在現(xiàn)代的建筑之中，暖通工程往往都是必不可少的，暖通循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用大大地改善了人們的生活質(zhì)量，但是另一方面在暖通循環(huán)系統(tǒng)之中，水泵往往發(fā)揮著非常重要的作用，但是水泵也是較容易產(chǎn)生能耗的一個(gè)設(shè)備，因此在暖通循環(huán)水泵上應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行節(jié)能控制，既可以降低水泵的能耗，同時(shí)又能夠提高水泵的效率，使得整個(gè)暖通循環(huán)系統(tǒng)能夠更加的節(jié)能高效。而將變頻器應(yīng)用于暖通循環(huán)水泵之中，往往能夠起到較好的節(jié)能控制效果，所以對(duì)于變頻器在暖通循環(huán)水泵上的節(jié)能控制進(jìn)行研究有著非常重要的意義。

1 變頻器技術(shù)概述

1.1 變頻器的概念

所謂變頻器，實(shí)質(zhì)上是一種電力控制設(shè)備，它通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)和微電子技術(shù)的應(yīng)用來(lái)對(duì)電機(jī)工作電源頻率方式加以改變，然后實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制。變頻器可以對(duì)工頻電源進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，然后形成另外一種頻率。變頻器的主要電路也可以被劃分為兩大類，第一類是電流型，第二類是電壓型。所謂電流型，指的是能夠?qū)τ陔娏髟催M(jìn)行交流和直流變化的變頻器；而電壓型則是對(duì)于電壓源進(jìn)行交流和直流轉(zhuǎn)換的變頻器。

1.2 變頻器的基本構(gòu)成

變頻器實(shí)質(zhì)上也是一種電力電子裝置，但是通過(guò)對(duì)變頻器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⒐潭l率、電壓的交流電進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都可供調(diào)節(jié)的交流電，構(gòu)成變頻器的電路實(shí)際上是非常復(fù)雜的，在其內(nèi)部，主要是由主電路單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、中央處理單元、保護(hù)與報(bào)警單元和監(jiān)視與參數(shù)設(shè)定單元所構(gòu)成的。其中主電路單元主要是把電網(wǎng)電壓接入變頻器，該單元主要是由逆變器和整流器所構(gòu)成的；驅(qū)動(dòng)控制單元的主要作用就是用于產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)逆變器開關(guān)信號(hào)，而且驅(qū)動(dòng)控制單元是受中央處理單元控制的；中央處理單元?jiǎng)t是對(duì)變頻器的各種外部信號(hào)進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)內(nèi)部信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，它是整個(gè)變頻器的控制核心，對(duì)變頻器的控制主要就是依賴于中央處理單元；而保護(hù)與報(bào)警單元的主要功能就是對(duì)變頻器的故障進(jìn)行檢測(cè)和報(bào)警；監(jiān)視與參數(shù)設(shè)定單元主要是對(duì)變頻器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)對(duì)變頻器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

1.3 變頻器的控制方式研究

變頻器的種類有很多，所以相應(yīng)的控制方式也是多種多樣的，因此依據(jù)變頻器的工作原理，大致可以將其分為以下幾種控制方式：第一是V/f控制方式。它是一種簡(jiǎn)單的開環(huán)控制方式，而且使用該方法來(lái)對(duì)于變頻器進(jìn)行控制，造價(jià)往往也非常的高，一般m用于控制精度要求較低的調(diào)速系統(tǒng)，比如說(shuō)水泵和風(fēng)機(jī)等；第二種是轉(zhuǎn)差頻率控制方式。這一種方式是在V/f控制的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)的，但是轉(zhuǎn)差頻率控制方式是通過(guò)電路和速度傳感器給定轉(zhuǎn)速以及實(shí)際轉(zhuǎn)速的速度偏差信號(hào)，然后再利用控制器對(duì)于基準(zhǔn)速度偏差值加以計(jì)算，最后得出基準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速值，然后再計(jì)算出電壓控制信號(hào)以及逆變器的頻率；第三是矢量控制方式。這種變頻器控制方式屬于高精度的控制方式，矢量控制方式把一部電動(dòng)機(jī)的定子電流進(jìn)行了分解，將其分解為兩個(gè)部分，一個(gè)分量為轉(zhuǎn)矩電流分量，另一個(gè)分量為勵(lì)磁電流分量，通過(guò)對(duì)于二者的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于變頻器的控制。

2 變頻器在暖通循環(huán)水泵的節(jié)能控制原理

2.1 降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速

通過(guò)變頻器可以對(duì)于暖通循環(huán)系統(tǒng)中的水泵電機(jī)的頻率加以調(diào)節(jié)，而在調(diào)節(jié)其頻率之后，電機(jī)的轉(zhuǎn)速往往也就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，而當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化之后，電機(jī)軸的功率也就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低之后，電機(jī)軸的功率會(huì)有所提升，所以通過(guò)降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠取得較好的節(jié)能效果。

2.2 動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)能

將變頻器應(yīng)用于暖通循環(huán)水泵上，能夠使得水泵迅速地對(duì)于負(fù)載變動(dòng)加以適應(yīng)，在其適應(yīng)了負(fù)載的變動(dòng)之后，能夠及時(shí)地給出最大效率的電壓，從而使得電機(jī)始終保持在高效率的運(yùn)行狀態(tài)，而電機(jī)的輸出效率一旦得到了提高，往往就能夠節(jié)約更多的能源，所以變頻器通過(guò)動(dòng)態(tài)的調(diào)整，也能夠起到較好的節(jié)能效果。

2.3 通過(guò)變頻器自身控制方式節(jié)能

對(duì)于采用V/f控制方式的變頻器而言，在保證了電機(jī)輸出力矩的前提之下，變頻器能夠自動(dòng)對(duì)于V/f曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，適當(dāng)?shù)販p少電機(jī)的輸入力矩，在輸入力矩得以減少之后，就能夠使得輸入電流也相應(yīng)的減少，這樣就能夠起到較好的節(jié)能的效果。

2.4 變頻器軟啟動(dòng)節(jié)能

在暖通系統(tǒng)之中，如果電機(jī)是全壓?jiǎn)?dòng)，那么為了滿足電機(jī)啟動(dòng)力矩的需求，其往往就需要從電網(wǎng)吸收更多的電流，而這一電流值往往會(huì)達(dá)到電機(jī)額定電流的5～7倍，所以就使得電機(jī)的啟動(dòng)電流非常大，這樣不僅僅造成了能源的浪費(fèi)，而且由于在啟動(dòng)瞬間，電網(wǎng)的電壓波動(dòng)會(huì)很大，所以就增加了線損。但是變頻器所采用的變頻啟動(dòng)的方式，在啟動(dòng)的過(guò)程中，啟動(dòng)電流會(huì)從0A上升到電機(jī)的額定電流，這樣就避免了啟動(dòng)電流過(guò)大，同時(shí)也減少了對(duì)于電網(wǎng)的沖擊，進(jìn)而減少了線損，所以變頻器的軟啟動(dòng)功能也能夠起到較好的節(jié)能效果。

2.5 提高功率因數(shù)

因?yàn)樵谂ㄏ到y(tǒng)中，循環(huán)水泵的電動(dòng)機(jī)是由定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組在電磁作用下產(chǎn)生力矩的，但是無(wú)論是對(duì)于定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組而言，都是具有感抗作用的，所以就會(huì)使得電網(wǎng)面臨感性阻抗，這樣電機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，就會(huì)吸收大量的無(wú)功功率，使得電機(jī)的功率因數(shù)很低。但是在應(yīng)用變頻器之后，在變頻器進(jìn)行整流濾波之后，電機(jī)的負(fù)載特性就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，變頻器對(duì)于電網(wǎng)的阻抗特性是呈現(xiàn)出阻性的特征，所以就會(huì)大大提高功率因數(shù)，進(jìn)而有效地減少了無(wú)功損耗，從而達(dá)到節(jié)能的效果。

3 變頻器在暖通循環(huán)水泵上的節(jié)能控制應(yīng)用

3.1 調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速

對(duì)于傳統(tǒng)的暖通循環(huán)水泵而言，其往往都是通過(guò)閥門或者擋板來(lái)對(duì)于流量進(jìn)行控制，當(dāng)其在額定電壓下工作時(shí)，其電動(dòng)機(jī)的功率為額定功率，但是在很多時(shí)候，在暖通系統(tǒng)中，并不需要使用到很大的液體流量，這時(shí)即使通過(guò)閥門或者是擋板對(duì)于流量進(jìn)行控制，仍然不能夠使得水泵的轉(zhuǎn)速得以降低，從而造成了能源的浪費(fèi)。對(duì)于交流異步電機(jī)電動(dòng)機(jī)而言，其轉(zhuǎn)速可以通過(guò)式（1）斫行計(jì)算，而對(duì)于該電動(dòng)機(jī)如果通過(guò)變頻器來(lái)進(jìn)行控制，就可以使得水泵的轉(zhuǎn)速得以降低，變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的原理如式（2）所示。這樣當(dāng)電動(dòng)機(jī)在較低的電壓下工作時(shí)，實(shí)際功率就會(huì)比額定功率要小得多，從而起到節(jié)能的效果。所以利用變頻器來(lái)對(duì)于水泵的轉(zhuǎn)速加以調(diào)整，節(jié)能效果是較為顯著的。而且就整個(gè)暖通系統(tǒng)而言，水泵是消耗能源最多的一個(gè)部分，如果能夠?qū)⒐?jié)能技術(shù)應(yīng)用到水泵之中，那么起到的節(jié)能效果將是十分顯著的。

3.2 在水泵并聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在許多暖通系統(tǒng)中，往往都會(huì)將多臺(tái)循環(huán)水泵并聯(lián)進(jìn)行使用，使得水泵構(gòu)成一個(gè)泵系統(tǒng)，所以此時(shí)可以對(duì)于多臺(tái)水泵進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，從而對(duì)于流量進(jìn)行有效的控制，達(dá)到節(jié)能的目的。但是由于變頻器的成本較高，如果水泵系統(tǒng)中的每一臺(tái)水泵都是用一個(gè)獨(dú)立的變頻器，往往并不是十分的經(jīng)濟(jì)，所以此時(shí)可以把并聯(lián)系統(tǒng)中的一臺(tái)水泵改為變頻調(diào)節(jié)泵，而其它的水泵保持不變，這樣也能夠達(dá)到節(jié)能的目的。因?yàn)樵诓⒙?lián)系統(tǒng)之中，當(dāng)其開始工作時(shí)，首先將變頻調(diào)速泵進(jìn)行啟動(dòng)，然后讓水泵的流量從零開始逐漸地增加，直到達(dá)到額定流量，當(dāng)額定流量超過(guò)了變頻泵的最大流量之后，就啟動(dòng)非變頻泵，這時(shí)變頻調(diào)速泵在得到了系統(tǒng)的信號(hào)反饋之后就會(huì)減小自身的轉(zhuǎn)速，從而使得泵系統(tǒng)的輸出總流量降低到額定要求。如果啟動(dòng)一臺(tái)非變頻泵不能夠滿足流量的要求，那么就可以啟動(dòng)第二臺(tái)非變頻泵，同理，如果兩臺(tái)非變頻泵也不能夠滿足要求，則可以啟動(dòng)第三臺(tái)。而且依據(jù)系統(tǒng)對(duì)于流量的不同需求，也可以選擇不同額定流量的水泵進(jìn)行搭配，從而起到最好的節(jié)能效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

將變頻器應(yīng)用在暖通循環(huán)水泵之中，能夠起到較好的節(jié)能控制效果，而且無(wú)論水泵的型號(hào)如何，通過(guò)變頻器處理，都能夠取得較好的節(jié)能效果，對(duì)于水泵運(yùn)行的成本進(jìn)行有效的控制。當(dāng)前變頻器在更多的領(lǐng)域之中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅僅局限于循環(huán)水泵，在其它領(lǐng)域之中對(duì)于變頻器加以應(yīng)用，也能夠起到較好的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：中間再循環(huán)水泵；機(jī)械密封；泄露原因；壓縮量；軸套 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH136 文章編號(hào)：1009-2374（2017）06-0163-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.082

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某廠凝結(jié)水系統(tǒng)裝有一臺(tái)中間再循環(huán)水泵，主要為凝結(jié)水精處理系統(tǒng)前置過(guò)濾器至凝結(jié)水高速混床提供沖洗水源。系統(tǒng)配有旁路系統(tǒng)。在高速混床投運(yùn)前必須先用中間再循環(huán)水泵進(jìn)行沖洗，當(dāng)氫電導(dǎo)率、電導(dǎo)率、硅等指標(biāo)化驗(yàn)合格后，高速混床才能投入運(yùn)行，將凝結(jié)水輸送至凝結(jié)水母管，再經(jīng)過(guò)低壓加熱器輸送至除氧器。泵的型號(hào)為AZ150-500A，單級(jí)單吸懸臂式離心泵，過(guò)流部分的材質(zhì)是S30408不銹鋼。

2 事件經(jīng)過(guò)

運(yùn)行人員在現(xiàn)場(chǎng)沖洗高速混床，投運(yùn)中間再循水泵，檢查發(fā)現(xiàn)水泵軸封處嗤水，泄漏量較大，需盡快處理，現(xiàn)運(yùn)行的高速混床還有6小時(shí)失效，如不能將B混床沖洗合格，凝結(jié)水如走旁路系統(tǒng)會(huì)影響凝結(jié)水品質(zhì)。維護(hù)人員接到通知后辦理工作票對(duì)中間再循水泵進(jìn)行解體檢查。解體后，檢查測(cè)量機(jī)械密封壓縮量4.7mm（標(biāo)準(zhǔn)3.2～5.0mm）檢查機(jī)械密封軸套沒(méi)有磨損痕跡、用外徑千分尺和內(nèi)外徑千分尺測(cè)量軸套外內(nèi)徑尺寸，尺寸在合格范圍內(nèi)。檢查軸套0形圈沒(méi)有老化、腐蝕、破損、變形現(xiàn)象。檢查機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)面無(wú)裂紋、有輕度磨損現(xiàn)象。動(dòng)靜環(huán)內(nèi)0形圈同樣沒(méi)有出現(xiàn)老化、腐蝕、破損等現(xiàn)象。同時(shí)在解體過(guò)程中，拆卸葉輪并帽螺母時(shí)，檢查并帽四氟墊片沒(méi)有嚴(yán)重變形。在未檢查出問(wèn)題的情況下，決定更換機(jī)械密封和軸套，領(lǐng)用一套新的0形圈進(jìn)行更換，并決定將機(jī)械密封壓縮量調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)值的上限5.0mm。

安裝機(jī)械密封后中間再循環(huán)水泵投入試運(yùn)行，水泵在啟動(dòng)階段軸封處有微滲現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)運(yùn)行5分鐘后軸封處由微滲變成線狀泄露量。15分鐘后，水泵機(jī)械密封開始甩水。

服務(wù)水泵再次大修，機(jī)封壓縮量進(jìn)一步增加，由上次的5.2mm調(diào)整到6.5mm，設(shè)備回裝后試運(yùn)發(fā)現(xiàn)機(jī)封已無(wú)泄露。至此，機(jī)械密封泄露問(wèn)題得以徹底解決。

3 原因分析

由于解體時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，水泵進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，又出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏現(xiàn)象?？赡艹霈F(xiàn)的原因有以下四種：（1）泵體靜環(huán)腔室有砂眼；（2）靜環(huán)腔室與泵體連接螺栓力矩值緊力不均勻，造成泵體與靜環(huán)腔室不同心；（3）軸套0形圈在安裝過(guò)程中經(jīng)過(guò)軸臺(tái)時(shí)由于凡士林涂抹不均勻被軸臺(tái)切斷；（4）機(jī)械密封失效。

再次辦理工作票，對(duì)中間再循水泵進(jìn)行解體檢查，檢查靜環(huán)腔室與泵體連接的四顆螺栓力矩值一致。不存在靜環(huán)腔室與泵體不同心現(xiàn)象。泵體靜環(huán)腔室解體后做金屬探傷滲透檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)靜環(huán)腔室有砂眼、裂紋等缺陷。從軸上取出軸套，拆除軸套上的機(jī)械密封。檢查軸套內(nèi)二道0形圈和動(dòng)靜環(huán)內(nèi)0形圈完好無(wú)損傷。排除了上述三種原因后，著重對(duì)水泵機(jī)械密封進(jìn)行檢查和分析：

3.1 從機(jī)械密封工作原理分析

機(jī)械密封是一種依靠彈性元件對(duì)動(dòng)、靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達(dá)到密封的軸向端面密封裝置。泵正常工作時(shí)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的軸向間隙非常狹窄，在兩個(gè)環(huán)的配合面之間形成了一層極薄的液體膜，起著冷卻和端面的作用。同時(shí)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)端面與靜環(huán)端面相互貼合并相對(duì)運(yùn)動(dòng)而組成一個(gè)密封空間，它能有效防止泵體內(nèi)的水泄漏。當(dāng)動(dòng)、靜環(huán)端面圓周晃度大超過(guò)0.07mm以上時(shí)，動(dòng)靜環(huán)面貼合形成間隙，也能造成機(jī)械密封泄漏。

3.2 從機(jī)械密封結(jié)構(gòu)上分析

中間再循環(huán)水泵的機(jī)械密封組件是由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、傳動(dòng)銷、彈簧、彈簧座、防轉(zhuǎn)銷、動(dòng)環(huán)0形圈、靜環(huán)0形圈等部件組成。當(dāng)泵進(jìn)水時(shí)，進(jìn)口電動(dòng)閥沒(méi)有遵循從開度10%～30%等過(guò)渡，一下全開勢(shì)必造成動(dòng)環(huán)彈簧受到擠壓，在開泵時(shí)發(fā)生彈簧不回座的情況從而造成泄漏。機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

從機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖中可以分析出：（1）密封副密封面處泄露a處泄露；（2）靜環(huán)與壓蓋的輔助密封件b處泄露；（3）動(dòng)環(huán)與軸（或軸套）的輔助密封c處泄露；（4）壓蓋與密封箱體之間靜密封d處泄露；（5）軸套與軸靜密封e處泄露；（6）動(dòng)環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合f處泄露。

其中，a、b、c三處為動(dòng)密封，a處密封面是主要密封面，是決定機(jī)械密封摩擦、磨損和密封性能的關(guān)鍵，同時(shí)也決定機(jī)械密封的工作壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械密封的泄露約有80%～95%是由于密封端面密封副造成的；b、c處是輔助密封面，是決定機(jī)械密封密封性和動(dòng)環(huán)追隨性的關(guān)鍵，特別是c處密封面，首先要防止因銹蝕、水垢、結(jié)焦等原因而造成的動(dòng)環(huán)無(wú)法動(dòng)彈；d、e、f處為靜密封，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)選用相容材料的密封墊或相應(yīng)的配合。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)中間再循環(huán)水泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)分析，從泄漏情況判斷，兩次泄露點(diǎn)應(yīng)為密封副密封面處泄露。

綜合以上情況，分析造成機(jī)封泄露的原因有：（1）安裝過(guò)程中，密封面損壞；（2）密封沒(méi)有壓縮量；（3）密封端面變形嚴(yán)重；（4）安裝時(shí)端面沒(méi)有處理干凈，有異物。

3.3 機(jī)械密封失效從泵體振動(dòng)情況分析

對(duì)振動(dòng)的分析可以判斷出不平衡及不同心等問(wèn)題，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，中間再循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)并無(wú)異常振動(dòng)。

3.4 機(jī)械密封失效從水泵運(yùn)行聲音分析

根據(jù)異音情況可以判斷出是否存在抽空、汽蝕等現(xiàn)象，端面液膜汽化（閃蒸），液膜不足，密封上有零件脫落或雜物落在密封腔內(nèi)，未對(duì)中或葉輪及泵軸動(dòng)平衡不良，汽蝕、軸承有問(wèn)題等缺陷。

3.5 從機(jī)械密封泄露狀態(tài)分析

泄露狀態(tài)主要觀察停泵時(shí)的泄露情況、開泵時(shí)的泄露情況、泄露量的大小及形態(tài)以及泄露與軸轉(zhuǎn)速、介質(zhì)壓力、溫度等的關(guān)系。通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封呈柱狀泄露，轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中，泄漏量變化不明顯。

4 處理措施

第一次機(jī)封拆卸后，檢查機(jī)械密封各零部件，密封面無(wú)損傷，機(jī)械密封室內(nèi)部無(wú)異物，動(dòng)靜環(huán)端有輕度磨損現(xiàn)象。此可以確定是機(jī)械密封磨損后造成動(dòng)、靜環(huán)面之間形成間隙，當(dāng)中間再循環(huán)水泵在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于動(dòng)靜環(huán)相互貼合不緊密，未能形成一個(gè)有效的密封端面，造成中間再循環(huán)水泵內(nèi)部壓力水向外泄漏。在進(jìn)行更換新機(jī)械密封、軸套及一套新0形圈后。還是出現(xiàn)甩水現(xiàn)象，雖然做了大量細(xì)致的檢查工作，也未檢查出造成機(jī)封泄漏的原因，為此從機(jī)械密封失效機(jī)理出發(fā)，從機(jī)械密封原理和結(jié)構(gòu)入手，深入分析決定調(diào)整機(jī)械密封壓縮量。通過(guò)查閱大量資料和圖紙，得出增大機(jī)械密封壓縮量超出生產(chǎn)廠家給定的標(biāo)準(zhǔn)范圍?？赡茉斐芍虚g水泵電流過(guò)載，壓縮量過(guò)大造成動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間相互貼合緊密形成液體膜極薄，當(dāng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成機(jī)械密封燒損。為了進(jìn)一步判斷是由于機(jī)械密封壓縮量造成的泄漏，決定先將機(jī)械密封壓縮量調(diào)整至5.1mm，然后制作壓磅專用工具，將壓力升至中間隙水泵工作壓力的1.25倍，盤動(dòng)泵轉(zhuǎn)子，靈活無(wú)卡澀，靜置10分鐘后，再次盤動(dòng)泵轉(zhuǎn)子，靈活無(wú)卡澀，觀察軸封處有介質(zhì)從機(jī)械密封處滲出并呈線狀泄漏。通過(guò)此次試驗(yàn)可以清晰得出，是由于壓縮量造成。當(dāng)將壓縮量調(diào)整到5.9mm時(shí)，盤動(dòng)泵轉(zhuǎn)子卡澀現(xiàn)象，靜置10分鐘后，再次盤動(dòng)泵轉(zhuǎn)子，卡澀加劇，檢查軸封處無(wú)滲水現(xiàn)象。如果就此運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)中間水泵電機(jī)過(guò)載和機(jī)械密封燒損。如何解決此現(xiàn)象，就不能單純從機(jī)械密封壓縮量入手，通過(guò)對(duì)機(jī)械密封軸套與泵軸臺(tái)長(zhǎng)度測(cè)量得出，軸套與軸臺(tái)配合端面位置相應(yīng)縮短0.72mm。為驗(yàn)證，將上次更換下來(lái)的舊軸套（與軸臺(tái)配合）端面車削0.50mm。將機(jī)械密封壓縮量調(diào)整5.3mm（超標(biāo)0.30mm）后，安裝壓磅專用工具，葉輪腔室注水，將壓力升至工作壓力的1.25倍，靜置10分鐘，盤動(dòng)泵轉(zhuǎn)子靈活，無(wú)卡澀，觀察機(jī)械密封腔室處無(wú)滲水現(xiàn)象。

通過(guò)上述處理，中間再循環(huán)水泵試轉(zhuǎn)30分鐘，檢查中間水泵機(jī)械密封無(wú)泄漏和滲水現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

中間再循環(huán)水泵的泄漏故障，造成效率的下降和能量損失。它表現(xiàn)的形式就是造成凝結(jié)水品質(zhì)的下降，也給機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。

參考文獻(xiàn)

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[3] 蔡仁良.流w密封技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

篇7

[關(guān)鍵詞]循環(huán)水泵 推力軸承 發(fā)熱量 冷卻器 油 粘度系數(shù)

中圖分類號(hào)：TM121.1.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2015）46-0006-01

1 循環(huán)水泵推力軸承溫度過(guò)高問(wèn)題回顧

國(guó)內(nèi)某電站每臺(tái)機(jī)組配備兩臺(tái)立式混凝土蝸殼海水循環(huán)水泵（以下簡(jiǎn)稱循泵），分別稱為A列泵和B列泵。2012年2月，在1號(hào)機(jī)組調(diào)試期間，兩臺(tái)循泵運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)左右，其推力軸承溫度上升至87℃且仍有緩慢上升趨勢(shì)，無(wú)法穩(wěn)定（設(shè)計(jì)停泵溫度為90℃）。

2 循環(huán)水泵及其推力軸承結(jié)構(gòu)

該循環(huán)水泵為立式混凝土蝸殼海水循環(huán)水泵，額定流量為24.31m3/s，揚(yáng)程19m，轉(zhuǎn)速186rmp，功率5238kw，轉(zhuǎn)動(dòng)部件總重量約為18t。該循環(huán)水泵的推力軸承主要承擔(dān)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重力和運(yùn)行中的軸向推力。推力軸承結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3 臨時(shí)改造措施

考慮到電廠調(diào)試的進(jìn)度需要，2012年3月，該電站采取了臨時(shí)改造措施：在軸承室外部增設(shè)單列風(fēng)-油冷卻器，對(duì)油進(jìn)行強(qiáng)制外部循環(huán)冷卻。

臨時(shí)方案實(shí)施后，現(xiàn)場(chǎng)試轉(zhuǎn)后效果良好：四臺(tái)循泵的軸承溫度穩(wěn)定在55-60℃左右。

4 推力軸承發(fā)熱量計(jì)算及分析

4.1 設(shè)計(jì)發(fā)熱量

經(jīng)查閱循環(huán)水泵供應(yīng)商和推力軸承廠家提供的設(shè)計(jì)材料，在正常運(yùn)行工況下，此推力軸承的設(shè)計(jì)發(fā)熱量約為4.5KW。

考慮計(jì)算誤差以及軸承磨合期，在循環(huán)水泵初期運(yùn)行階段，推力軸承的理論發(fā)熱量應(yīng)該為6～9KW。

4.2 實(shí)際發(fā)熱量計(jì)算

為判斷推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量是否與廠家的設(shè)計(jì)發(fā)熱量存在較大偏差，基于現(xiàn)場(chǎng)記錄的溫度變化數(shù)據(jù)，計(jì)算得出了外置風(fēng)-油冷卻器的換熱量，即為推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量。推力軸承的發(fā)熱量曲線如圖2?？梢钥闯?，在運(yùn)行穩(wěn)定后，推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量約為20～25KW，均大幅度超出了其設(shè)計(jì)發(fā)熱量。

4.3 軸承發(fā)熱量偏高原因分析

理論上，導(dǎo)致推力軸承發(fā)熱量超出設(shè)計(jì)計(jì)算量的可能原因有很多，例如：設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)算模型選擇錯(cuò)誤、推力軸承制造精度不滿足要求、循泵裝配尺寸存在偏差、循泵運(yùn)行工況超出了設(shè)計(jì)范圍、油中含有雜質(zhì)導(dǎo)致磨損、油牌號(hào)選擇不合適、等。

查閱推力軸承和循環(huán)水泵的制造完工報(bào)告，推力軸承軸向載荷的設(shè)計(jì)值約為800kN。然而，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)值，包括：泵進(jìn)口壓力/流速、泵出口壓力/流速、泵流量、轉(zhuǎn)速等，經(jīng)復(fù)核計(jì)算，推力軸承的實(shí)際軸向載荷約為1000kN，為設(shè)計(jì)值的1.25倍左右。原設(shè)計(jì)計(jì)算值偏低的原因主要有：1）受力分析中，廠家認(rèn)為葉輪后蓋板回流區(qū)域的受力較小，可以忽略不計(jì)；然而，實(shí)際運(yùn)行中，此處回流量較大，葉輪因此而承受的軸向推力必須計(jì)入。2）循泵的設(shè)計(jì)流量（額定流量）為24.31m3/s；然而，循泵的實(shí)測(cè)流量為22.5 m3/s左右，循泵運(yùn)行在小流量區(qū)域。根據(jù)葉輪的軸向載荷曲線分析，小流量工況的軸向載荷值要高于設(shè)計(jì)流量工況。3）該電站位于北方海域，冬季外海潮位低于設(shè)計(jì)潮位，也促使循泵流量低于額定流量。

另一方面，考慮到循泵的軸向載荷超出了設(shè)計(jì)值，且此推力軸承具有重載、低速、溫度變化較大等特點(diǎn)，適用于選擇粘度等級(jí)更高、粘溫特性更好的油。2012年5月，將牌號(hào)為Shell Tellus 68（粘度等級(jí)68，粘溫系數(shù)96）的油更換為Shell Omala 150 HD（粘度等級(jí)150，粘溫系數(shù)100）油?，F(xiàn)場(chǎng)試轉(zhuǎn)結(jié)果表明：推力軸承溫度穩(wěn)定在40℃左右，推力軸承的運(yùn)行穩(wěn)定狀況得到了明顯改善。此時(shí)，計(jì)算得到推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量降至6KW左右。

5 冷卻水室冷卻效果分析

5.1 冷卻水室實(shí)際冷卻量計(jì)算

推力軸承室容量約為200L，冷卻水室的冷卻水流量約為2 m3/h。經(jīng)查閱廠家的設(shè)計(jì)材料，此推力軸承冷卻水室的設(shè)計(jì)冷卻能力為9KW。

然而，基于現(xiàn)場(chǎng)記錄的進(jìn)出口水溫變化數(shù)據(jù)，計(jì)算所得冷卻水室的實(shí)際冷卻能力為5-6KW，約為設(shè)計(jì)能力的60%左右。

5.2 冷卻能力不足的原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核查，冷卻水室的材質(zhì)選擇、制造尺寸、裝配/安裝精度滿足設(shè)計(jì)要求，而且現(xiàn)場(chǎng)的SRI冷卻水回路的實(shí)際壓力和流量符合設(shè)計(jì)要求。

從推力軸承的結(jié)構(gòu)圖來(lái)看，導(dǎo)致冷卻水室冷卻能力不足的可能的原因有：1）冷卻水室頂部與油室的設(shè)計(jì)換熱面積不足；2）冷卻水室頂部有空氣聚集，導(dǎo)致水室與油室之間的冷卻水換熱能力下降；3）由于軸承室中加強(qiáng)筋板的存在，油在油室中未能充分?jǐn)噭?dòng)，油室內(nèi)的溫度梯度不合理。4）油的粘度選擇不合適，油的導(dǎo)熱、散熱能力不足。

由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件有限，且進(jìn)度緊張，暫時(shí)無(wú)法對(duì)上述的可能原因做進(jìn)一步的試驗(yàn)分析或?qū)嵨餃y(cè)試。

6 改造措施及效果

綜合前述分析和臨時(shí)措施效果，確定了循環(huán)水泵推力軸承溫度過(guò)高問(wèn)題的最終改造方案：1）在推力軸承室外部增設(shè)冷卻器，對(duì)其油進(jìn)行強(qiáng)制外部循環(huán)冷卻。2）將推力軸承室的油由Shell Tellus 68油更換為粘度等級(jí)更大的Shell Omala 150 HD油。

自2012年8月份實(shí)施改造以來(lái)，該電站循環(huán)水泵的運(yùn)行狀況良好，四臺(tái)循環(huán)水泵的推力軸承溫度均穩(wěn)定在40-55℃，改造取得成功。

7 結(jié)論

對(duì)于某電站循環(huán)水泵在調(diào)試期間發(fā)生的推力軸承溫度過(guò)高問(wèn)題，本文分別從推力軸承發(fā)熱量、油選擇、冷卻水室冷卻能力、冷卻方式選擇等方面進(jìn)行了計(jì)算分析，并確定了改造方案。得出以下結(jié)論：

（1） 在推力軸承的設(shè)計(jì)選型過(guò)程中，廠家對(duì)軸承軸向載荷的計(jì)算存在誤差，實(shí)際載荷為設(shè)計(jì)值的1.25倍，導(dǎo)致軸承發(fā)熱量超出了預(yù)期。

（2） 推力軸承油牌號(hào)選擇不合適，是導(dǎo)致軸承實(shí)際發(fā)熱量偏大的重要因素。

（3） 推力軸承冷卻水室的實(shí)際換熱量?jī)H為設(shè)計(jì)換熱量的60%左右，是導(dǎo)致軸承溫度無(wú)法穩(wěn)定的重要因素。而采用采用外置強(qiáng)制循環(huán)的冷卻方式，冷卻效果良好。

篇8

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；室外溫度；智能；調(diào)節(jié)；循環(huán)水泵；負(fù)荷

0引言

近十幾年來(lái)，變頻器已廣泛地用于交流電動(dòng)機(jī)的速度控制。工業(yè)生產(chǎn)中，大功率的電機(jī)（如某企業(yè)現(xiàn)定大于150kw的電機(jī)）必須使用變頻調(diào)速技術(shù)（或軟啟動(dòng)裝置）以消除電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電流的影響，在運(yùn)行中，則根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于冬、夏季室外、濕度變化較大，而室內(nèi)要求恒定的溫、濕度，暖通空調(diào)冷、熱負(fù)荷的計(jì)算依據(jù)及參數(shù)的選取較復(fù)雜，變頻技長(zhǎng)在本領(lǐng)域內(nèi)的使用顯得尤為重要。在暖通空調(diào)中，循環(huán)水泵為系統(tǒng)提供動(dòng)力，其用電負(fù)荷大，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行起著重要作用，采用變頻技術(shù)，再利用穩(wěn)機(jī)根據(jù)室外的溫度變化，對(duì)其進(jìn)行控制。一方面，可以極大地節(jié)省水泵的電能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行；另一方面，可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高精度控制，使室內(nèi)溫度更加穩(wěn)定。

1變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用選擇

（l）對(duì)于小區(qū)、樓宇、廠房的供暖，空調(diào)負(fù)荷隨外界氣象條件變化會(huì)很大，如果采用流量調(diào)節(jié)的方法，就要求循環(huán)水泵的流量能容易調(diào)節(jié)和控制。尤其是現(xiàn)代化的熱網(wǎng)和智能建筑與智能小區(qū)，對(duì)這一面的要求是迫切的。

在一般供熱、空調(diào)系統(tǒng)中（如圖l所示），用戶側(cè)采用二通閥調(diào)節(jié)流量，當(dāng)總管上流量減小時(shí)，壓差控制閥就會(huì)旁通掉多余的流量，多余的壓頭消耗在閥門節(jié)流上。但是，泵的流量沒(méi)有發(fā)生變化，能量沒(méi)有節(jié)約。

2）原有的系統(tǒng)，由于選型不合理或系統(tǒng)實(shí)際供熱、供冷面積發(fā)生變化，造成水泵運(yùn)閉醫(yī)力和流量遠(yuǎn)離額定工況，產(chǎn)生諸如水泵電機(jī)超電流，“大馬拉小車”等情況。

水泵與熱網(wǎng)特性曲線分析如圖2所示，當(dāng)水泵實(shí)際工作點(diǎn)由于選擇不當(dāng)或熱網(wǎng)阻力減小時(shí)，水泵工作點(diǎn)向右移動(dòng)，當(dāng)循環(huán)水泵與管路特性曲線不相匹配時(shí)，如果仍采用原水泵并不加節(jié)流時(shí)，工作點(diǎn)將會(huì)超過(guò)水泵最大流量，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)燒毀電機(jī)。為了不燒毀電機(jī)，就必須采用閥門節(jié)流，水泵工作點(diǎn)將從c點(diǎn)移到A點(diǎn)，這樣，大量電能消耗在閥門節(jié)流上。由于閥門開得過(guò)小，會(huì)有大量管網(wǎng)資用壓頭浪費(fèi)在閥門上，閥后壓頭減少，遠(yuǎn)端用戶水量不足，造成嚴(yán)重的水力失調(diào)。

當(dāng)選擇水泵流量、揚(yáng)程過(guò)大時(shí)會(huì)造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，如圖3所示。在這種情況下，如果不采用節(jié)流，就會(huì)使系統(tǒng)流量過(guò)大，造成大流量、小溫差的運(yùn)行方式，這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。如果采用節(jié)流，使流量達(dá)到實(shí)際需要，浪費(fèi)在閥門上的能量一定會(huì)很大，而且閥門老是工作在節(jié)流狀態(tài)下，對(duì)閥門不利（因?yàn)橐话闼贸隹陂y門是起關(guān)斷作用的，不適合節(jié)流）。對(duì)水泵而言，在這種情況下，水泵會(huì)偏離最佳效率點(diǎn)，容易損壞。

（3）分期建設(shè)的熱網(wǎng)或房地產(chǎn)項(xiàng)目中，供熱、空調(diào)面積加大后，流量也要加大，如果按照一期完成的負(fù)荷選擇循環(huán)水泵，二期完成后，就得重新?lián)Q泵；如果按照二期完成后的負(fù)荷選擇循環(huán)水泵，一期到二期這段時(shí)間內(nèi)就會(huì)浪費(fèi)很多能量，而且系統(tǒng)運(yùn)行狀況不佳。

2各種對(duì)策及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

針對(duì)以上3種情況，提出了多種解決方案，下面只對(duì)水就登電流情況對(duì)以下方案進(jìn)行比較，見(jiàn)表l。

表1各種解決方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較表＊

＊1閥門節(jié)流指上文提到的使電動(dòng)機(jī)不超電流而關(guān)小水泵出口；2并聯(lián)運(yùn)行指設(shè)置2臺(tái)一用一備的水泵現(xiàn)在一同運(yùn)行，不設(shè)備用；3系統(tǒng)安全性是指水泵、閥門是否易于損壞系統(tǒng)備用是否得當(dāng)；4對(duì)電力負(fù)荷的影響是指水泵啟動(dòng)安全性是否需要增容。

3變頻技術(shù)節(jié)能分析

循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制有兩種策略，一種為“定壓變流量”；另一種為“變壓變流量”?！岸▔鹤兞髁俊钡目刂剖骄褪峭ㄟ^(guò)變頻器恒定循環(huán)水泵的進(jìn)出口壓差或最不利熱用戶的資用壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的變流量運(yùn)行。由圖4可以看到，如果不采用閥門節(jié)流的措施，是無(wú)法按照系統(tǒng)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整的。如果采用“變壓變流量”，根本無(wú)需調(diào)節(jié)閥門，是最方便和最節(jié)能的方式。

圖4為采用變頻后的節(jié)能比較效果圖，A為采用閥門節(jié)流后的水泵工作狀態(tài)點(diǎn)，B為采用定壓變流量控制方式水泵工作狀態(tài)點(diǎn)，C為采用變壓變流量控制方式水泵工作狀態(tài)點(diǎn)，O為零點(diǎn)。由圖4可見(jiàn)，采用勿醫(yī)變流量，由于功率和流量是三次方的關(guān)系，當(dāng)流量下降為額定流量的80％時(shí)，功率下降為原功率的51.2%，當(dāng)流量下降為原來(lái)的50％時(shí)，功率只有原來(lái)的12.5％。節(jié)能效果不僅大大超過(guò)了閥門節(jié)流的方法，也遠(yuǎn)勝于“定壓變流量”。大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，采用變頻后，每年節(jié)約電量可達(dá)30％～60%，2年內(nèi)即可回收全部投資于變頻裝置的成本。

圖5是按月份計(jì)算的節(jié)能比較效果圖。很明顯，循環(huán)水泵采用“變壓變流量”的控制方式是最節(jié)能的.

4循環(huán)水泵設(shè)置的形式

對(duì)于換熱器來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行期間，換熱器對(duì)循環(huán)流量大小并無(wú)嚴(yán)格限制。因此，循環(huán)水泵的設(shè)置如圖l所示，換熱站循環(huán)泵與熱用戶循環(huán)泵合二為一。這種情況也適用于采用吸收式冷熱水饑組。吸收式冷水機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)可以在10％～100％內(nèi)無(wú)極調(diào)節(jié)；冷水流量可在50％～100％內(nèi)無(wú)極調(diào)節(jié)；如果采用2臺(tái)饑組即可在25％～100％內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，鍋爐循環(huán)流量一般不應(yīng)小于額定流量的70%，當(dāng)循環(huán)流量過(guò)小時(shí)，會(huì)引起鍋爐浸水管水副務(wù)配不均，出現(xiàn)熱偏差，導(dǎo)致鍋爐爆管等事故；同時(shí)由于回水溫度過(guò)低，造成鍋爐尾部腐蝕。因此，常采用雙級(jí)泵系統(tǒng)。

對(duì)于壓縮式冷水饑組，流經(jīng)蒸發(fā)器的流量低于其額定流量時(shí)，冷水溫度會(huì)很低，甚至結(jié)冰，造成喘振，可能引起機(jī)器停車，造成冷量波動(dòng)。所以，壓縮式冷水饑組也得采用雙級(jí)泵系統(tǒng)。如圖6所示，冷熱源側(cè)循環(huán)泵一般采用定流量運(yùn)行，負(fù)荷側(cè)泵采用變流量運(yùn)行，以適應(yīng)負(fù)荷的變化。

5控制策略

對(duì)于流量一揚(yáng)程曲線比較平緩的循環(huán)水泵，采用壓差控制比較困難，可以采用流量控制，就是時(shí)時(shí)采集泵出口流量的數(shù)值，將其與當(dāng)時(shí)外溫條件下為保證室溫所需要的流量進(jìn)行比較，進(jìn)而通過(guò)變頻控制水泵流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的變流量運(yùn)行。

問(wèn)題是流量的測(cè)量比較麻煩，尤其大管徑的流量測(cè)量裝置，造價(jià)十分昂貴。按圖7、圖8的控制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，不論供熱／空調(diào)系統(tǒng)是采用質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)，還是質(zhì)、量并調(diào)的調(diào)節(jié)方式，系統(tǒng)供、回水溫度在室內(nèi)溫度要求恒定、室外溫度已知的情況下，都是系統(tǒng)循環(huán)流量的單值函數(shù)。這樣，時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)回水溫度或分集水器的壓差，并反饋至變頻器中，與系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)外溫條件下計(jì)算出的回水溫度或壓差進(jìn)行比較，以指導(dǎo)變頻器控制循環(huán)水泵的運(yùn)行頻率。

對(duì)于不同的供熱／空調(diào)系統(tǒng)，是采用壓差控制、流量控制還是溫度控制，應(yīng)當(dāng)綜含考慮水泵流量特性、系統(tǒng)調(diào)節(jié)式及各種系統(tǒng)參變送器的取得難易與否來(lái)確定。

6結(jié)束語(yǔ)

在能源日益緊張的今天，如何在各行各業(yè)節(jié)能已經(jīng)成了人們廣泛關(guān)注的話題，使用變頻調(diào)速技術(shù)無(wú)疑是眾多節(jié)能方法中大有前途的一種，使用得當(dāng)，必將會(huì)大大提高能源使用效率，也為用戶節(jié)約大量經(jīng)費(fèi)。

采集室外溫度的測(cè)量數(shù)據(jù)及天氣預(yù)報(bào)等剔歡，通過(guò)簡(jiǎn)單的程序，利用計(jì)算機(jī)對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行“智能”控制，能夠?qū)崿F(xiàn)室外溫度變化而室內(nèi)溫度隱定，以達(dá)到心幸對(duì)溫度要求的舒適度。

參考文獻(xiàn)：

［1］陸耀慶，實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993．

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關(guān)鍵字：變頻器 循環(huán)水泵 節(jié)能 晃電

中圖分類號(hào)：TM 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082 （2013）11-0180-02

1. 前言

某電廠為了節(jié)能，于2011年年中進(jìn)行循環(huán)水泵改造，加裝了變頻器，三臺(tái)循環(huán)水泵共用兩臺(tái)變頻器，1，2號(hào)循環(huán)水泵用1號(hào)變頻器，采用一拖二的方式，2號(hào)變頻器控制3號(hào)循環(huán)水泵。運(yùn)用變頻器后，循環(huán)水泵耗電大幅度下降，對(duì)降低能耗起了很大的作用。

某電廠用的是北京利德華福的變頻器，此變頻器的型號(hào)如下表：

表1-1 循環(huán)水泵變頻器型號(hào)及參數(shù)

如下圖為某電廠循環(huán)水泵變頻器，運(yùn)用此變頻器后，循環(huán)水泵電流從170A下降至102A，節(jié)能效果顯著。

2.問(wèn)題的提出：

此變頻器雖然節(jié)能效果很好，但是在2012年11月5日源安線路跳閘及試送過(guò)程中，由于線路沖擊，某電廠四期循泵頻繁跳閘，對(duì)電廠的安全運(yùn)行造成了威脅。如圖勵(lì)磁電流電壓波動(dòng)，說(shuō)明電網(wǎng)有操作，此時(shí)循環(huán)水泵變頻跳閘。在循環(huán)水泵跳閘的1分鐘內(nèi)，8號(hào)機(jī)軸承回油溫度已經(jīng)由正常值上漲到75℃，即將達(dá)到停機(jī)值，此時(shí)如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)備用循環(huán)水泵恢復(fù)循環(huán)水，將會(huì)導(dǎo)致8號(hào)機(jī)組發(fā)生一次非停。

3.具體循環(huán)水泵跳閘全過(guò)程為：

06：37：47 四期#3循環(huán)水泵跳閘，硬光字#1#2#3循泵跳閘報(bào)警，變頻器故障報(bào)警

06：37：50 四期#2循環(huán)水泵工頻聯(lián)啟

06：37：52 四期#2循環(huán)水泵聯(lián)啟后因出口門未開，跳閘

06：38：28 四期#2循環(huán)水泵手動(dòng)工頻啟動(dòng)

06：38：48 四期#2循環(huán)水泵出口門未聯(lián)開循環(huán)水泵跳閘

06：38：53 手動(dòng)變頻啟動(dòng)四期#1循環(huán)水泵

06：39：23 四期#1循環(huán)水泵出口蝶閥全開，出口壓力0.28MPa，運(yùn)行正常

06：55：00 進(jìn)行#3循泵變頻倒工頻工作，完成后進(jìn)行#1循泵變頻倒工頻工作

07：36：47 四期#1循環(huán)水泵變頻跳閘

07：36：50 四期#2循環(huán)水泵工頻聯(lián)啟，出口壓力0.28MPa，運(yùn)行正常

08：01：05 四期#1循環(huán)水泵變頻器變頻倒工頻工作結(jié)束，啟動(dòng)試運(yùn)正常

循環(huán)水泵切換為工頻運(yùn)行后，在以后的線路試運(yùn)中循環(huán)水泵沒(méi)有跳閘，應(yīng)該是由于變頻器的問(wèn)題導(dǎo)致的循環(huán)水泵跳閘。經(jīng)檢查循環(huán)水泵變頻跳閘原因?yàn)榛坞妼?dǎo)致變頻器跳閘，為了研究變頻器跳閘原因及防止以后類似的事情發(fā)生，我們對(duì)變頻器進(jìn)行研究：

4.變頻器優(yōu)點(diǎn)：

我們把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作"變頻器"。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（A C）。變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價(jià)格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡(jiǎn)單，所以廣泛應(yīng)用于電廠大功率電動(dòng)機(jī)，如凝結(jié)水泵，循環(huán)水泵，給煤機(jī)等。變頻器的另外一大特點(diǎn)就是節(jié)能，的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過(guò)程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過(guò)降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求，從而達(dá)到降低電耗節(jié)能的目的。

正因?yàn)樽冾l器有如此多的優(yōu)點(diǎn)，托電給煤機(jī)，凝結(jié)水泵，循環(huán)水泵都在運(yùn)用變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能的目的。

5.變頻器跳閘原因

由于國(guó)內(nèi)某些工廠的電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問(wèn)題--變頻器低壓保護(hù)跳閘。這種跳閘會(huì)因?yàn)樽冾l器的保護(hù)設(shè)置不同而表現(xiàn)為過(guò)流保護(hù)或低壓保護(hù)，但其原因都是因?yàn)殡娋W(wǎng)低電壓引起的。低電壓通常都是短時(shí)的，主要是因?yàn)殡娫椿坞娀騻渥酝肚袚Q時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。引起電源晃電的原因很多，如主電網(wǎng)側(cè)的電壓波動(dòng)、負(fù)荷不平衡、雷擊、電力切換等原因，負(fù)載側(cè)的大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、線路過(guò)載等原因。

變頻器是由整流器、逆變器通過(guò)中間的直流環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)組成的。變頻器的電壓檢測(cè)元件都設(shè)置在直流環(huán)節(jié)，變頻器低電壓是指其中間直流回路低電壓（即逆變器輸入電壓過(guò)低），變頻器都具有過(guò)壓、失壓和瞬間停電的保護(hù)功能。

某電廠循環(huán)水泵逆變器件采用IGBT，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個(gè)短時(shí)間td，若失壓或停電時(shí)間totd，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般td都在15～25ms，只要電源"晃電"較為強(qiáng)烈，to都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。

在1105事件中，由于電壓波動(dòng)，導(dǎo)致變頻器的逆變器前電壓過(guò)低，低電壓時(shí)間超過(guò)15-25ms，變頻器自動(dòng)保護(hù)停止運(yùn)行，循環(huán)水泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.技術(shù)方案及措施

要從根源上杜絕和制止晃電基本上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，解決這一問(wèn)題采取的辦法主要有以下幾種：

6.1變頻器的逆變器件采用GTR，此時(shí)一旦失壓或停電，控制電路將停止向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路和GTR全部停止工作，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)，在電壓恢復(fù)后，變頻器會(huì)繼續(xù)恢復(fù)正常運(yùn)行，不會(huì)由于瞬間低電壓而使循環(huán)水泵停止運(yùn)行。

6.2配置高速切換的靜態(tài)電子開關(guān)，當(dāng)然這還需和上級(jí)廠用電源的廠用電快切裝置配合使用。這樣可避免因電源切換造成跳閘這類問(wèn)題的發(fā)生，但是如果是整個(gè)電源（包括備用電源）系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間大幅度波動(dòng)，這種辦法仍無(wú)法避免跳閘。

6.3用直流電源做為變頻器的備用電源。變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。變頻器的控制電源和作功電源都來(lái)自于變頻器內(nèi)部的直流母線。將循環(huán)水泵的主、備用電源通過(guò)開關(guān)分別接入變頻器交流輸入端和直流母線上，正常工作時(shí)將兩路電源同時(shí)投入，正常工作時(shí)交流電源提供變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能量，同時(shí)為直流電源的蓄電池充電。一旦交流電源中斷或電壓下降，直流電源將會(huì)給變頻器直流母線供電，維持變頻器的正常運(yùn)行，在變頻器故障或收到相關(guān)保護(hù)信號(hào)時(shí)又能快速斷開直流電源，確保系統(tǒng)的安全可靠工作。

6.4為變頻器接入在線UPS。變頻器的控制電源由UPS提供已有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，但采用大型UPS為變頻器提供動(dòng)力電源的方案目前使用不多，因?yàn)閯?dòng)力用UPS容量大、轉(zhuǎn)換效率低、保護(hù)級(jí)別高、投資成本高。隨著大型UPS價(jià)格的降低，以及UPS具有成熟的電源管理的軟硬件系統(tǒng)，這種方式的使用會(huì)越來(lái)越多。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，變頻器有很多優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能顯著，而且隨著時(shí)間的推移，技術(shù)的先進(jìn)，變頻器會(huì)越來(lái)越便宜，我們應(yīng)該廣泛的應(yīng)用，但是變頻器在其不穩(wěn)定這方面還需要改進(jìn)。本文提出的這幾種方法都可以從根本上解決電壓波動(dòng)后循環(huán)水泵跳閘，從而影響電廠的安全運(yùn)行，我們可以從經(jīng)濟(jì)上考慮來(lái)選取合適的方法對(duì)循環(huán)水泵變頻器進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)

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[4] 火電廠風(fēng)機(jī)水泵用高壓變頻器.中國(guó)電力出版社，2006

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摘要：自從通用變頻調(diào)速器問(wèn)世以來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，變頻調(diào)速器以節(jié)能、安全、高品質(zhì)的質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到了很大發(fā)展，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速器的功能也越來(lái)越強(qiáng)，尤其充分利用變頻調(diào)速器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速設(shè)備，保證正常生產(chǎn)等方面有著非常重要意義。

關(guān)鍵詞：55KW循環(huán)冷卻水泵系統(tǒng)改造變頻調(diào)速器

以往我公司的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用了二臺(tái)循環(huán)水泵（一用一備）以恒速泵的方式供水，通常情況下水壓波動(dòng)很大，能量損耗大，一旦發(fā)生車間用水量大時(shí)管網(wǎng)壓力會(huì)迅速下降，而車間停止或減少用水量時(shí)，管網(wǎng)壓力又會(huì)急速上升，實(shí)際上間接的流量改變導(dǎo)致管網(wǎng)壓力改變?cè)斐闪搜h(huán)泵的輸出功率損失，循環(huán)泵的出口壓力不穩(wěn)定而造成了循環(huán)泵的工作點(diǎn)發(fā)生變化，從而使循環(huán)泵組本身的效率變差，無(wú)形中增加了電能的消耗和設(shè)備的機(jī)械磨損，容易造成設(shè)備故障率的升高，而為了保證生產(chǎn)正常，達(dá)到車間預(yù)期冷卻效果，平時(shí)循環(huán)泵后的壓力保持過(guò)高，這樣相對(duì)的在恒速循環(huán)泵供水管網(wǎng)中用水流量大時(shí)管網(wǎng)壓力底，用水流量小時(shí)管網(wǎng)壓力高的現(xiàn)況；公司對(duì)車間循環(huán)水使用情況沒(méi)有具體的什么規(guī)定和約束，時(shí)有發(fā)生車間已經(jīng)不用循環(huán)水了而循環(huán)泵卻是開的；有時(shí)也由于循環(huán)水池水位過(guò)底而使泵組吸不到水也不知道，循環(huán)泵組卻在空載運(yùn)行既浪費(fèi)了電力能源也加速了泵組的機(jī)械磨損；另一方面循環(huán)水泵的拖動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)方式采用星-三角降壓瞬時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)的沖擊波造成了電網(wǎng)的不穩(wěn)定和循環(huán)泵組的機(jī)械性能受損。鑒于以上幾點(diǎn)有意改用變頻調(diào)速閉環(huán)控制方式來(lái)控制。

自從通用變頻調(diào)速器問(wèn)世以來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，變頻調(diào)速器以節(jié)能、安全、高品質(zhì)的質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到了很大發(fā)展，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速器的功能也越來(lái)越強(qiáng)，尤其充分利用變頻調(diào)速器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速設(shè)備，保證正常生產(chǎn)等方面有著非常重要意義。公司的循環(huán)水泵供水系統(tǒng)通過(guò)變頻調(diào)速器改變泵組的出水能力來(lái)適應(yīng)各車間對(duì)流量的需求，當(dāng)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速改變時(shí)，揚(yáng)程特性隨著改變，而管阻特性則不變，則調(diào)節(jié)了管網(wǎng)壓力流量。由于在不同的時(shí)間段，車間用水量變化是很大的，為了節(jié)約能源，本著多用多開多送，少用少開少送的原則，故通常需要“1控X”的切換。若供水不足，自動(dòng)提升循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)增大泵組出口流量壓力或啟動(dòng)2號(hào)泵組進(jìn)行變頻控制；反之，當(dāng)車間用水量減少時(shí)則先停止2號(hào)泵組退出工作，僅由1號(hào)泵組變頻控制系統(tǒng)供水。變頻調(diào)速器已具有內(nèi)置PID調(diào)節(jié)運(yùn)算功能，使采集到的壓力信號(hào)（DC4—20mA）經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)比較處理后得到新的頻率給定信號(hào)輸出（DC4—20mA），決定變頻調(diào)速器輸出頻率的大小，從而改變了循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速大小來(lái)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力恒定，構(gòu)成了閉環(huán)定值控制系統(tǒng)，能按需自動(dòng)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的平穩(wěn)恒定，避免水壓流量波動(dòng)造成的沖擊損耗；合理對(duì)PID的參數(shù)值設(shè)定，可以大大減少系統(tǒng)供水管網(wǎng)水壓過(guò)高過(guò)底所帶來(lái)的功率損耗，節(jié)約能源和減少機(jī)械磨損。此外，通過(guò)變頻調(diào)速器對(duì)循環(huán)泵電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的過(guò)渡性設(shè)置，使得泵組的啟動(dòng)電流平緩增大，連續(xù)啟動(dòng)運(yùn)行，避免了常規(guī)快速啟動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊和所產(chǎn)生的機(jī)械沖擊；從而有效的降低軸承和其他易損件的磨損，普遍減少機(jī)械應(yīng)力，具有節(jié)電和延長(zhǎng)電機(jī)、泵組使用壽命的功效。

另外對(duì)循環(huán)水池的水位情況及冷卻踏的風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況與循環(huán)泵組變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行連鎖工作。根據(jù)水池水位決定開機(jī)，一當(dāng)水池水位過(guò)底可以連鎖自動(dòng)打開補(bǔ)充進(jìn)水閥們給水池加水，直到達(dá)到預(yù)定水位。這樣保證了整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的可控性。