循環(huán)水泵常見故障分析及節(jié)能改造研究

金江

摘要 循環(huán)水泵目前在水力、電站、鋼鐵、市政等行業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍然存在故障率偏高、耗能現(xiàn)象較為嚴(yán)重等問題，本文對(duì)當(dāng)前對(duì)循環(huán)水泵故障分析及節(jié)能改造等方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，分別從液控蝶閥故障問題及機(jī)械密封泄漏問題等兩個(gè)方面對(duì)循環(huán)水泵的典型故障分析，此外，從循環(huán)水泵的變頻改造及雙速節(jié)能改造兩個(gè)方面對(duì)循環(huán)水泵的節(jié)能改造問題進(jìn)行了探究。本文的研究內(nèi)容對(duì)于處理循環(huán)水泵的故障問題及研究循環(huán)水泵的節(jié)能改造等方面具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞 循環(huán)水泵 故障分析 節(jié)能改造

1 引言

循環(huán)水泵被廣泛應(yīng)用于水力、電站、鋼鐵、市政等行業(yè)中，隨著裝備制造業(yè)及水泵技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，循環(huán)水泵朝著高效率、高流量、低噪音、高性能的方向不斷發(fā)展，但在循環(huán)水泵的實(shí)際應(yīng)用過程中，仍然存在故障率偏高、耗能較為嚴(yán)重等現(xiàn)象，這些因素影響著電站運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性，因此展開循環(huán)水泵的故障研究及節(jié)能分析工作顯得十分重要，目前在這一方面的研究工作受到越來越多的重視。在循環(huán)水泵故障研究方面，王海慶[1]針對(duì)35MW機(jī)組循環(huán)水泵振動(dòng)大問題進(jìn)行了原因分析并給出了具體的處理意見，針對(duì)引起振動(dòng)的原因主要從電氣方面、機(jī)械方面及設(shè)計(jì)、安裝基礎(chǔ)等其他方面進(jìn)行了分析，針對(duì)振動(dòng)大產(chǎn)生的原因，分別從循環(huán)水泵外接管道垂直度調(diào)整、下外接管外部固定、循泵部件修復(fù)及具體的技術(shù)要求等方面給出了具體的處理方案。王邦旭等[2]對(duì)循環(huán)水泵機(jī)封泄漏的原因進(jìn)行了分析，并給出了具體的處理方案。針對(duì)機(jī)封泄漏的現(xiàn)象，分別從動(dòng)靜環(huán)故障引起泄漏、輔助密封圈損壞引起泄漏、循環(huán)水泵振動(dòng)過大引起泄漏及緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)故障引起泄漏等方面分別進(jìn)行了泄漏原因分析，最終分析原因?yàn)檠h(huán)機(jī)封沖洗水管堵塞引起補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈簧不能正常動(dòng)作從而造成機(jī)封漏水，通過改造機(jī)封動(dòng)環(huán)結(jié)構(gòu)的方法成功解決了機(jī)封泄漏問題。王偉哲[3]對(duì)指出了循環(huán)水液控蝶閥存在的開關(guān)量反饋及模擬量反饋裝置問題、供電電源問題、控制柜安裝位置問題，進(jìn)行了原因分析并給出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施。針對(duì)循環(huán)水泵節(jié)能改造問題，趙昆[4]首先提出了循環(huán)水泵在五個(gè)方面變頻改造的方向，然后分別從機(jī)務(wù)改造、電氣改造、熱控改造、循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速改造及循環(huán)水流量改造等方面給出了循環(huán)水泵變頻節(jié)能改造的具體方案，研究結(jié)果顯示循環(huán)水泵的節(jié)能效果明顯。關(guān)偉德[5]針對(duì)循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造問題進(jìn)行了研究，研究內(nèi)容顯示改造后的循環(huán)水泵可以滿足不同季節(jié)、不同工況下對(duì)于循環(huán)水系統(tǒng)的要求，大大提升了循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。龔建東[6]通過對(duì)循環(huán)水泵的能耗橋進(jìn)行分析，采取了具有針對(duì)性的改善措施，并制定了合理的改善方案，顯著提高了循環(huán)水泵的運(yùn)行效率。

本文將在當(dāng)前對(duì)于循環(huán)水泵故障及節(jié)能改造研究的基礎(chǔ)上，對(duì)循環(huán)水泵應(yīng)用過程中的常見故障進(jìn)行原因分析，并進(jìn)行循環(huán)水泵節(jié)能改造分析，研究內(nèi)容對(duì)于保證循環(huán)水泵的運(yùn)行穩(wěn)定性及促進(jìn)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有一定的推動(dòng)作用。

2 循環(huán)水泵常見故障分析

2.1液控蝶閥故障問題

液控蝶閥是循環(huán)水系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備之一，通常液控蝶閥的指令狀態(tài)設(shè)置閥門開啟、閥門關(guān)閉及閥門中停指令，從而能夠控制液控蝶閥的閥門狀態(tài)。液控蝶閥在實(shí)際運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)油壓異常、液壓系統(tǒng)漏油、液控蝶閥拒動(dòng)、液控蝶閥勿動(dòng)等問題。對(duì)于蝶閥液壓控制系統(tǒng)油壓異常主要包括液壓系統(tǒng)不能保壓（主要原因可能是由O型圈損壞引起）、液壓系統(tǒng)油壓緩慢變化（主要原因與所處的油站外部環(huán)境有關(guān)）、循泵啟動(dòng)過程中油壓波動(dòng)頻繁（主要原因可能是蓄能器損壞）及液控系統(tǒng)油泵加載時(shí)間較長（可能是油泵反轉(zhuǎn)引起）等問題。液壓系統(tǒng)漏油主要包含系統(tǒng)內(nèi)漏和外漏兩個(gè)方面。液控蝶閥拒動(dòng)主要原因應(yīng)該從電氣、熱控控制及機(jī)械方面進(jìn)行考慮。對(duì)于液控蝶閥自動(dòng)誤開問題主要由相關(guān)電磁閥勿動(dòng)、活塞環(huán)內(nèi)部竄油或單向閥、插裝閥內(nèi)漏等引起。

2.2機(jī)械密封泄漏問題

對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言，傳動(dòng)軸和設(shè)備之間會(huì)存在一個(gè)間隙，當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)起來后，設(shè)備內(nèi)部壓力若高于大氣壓就會(huì)造成設(shè)備內(nèi)部工質(zhì)向外部泄漏的問題，因此往往通過設(shè)置阻止軸向泄漏的軸封裝置的方式來解決泄漏問題，機(jī)械密封具有壽命長、泄漏量小的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用，目前在循環(huán)水泵中的也得到廣泛應(yīng)用。通常引起循環(huán)水泵機(jī)封泄漏的原因主要包括以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)密封端面存在異常磨損情況，或者機(jī)封動(dòng)環(huán)和靜環(huán)密封端面相互不平行，則容易引起機(jī)封泄漏問題。（2）循環(huán)水泵機(jī)封輔助密封圈損壞引起機(jī)封泄漏問題。（3）循環(huán)水泵振動(dòng)劇烈引起的機(jī)封泄漏問題。（4）循環(huán)水泵機(jī)封緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)失效引起的機(jī)封泄漏問題。

3 循環(huán)水泵節(jié)能改造研究

循環(huán)水泵的耗電量過大一直以來是火力發(fā)電廠最為關(guān)注的問題之一，如何在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下盡量降低循環(huán)水泵的耗電量是一個(gè)重要的研究課題，循環(huán)水泵進(jìn)行節(jié)能改造、增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益成為目前研究的重點(diǎn)方向。循環(huán)水泵的節(jié)能改造方向主要集中在以下兩個(gè)方面：

3.1 循環(huán)水泵變頻節(jié)能改造

對(duì)于循環(huán)水泵的變頻改造問題，其變頻器的基本控制原理圖如圖3.1所示，可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的工頻運(yùn)行方式。通過進(jìn)行變頻循環(huán)水泵一方面可以降低電機(jī)的啟動(dòng)電流，降低電機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載，另一方面，可以使得循環(huán)水泵的機(jī)械損耗得到一定程度的降低。根據(jù)相關(guān)資料顯示，通過對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行節(jié)能改造，節(jié)能效果比較明顯，節(jié)能率能夠達(dá)到15%左右，大大降低了循環(huán)水泵運(yùn)行耗電量，一定程度上提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 循環(huán)水泵雙速節(jié)能改造

之前循環(huán)水泵運(yùn)行模式中，往往采用的是工頻運(yùn)行方式，造成了循環(huán)水流量偏大，汽輪機(jī)真空度過高等問題，引起循環(huán)水泵的運(yùn)行效率偏低、能耗偏高的現(xiàn)狀，制約了火力發(fā)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。通過對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行雙速改造，可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的低速、高速運(yùn)行模式。以火力發(fā)電廠的三臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行為例，根據(jù)季節(jié)、氣候變化及火力發(fā)電廠的實(shí)際真空需求，可以選擇兩臺(tái)高速低速、一高一低、兩臺(tái)高速、兩高一低、三臺(tái)高速等多種運(yùn)行方式，通過控制循環(huán)水流量的方法來達(dá)到火力發(fā)電廠最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。

4 總結(jié)

本文分別從液控蝶閥故障問題及機(jī)械密封泄漏問題等兩個(gè)方面對(duì)循環(huán)水泵的典型故障進(jìn)行為了分析，此外，從循環(huán)水泵的變頻改造及節(jié)能改造兩個(gè)方面對(duì)循環(huán)水泵的節(jié)能改造問題進(jìn)行了探究。本文的研究內(nèi)容對(duì)于處理循環(huán)水泵的故障問題及研究循環(huán)水泵的節(jié)能改造等方面具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉哲.發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)液控蝶閥故障分析及改進(jìn)措施[J].電世界，2020，61（07）：53-55.

[2]王偉哲.發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)液控蝶閥故障分析及改進(jìn)措施[J].電世界，2020，61（07）：53-55.

[3]關(guān)偉德.淺析1000MW超超臨界機(jī)組循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造[J].機(jī)電信息，2020（17）：66-67.

[4]關(guān)偉德.淺析1000MW超超臨界機(jī)組循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造[J].機(jī)電信息，2020（17）：66-67.

[5]龔建東.循環(huán)水泵能耗橋分析與節(jié)能改造實(shí)踐[J].節(jié)能，2020，39（02）：111-112.

[6]趙昆.火力發(fā)電廠循環(huán)水泵變頻改造節(jié)能探究[J].科技風(fēng)，2020（05）：198.

[7]王邦旭，李志新.飽和塔循環(huán)水泵機(jī)械密封泄漏原因分析與處理[J].中氮肥，2019（06）：56-57.

[8]王海慶.350 MW機(jī)組循環(huán)水泵振動(dòng)大原因分析及處理[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019，9（02）：133-135.