某聯(lián)合循環(huán)機(jī)組閉冷水泵電機(jī)頻繁燒損原因分析和處理

江蘇華電通州熱電有限公司 江蘇 南通 226300

1 運(yùn)行概況

閉冷水泵為江蘇同紀(jì)電力水泵機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)，臥式離心泵，型號(hào)為350S-44A，額定流量為1100t/h，揚(yáng)程為35m，技術(shù)協(xié)議中泵的效率為84%，軸功率131kW。從泵的性能曲線中得出，流量1000t/h時(shí)泵的效率最高，約為78%。電機(jī)為西門(mén)子電機(jī)(中國(guó))有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為1TL0001-3AB53-3AH4/160KW-4-B3，電機(jī)功率160kW，額定電流290A，功率因數(shù)0.85，電機(jī)設(shè)計(jì)效率94%，電機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)。閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為984m3/h。

2 性能試驗(yàn)

2.1 性能試驗(yàn)概況 為診斷閉式循環(huán)冷卻水泵的運(yùn)行性能，2018年11月7日公司對(duì)兩臺(tái)機(jī)組閉式循環(huán)冷卻水泵的效率進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)閉式冷卻水流量測(cè)量采用超聲波流量計(jì)在閉式冷卻水泵出口直管段測(cè)量，性能試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 閉式循環(huán)冷卻水泵性能計(jì)算結(jié)果

閉冷泵效率 % 60.22 62.43夏季電機(jī)電流(7月底) A 287.6 287.6夏季電壓(7月底) V 392.2 392.2夏季電機(jī)功率(7月底) kW 166.06 166.06夏季軸功率(7月底) kW 156.10 156.10折算夏季泵有效功率 kW 94.00 97.45折算夏季體積流量 m3/h 1125.68 1229.69

2.2 性能試驗(yàn)結(jié)果分析 通過(guò)閉式循環(huán)冷卻水泵性能性能試驗(yàn)，分析出閉冷泵電流偏大的原因如下：閉式冷卻水泵效率偏離設(shè)計(jì)值較多，夏季時(shí)，為滿足閉式水用戶(hù)的冷卻溫度需求，閉式水系統(tǒng)流量超過(guò)設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致泵軸功率超限，電機(jī)的實(shí)際功率在設(shè)計(jì)功率附近運(yùn)行。閉冷水系統(tǒng)的膨脹水箱布置于15米的高處，閉冷水泵出口揚(yáng)程達(dá)34米，所以準(zhǔn)備采取在保證閉冷水流量的前提下切削閉冷泵的葉輪的方法降低泵的揚(yáng)程，從而降低泵的軸功率，進(jìn)而降低泵電機(jī)的運(yùn)行電流，起到一定的節(jié)能效果。

3 葉輪切削改造

3.1 葉輪切削理論計(jì)算 閉冷泵葉輪直徑為375mm，對(duì)閉冷泵2A葉輪進(jìn)行切削15mm，其電機(jī)運(yùn)行運(yùn)行電流理論計(jì)算如下：

(1)閉冷泵原始參數(shù)為：流量Q1=1332m3/h，揚(yáng)程H1=30m，效率η1=80%，軸功率N1=ρgQ1H1/η1=9.8×1000×1332×30/3600×0.8=136kW

(2)切削后閉冷泵的參數(shù)為：根據(jù)切削定律，流量Q1/Q2=D1/D2，Q2=Q1×D2/D1=1332×360/375=1278m3/h，揚(yáng)程 H1/H2=(D1/D2)2，H2=H1×(D2/D1)2=30×(360/375)2=28m，切割后泵的效率按下降2%進(jìn)行估算，軸功率 N2=ρgQ2H1/η2=9.8×1000×1278×28/3600×0.78=125kW

(3)切削后閉冷泵理論軸功率下降約136-125=11kW，電機(jī)電壓380V，電機(jī)電流下降約21A，每小時(shí)節(jié)約電量約11度。

3.2 切削改造后性能試驗(yàn)分析 閉冷泵2A葉輪切削15mm后性能試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表2。按照閉式泵改造后的效率進(jìn)行折算，泵的揚(yáng)程29.54m，泵有效功率為79.07 Kw；電機(jī)電流255.4A，電機(jī)功率為148.2Kw，泵軸功率為139.31Kw。

表2 閉冷泵2A改造前、改造后性能計(jì)算結(jié)果

3.3 切削改造后分析 閉冷泵2A葉輪切削15mm后實(shí)際效果：閉式泵葉輪切削檢改造后，體積流量985m3/h時(shí)，揚(yáng)程降低4.67m，因揚(yáng)程降低，閉式泵每小時(shí)節(jié)電23.09 Kwh；泵的效率降低3.46%，因效率降低，閉式泵每小時(shí)多耗電9.84Kwh；改造后閉式泵的電流降低22.8A，每小時(shí)整體節(jié)電約13.25度，公司兩套機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)平均約為5400小時(shí)，每年節(jié)電約15萬(wàn)度，折算利潤(rùn)約7.26萬(wàn)元(按上網(wǎng)電價(jià)0.484元/度考慮)，達(dá)到預(yù)期效果。

結(jié)合閉冷泵2A改造的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及經(jīng)驗(yàn)，公司技術(shù)人員再次對(duì)4號(hào)機(jī)組閉冷泵葉輪切削改造方案進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)4號(hào)機(jī)組兩臺(tái)閉冷泵葉輪切削18mm，4號(hào)機(jī)組閉冷泵葉輪改造后運(yùn)行優(yōu)良，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，消除閉冷泵電機(jī)因長(zhǎng)期負(fù)載高造成損壞的重要設(shè)備隱患。閉冷泵葉輪改造后電機(jī)負(fù)載電流減小，節(jié)能增效明顯，設(shè)備安全性顯著提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

離心泵葉輪切削改造以基本理論計(jì)算為基礎(chǔ)，并通過(guò)改造前、改造后的泵的性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明離心泵葉輪切削能在滿足流量的基礎(chǔ)上起到良好的節(jié)能效果，技術(shù)成熟且具有很好的安全性，但要注意葉輪切削前一定要對(duì)系統(tǒng)工況熟悉掌握，了解系統(tǒng)流量、揚(yáng)程等參數(shù)的要求，在滿足要求的情況下再進(jìn)行葉輪切削改造。