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技術(shù)文章/Technical articles
水泵故障排查系列專(zhuān)題四:溫升異常
2022-05-17 13:06:48力士霸泵業(yè)
水泵屬于機電類(lèi)產(chǎn)品,在運行時(shí)一定會(huì )有熱量產(chǎn)生,熱量的來(lái)源包括介質(zhì)在泵體內的物理摩擦、軸承旋轉摩擦生熱、電機定子轉子電阻生熱等等。水泵生熱屬于正常情況,但是當生熱量過(guò)大,溫升過(guò)高時(shí),水泵會(huì )出現壽命下降甚至損壞的問(wèn)題。


水泵的溫升異常會(huì )表現在兩個(gè)地方,泵頭溫升和電機溫升,大多數溫升異常的原因來(lái)自于:

介質(zhì)過(guò)熱


部分系統下,水泵會(huì )輸送高溫介質(zhì),介質(zhì)溫度不超過(guò)水泵許用溫度時(shí),水泵的溫升可以得到有效控制,但是當介質(zhì)溫度超過(guò)水泵許用溫度時(shí),會(huì )造成泵頭過(guò)熱,同時(shí)若電機為長(cháng)軸電機或套軸電機時(shí),介質(zhì)會(huì )通過(guò)泵軸傳熱到電機轉子,加劇電機內部溫升,造成泵頭和電機雙重過(guò)熱現象。


這種情況可以通過(guò)使用測溫槍對泵殼表面進(jìn)行測溫,金屬的導熱性較好,泵殼外部溫度與介質(zhì)溫度比較相近。



確認為介質(zhì)超過(guò)水泵許用溫度時(shí),需要對介質(zhì)降溫,避免高溫損壞水泵,水泵易被高溫介質(zhì)損壞的部件有機械密封、電機等。

小流量運行


當水泵投入使用時(shí),出口閥門(mén)長(cháng)時(shí)間處于開(kāi)啟過(guò)小時(shí),水泵始終運行于小流量出水,或者出口閥門(mén)已經(jīng)關(guān)閉,卻沒(méi)有控制回路關(guān)閉水泵,導致水泵不停運行,這兩種情況被稱(chēng)之為“打悶泵”。

小流量運行時(shí),水泵泵體內的介質(zhì)被葉輪多次摩擦生熱,流出泵體的水量很小時(shí),所能攜帶走的熱量也很少,更多的熱量留存于泵體內部,導致泵體持續溫升,最終溫度過(guò)高,介質(zhì)汽化造成機封干磨或者高溫損傷泵殼鑄件,使得水泵損壞。
及時(shí)發(fā)現小流量運行的異常,打開(kāi)出口閥門(mén),讓水泵的出水流量增大,可以快速降低泵殼溫度,使水泵可以正常運行。
對于計劃內的小流量運行,請使用變頻控制水泵或增加回流管,以保護水泵。

機械摩擦


這里所說(shuō)的機械摩擦并不是指軸承部位的摩擦,而是指水泵內部出現了異常摩擦,例如泵殼內進(jìn)入了顆粒物雜質(zhì),在口環(huán)間隙出現研磨,或者有管路焊接廢料進(jìn)入到泵體內部,在葉輪蓋板和泵殼之間產(chǎn)生摩擦。
這種摩擦自身生熱可能并不高,不會(huì )造成泵殼內部的明顯溫升,但對于小功率水泵來(lái)說(shuō),可能會(huì )造成水泵運轉阻力加劇,電機出現過(guò)載現象,進(jìn)而出現電機溫升異常。
異物進(jìn)入的摩擦需要拆開(kāi)水泵清理異物,對于已經(jīng)摩擦損壞的部件需要進(jìn)行更換。
對于這一點(diǎn)可以看出,水泵的檢修是一個(gè)全面分析問(wèn)題原因的過(guò)程,而不能僅僅是頭疼醫頭腳疼醫腳。

電壓過(guò)低


在一些偏遠地區或電網(wǎng)電壓不穩定地方,可能出現水泵接入電壓低于電機限定值,按照國內的電壓規格,單相電源為220V,三相電源為380V,根據電機的IEC60034標準規定,電機可以連續工作在額定電壓的±5%偏差內,如果電壓下降超過(guò)這個(gè)比例,則會(huì )造成電機內部電流過(guò)大,使得定轉子電阻溫升加大,最終表現為電機溫升異常。
這種情況可以使用萬(wàn)用表測量相線(xiàn)電壓,當電壓低于許用值時(shí),需要對電網(wǎng)電壓進(jìn)行調整。







接線(xiàn)錯誤


接線(xiàn)錯誤是指三相電機在接線(xiàn)時(shí),使用了錯誤的星角接形式,造成電機溫升異常的多數是對于角接的方式接入了星接的電壓,造成相間電壓升高,運行電流上升,使得電機溫升出現異常,進(jìn)而損壞電機。
大多數電機的銘牌或線(xiàn)盒蓋內部會(huì )標記對應的電壓接線(xiàn)方式,需要核實(shí)電源電壓,采用正確的星角接才可以。




散熱不良


散熱不良的原因有很多種,常見(jiàn)的原因大致歸結為:
(1)環(huán)境溫度過(guò)高,由于水泵安裝于密閉的箱體內部,在夏季陽(yáng)光直射下,箱體內部的空氣溫度迅速升高,水泵工作環(huán)境的溫度超過(guò)電機允許溫度時(shí),水泵的電機風(fēng)扇冷卻效果就開(kāi)始下降,使得正常運行的電機產(chǎn)生的熱量無(wú)法被及時(shí)散去,長(cháng)時(shí)間運行出現電機過(guò)熱。
(2)電機風(fēng)扇罩窗被遮擋,當電機尾部距離障礙物較近,或戶(hù)外塑料袋類(lèi)包裝物吸附在了風(fēng)扇罩窗上,風(fēng)扇無(wú)法提供有效地通風(fēng)量吹掃電機散熱筋,造成電機持續溫升的問(wèn)題,也會(huì )出現電機過(guò)熱現象。
(3)電機風(fēng)扇罩缺失,散熱風(fēng)扇如同水泵葉輪一樣,需要借助一定的流道才可以提供通風(fēng),風(fēng)扇罩就是風(fēng)扇的“泵殼”,離心式的扇葉需要風(fēng)扇罩的存在才可以產(chǎn)生軸流的風(fēng),當缺少風(fēng)扇罩時(shí),風(fēng)扇就失去了吹掃電機散熱筋的能力,造成電機過(guò)熱。



(4)電機散熱筋被油污覆蓋,當水泵運行環(huán)境較差,有油污存在時(shí),油污會(huì )附著(zhù)在電機散熱筋表面,由于油的特性,會(huì )阻隔散熱筋的對外熱交換,正常的風(fēng)量吹掃下,散熱筋的散熱能力大打折扣,這也會(huì )造成電機過(guò)熱。





水泵過(guò)載


對于單級葉輪的水泵,軸功率曲線(xiàn)通常是單增的,流量越大功率越大,所以在選型時(shí)確定的工況點(diǎn),對應選取的電機只能保證這個(gè)工況點(diǎn)以左是正常運行,當系統大門(mén)開(kāi)度過(guò)大,阻力過(guò)小時(shí),水泵工況點(diǎn)向右側偏移,造成軸功率上升,上升后的軸功率可能會(huì )超過(guò)電機額定功率,使得電機出現小馬拉大車(chē)的問(wèn)題。
若電機過(guò)載是由于工況點(diǎn)偏移導致的,則應修整系統閥門(mén)開(kāi)度,將系統阻力曲線(xiàn)置于設計工況點(diǎn)以左才可以。






頻繁啟停


電機類(lèi)產(chǎn)品啟動(dòng)瞬間的電流比較大,工頻運行的電機啟動(dòng)瞬間甚至會(huì )達到6~7倍額定電流,過(guò)大的電流會(huì )在短時(shí)間內加劇電機溫升,若出現頻繁啟動(dòng),則電機溫升會(huì )快速升高。
造成電機頻繁啟停的原因一般有兩種:
(1)壓力設定問(wèn)題,當系統設定壓力不當時(shí),可能會(huì )出現停泵時(shí),入口水壓低于水泵啟動(dòng)壓力,水泵需要啟動(dòng),但水泵啟動(dòng)后,由于實(shí)際用水量較小,導致水泵的揚程與入口管網(wǎng)壓力疊加值迅速超過(guò)停泵壓力,水泵立刻出現停機,造成起起停停的問(wèn)題。
(2)系統滲漏問(wèn)題,當系統存在滲漏時(shí),即便沒(méi)有人用水,水泵出口的壓力也會(huì )出現連續掉壓,造成水泵周期性啟動(dòng),當泄壓速率較快時(shí),水泵的啟動(dòng)會(huì )變的更為頻繁。


以上就是溫升異常的表現方式,希望對大家有所幫助。



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