電動機冷卻水配管錯誤的發現及處理

楊 林,趙 云,何莉軍

(中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026)

寧夏石化三廠化肥合成裝置冷凍系統氨冰機采用螺桿式壓縮機，其驅動電動機采用YBS系列YBS560-2W高壓隔爆型水冷三相異步電動機，額定功率為1 400 kW，額定電壓為6 000 V。電動機共兩個冷卻器，并排安裝在電動機頂部，可以從外殼中抽出，便于檢修和更換。電動機采用工業用循環水作為冷卻水，入水中的工作壓力要求小于0.4 MPa，進出水口壓差不小于0.2 MPa，每小時需水量為30～40 m3，進水溫度不超過33 ℃。

1 電動機冷卻水流程

電動機共有兩臺冷卻器，安裝于電動機頂部，分別配有循環冷卻水管線，切斷閥后管線位于地面上方與電動機冷卻器相連，切斷閥前管線為埋地管線，管線在地底與埋地總管接頭。其冷卻水工藝流程見圖1，每臺電動機分別配有一條循環冷卻水進水管線，一條回水管線，管線上由切斷閥控制與總管斷開，切斷閥后配有排水閥、排汽閥。

圖1 電動機冷卻水管線流程示意圖

2 存在的問題

2.1 電動機冷卻器不換熱

系統開工前，對氨冰機驅動電動機進行單試，即將電動機與螺桿壓縮機聯軸器脫開，單獨運行電動機。試運行10 min后，對電動機各項運行參數進行檢查并記錄，發現電動機定子繞組溫度顯示偏高，達到95 ℃。現場對電動機頂部冷卻器進出口冷卻水管線進行測溫檢查，結果顯示冷卻器進出口管線在靠近電動機處無溫差，均為47 ℃左右，說明冷卻器不換熱。

2.2 制定方案查找問題

由于冷卻器不換熱，初步判斷為冷卻水進口或出口管線結堵，水流不暢,決定制定方案通過對現場管線閥門進行操作來驗證上述判斷[1]。方案具體如下：

以圖1中電動機冷卻器①為例，關閉冷卻水進口切斷閥①，冷卻水回水切斷閥②保持打開狀態，開排水閥①，有水帶壓排出，表明電動機冷卻器①回水管線暢通；關閉冷卻水回水管線切斷閥②，冷卻水進水切斷閥①保持打開狀態，開排水閥①，有水帶壓排出，表明電動機冷卻器①進水管線暢通。實驗證明了電動機冷卻器①不存在冷卻進出口管線結堵問題。采用同樣的方法，證明了電動機冷卻器②也不存在冷卻水進出口管線結堵問題。

在冷卻器進水、回水都正常流動的情況下，電動機冷卻器不換熱，判斷可能是電動機冷卻器的進水、回水配管存在問題。由于冷卻水進、出口管線是在地下與冷卻水總管接頭，屬于埋地管線，無法通過管線流程直觀檢查，因此決定對電動機兩臺冷卻器冷卻水進、出口管線進行壓力測試。具體實施過程：將一只量程為0～1.0 MPa的壓力表安裝在電動機冷卻器①的回水管線排氣閥①上，關閉回水切斷閥②，打開進水切斷閥①，壓力表顯示水壓為0.28 MPa；關閉進水切斷閥①，打開回水切斷閥②，壓力表顯示水壓仍為0.28 MPa；表明電動機冷卻器①進水、回水管線無壓力差。采用同樣方法對電動機冷卻器②進行壓力測試，測得進水、回水壓力均為0.36 MPa，也無壓力差。

通過兩個方案的實施發現，電動機冷卻器冷卻水進、出口管線無溫差，無壓差，且兩臺冷卻器冷卻水管線壓力不一致。對比壓力數據，分析后認為電動機冷卻器冷卻水管線的配管存在問題，即一臺換熱器配管全部接在了冷卻水回水總管上，另一臺換熱器配管全部接在了冷卻水進水管線上。

3 處理措施

考慮到進行冷卻水管線埋地部分整改需耗費大量人力、物力，決定對地面管線進行整改[2-3]。電動機冷卻水管線整改后的流程見圖2。

圖2 電動機冷卻水管線整改后的流程示意圖

將電動機兩臺冷卻器原冷卻水回水管線從切斷閥后斷開，電動機冷卻器①原回水管線與電動機冷卻器②原回水管線切斷閥連接，即調整為電動機冷卻器①進水管線；電動機冷卻器②原回水管線與電動機冷卻器①原回水管線切斷閥連接，即調整為電動機冷卻器②回水管線。另外對排汽閥、排水閥也相應調整了安裝位置。

5 效果驗證

電動機冷卻水管線整改完成后，重新對電動機進行單試，運行10 min后，電動機定子繞組溫度顯示為82 ℃，較冷卻水管線整改前明顯降低。對電動機冷卻器冷卻水進、出口管線進行測溫檢查，進水溫度為28 ℃，回水溫度為36 ℃，溫差明顯，進一步證明了前期的判斷和后期的整改是正確的。因為大功率電動機的多數電機安裝在地面，電動機冷卻水管線多為埋地管線，所提出的整改方法為采用水冷方式散熱的大功率電動機在開機單試過程中遇到同類型問題時提供了參考。