發(fā)電廠主廠房中央空調(diào)水系統(tǒng)電機(jī)降溫節(jié)能改造

曾艷萍

摘 要：發(fā)電廠主廠房中央空調(diào)水系統(tǒng)的水泵電機(jī)是電廠用于對(duì)中央空調(diào)冷水機(jī)組進(jìn)行冷卻水和冷媒水的水循環(huán)、是確保中央空調(diào)正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，否則因空調(diào)水系統(tǒng)的水泵電機(jī)的損壞影響中央空調(diào)的運(yùn)行，以此同時(shí)會(huì)對(duì)發(fā)電廠主廠房重要生產(chǎn)設(shè)備場(chǎng)所的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成重大的危害。因此，分析主廠房中央空調(diào)水系統(tǒng)的水泵電機(jī)的故障形態(tài)和過(guò)流發(fā)熱原因，并就此提出關(guān)鍵的技術(shù)改進(jìn)措施，對(duì)提高主廠房中央空調(diào)水系統(tǒng)的水泵電機(jī)可靠性和節(jié)約能耗有重要意義。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)水系統(tǒng)；電機(jī)；水泵葉輪

1 技術(shù)原理

粵嘉電力有限公司5、6號(hào)機(jī)主廠房中央空調(diào)水系統(tǒng)分別為冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)各有3臺(tái)水泵，合計(jì)6臺(tái)水泵，正常運(yùn)行工況為：2個(gè)水系統(tǒng)各有2臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。2005年設(shè)備投入運(yùn)行，6臺(tái)水泵電機(jī)在運(yùn)行中均出現(xiàn)電機(jī)過(guò)熱，機(jī)體溫度在70℃以上，高溫運(yùn)行致使電機(jī)軸承油脂劣化快，2至3個(gè)月就燒壞電機(jī)軸承，甚至還造成電機(jī)定轉(zhuǎn)子掃膛報(bào)廢電機(jī)。造成電機(jī)溫度過(guò)高主要是電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，表計(jì)顯示電機(jī)負(fù)荷為103%，電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行必然造成電機(jī)超溫易損。電機(jī)正常運(yùn)行狀況是負(fù)荷在額定80%左右，一般不得超過(guò)90%，必須降低電機(jī)運(yùn)行負(fù)荷才能滿足設(shè)備的安全運(yùn)行要求。如何降低電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行，我們按照過(guò)載產(chǎn)生的通常原因：（1）填料壓蓋過(guò)緊。（2）水泵葉輪損壞。（3）流量過(guò)大。分別進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理方法：（1）擰松壓蓋。（2）更換葉輪。（3）關(guān)小閘門，減少流量。但以上的處理方法無(wú)法解決電動(dòng)機(jī)過(guò)載現(xiàn)象。問(wèn)題出在哪里呢？我們據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水泵與空調(diào)機(jī)流量配置不合理，造成水系統(tǒng)有堵壓過(guò)載，電機(jī)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象。在保證水系統(tǒng)流量需求范圍內(nèi)，通過(guò)切割水泵葉輪使水泵出力降低，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)節(jié)能降溫改造。

2 改造技術(shù)方案

空調(diào)水系統(tǒng)中出現(xiàn)堵壓過(guò)載，根本原因是泵出力與系統(tǒng)需求出力不匹配所致，中央空調(diào)系統(tǒng)的要求是對(duì)單位時(shí)間內(nèi)水通流量有要求。查對(duì)主廠房空調(diào)系統(tǒng)資料，空調(diào)冷凝器要求的流量是86.3m3/h，配套的水泵為冷卻水泵KTB125-100-315，電機(jī)功率15KW，流量為100m3/h，揚(yáng)程為32m；空調(diào)蒸發(fā)器要求的流量為70.2m3/h，配套的冷凍水泵為KTB125-100-400，電機(jī)功率18.5KW，流量為88m3/h，揚(yáng)程為38m；二套系統(tǒng)水流量都有富余，改造不是簡(jiǎn)單將流量降下來(lái)就可以，揚(yáng)程必須滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。于是將冷卻水和冷凍水系統(tǒng)改造方案制訂如下。

2.1 冷卻水泵改造方案為：因此根據(jù)原設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)，核算出空調(diào)冷卻水從主廠房14米層到23米冷卻塔層，除去彎頭、閥門及管件阻力損失，加上泵排出的幾何高度，核算冷卻水泵的揚(yáng)程25m已足夠。

根據(jù)葉輪切割相似公式：

Q1/Q2=D1/D2 （1）

H1/H2=（D1/D2）2 （2）

原冷卻水泵揚(yáng)程H1=32m，葉輪直徑D1=328mm，需要水泵揚(yáng)程H2為25m，根據(jù)公式（2）有：

32/25=（328/D2）2得D2=289.9，取D2=290mm。

原水泵流量Q1=100m3/h，，葉輪直徑D1=328m，根據(jù)公式（1）有：100/Q2=328/290得Q2=88.4m3/h；切割后流量參數(shù)滿足要求參數(shù)86.3m3/h，葉輪切割后直徑D2=290mm符合使用要求。

2.2 冷凍水泵改造方案為：空調(diào)冷凍水泵從14米層至0米層UPS室管長(zhǎng)約110米，直角彎頭共16個(gè)，用戶終端盤管空調(diào)16個(gè)，核算揚(yáng)程為27m足夠。原水泵流量Q1=88m3/h，揚(yáng)程38m，葉輪直徑D1=400mm38/27=（400/D2）2得D2=336.8，取D2=337mm原水泵流量Q1=88m3/h，葉輪直徑D1=400mm，根據(jù)公式（1）有：88/Q2=400/337得Q2=74.1m3/h；切割后流量參數(shù)滿足要求參數(shù)70.4m3/h，據(jù)上，葉輪切割后直徑D2=337mm符合使用要求。

據(jù)上二個(gè)方案，通過(guò)計(jì)算均符合本次改造要求，也即是保證主廠房空調(diào)系統(tǒng)冷卻水流量并實(shí)現(xiàn)水泵降壓節(jié)能。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

本次改造關(guān)鍵技術(shù)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，找出離心水泵與現(xiàn)場(chǎng)空調(diào)機(jī)組實(shí)際需求不相符，造成系統(tǒng)堵壓引起電機(jī)過(guò)載運(yùn)行，吸收葉輪切割技術(shù)并轉(zhuǎn)化應(yīng)用，在葉輪切割后水泵在出力和揚(yáng)程均下降，但出力仍滿足主廠房空調(diào)系統(tǒng)冷卻水流量，避免了系統(tǒng)過(guò)流堵壓運(yùn)行問(wèn)題。這項(xiàng)改進(jìn)，能有效降低電機(jī)負(fù)荷出力，達(dá)到保流量降壓改造要求，實(shí)現(xiàn)主廠房中央空調(diào)水處理系統(tǒng)電機(jī)節(jié)能降溫改造目標(biāo)。

綜合評(píng)述及對(duì)比情況：通過(guò)水泵葉輪切割，就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)負(fù)荷下降目的，較更換水泵配套設(shè)備，此項(xiàng)改進(jìn)節(jié)省大量人力物力。水泵葉輪切割小于10%效果無(wú)，切割極限不可以超過(guò)25%，葉輪切割也不是越大越好，冷卻水泵切割量為11.5%，冷凍水泵切割量為15.7%，均在葉輪切割的合理區(qū)間范圍內(nèi)，改造后冷卻水泵由原先出力103%降為79%，冷凍水泵出力由原來(lái)102%降為89%，使電機(jī)在合理經(jīng)濟(jì)的負(fù)荷下運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

中央空調(diào)水系統(tǒng)的水泵電機(jī)出現(xiàn)電機(jī)過(guò)負(fù)荷甚至燒毀電機(jī)的故障，在實(shí)際的生產(chǎn)中并不罕見(jiàn)，過(guò)去我們?cè)诿鎸?duì)水泵電機(jī)長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷一直沒(méi)有更好的處理辦法，因?yàn)槲覀儤O少會(huì)考慮到泵出力與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際系統(tǒng)需求出力不匹配的問(wèn)題。其實(shí)設(shè)計(jì)師在中央空調(diào)水系統(tǒng)的水泵及電機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型往往未能完全考慮實(shí)際安裝情況，所以出現(xiàn)水泵電機(jī)過(guò)負(fù)荷甚至燒毀電機(jī)也就不足為奇了。文章闡述了粵嘉電力有限公司5、6號(hào)機(jī)主廠房中央空調(diào)水系統(tǒng)的電機(jī)降溫節(jié)能改造原理及實(shí)施方案，將給出現(xiàn)同類故障現(xiàn)象的設(shè)備使用企業(yè)提供參考。

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