某聯合循環機組閉冷水泵電機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 運行概況

閉冷水泵為江蘇同紀電力水泵機械制造有限公司生產，臥式離心泵，型號為350S-44A，額定流量為1100t/h，揚程為35m，技術協議中泵的效率為84%，軸功率131kW。從泵的性能曲線中得出，流量1000t/h時泵的效率最高，約為78%。電機為西門子電機(中國)有限公司生產，型號為1TL0001-3AB53-3AH4/160KW-4-B3，電機功率160kW，額定電流290A，功率因數0.85，電機設計效率94%，電機絕緣等級為F級。閉式循環冷卻水系統設計流量為984m3/h。

2 性能試驗

2.1 性能試驗概況 為診斷閉式循環冷卻水泵的運行性能，2018年11月7日公司對兩臺機組閉式循環冷卻水泵的效率進行測量、計算，現場閉式冷卻水流量測量采用超聲波流量計在閉式冷卻水泵出口直管段測量，性能試驗結果詳見表1。

表1 閉式循環冷卻水泵性能計算結果

閉冷泵效率 % 60.22 62.43夏季電機電流(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 性能試驗結果分析 通過閉式循環冷卻水泵性能性能試驗，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計值較多，夏季時，為滿足閉式水用戶的冷卻溫度需求，閉式水系統流量超過設計值，導致泵軸功率超限，電機的實際功率在設計功率附近運行。閉冷水系統的膨脹水箱布置于15米的高處，閉冷水泵出口揚程達34米，所以準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程，從而降低泵的軸功率，進而降低泵電機的運行電流，起到一定的節能效果。

3 葉輪切削改造

3.1 葉輪切削理論計算 閉冷泵葉輪直徑為375mm，對閉冷泵2A葉輪進行切削15mm，其電機運行運行電流理論計算如下：

(1)閉冷泵原始參數為：流量Q1=1332m3/h，揚程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為：根據切削定律，流量Q1/Q2=D1/D2，Q2=Q1×D2/D1=1332×360/375=1278m3/h，揚程 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，電機電壓380V，電機電流下降約21A，每小時節約電量約11度。

3.2 切削改造后性能試驗分析 閉冷泵2A葉輪切削15mm后性能試驗結果詳見表2。按照閉式泵改造后的效率進行折算，泵的揚程29.54m，泵有效功率為79.07 Kw；電機電流255.4A，電機功率為148.2Kw，泵軸功率為139.31Kw。

表2 閉冷泵2A改造前、改造后性能計算結果

3.3 切削改造后分析 閉冷泵2A葉輪切削15mm后實際效果：閉式泵葉輪切削檢改造后，體積流量985m3/h時，揚程降低4.67m，因揚程降低，閉式泵每小時節電23.09 Kwh；泵的效率降低3.46%，因效率降低，閉式泵每小時多耗電9.84Kwh；改造后閉式泵的電流降低22.8A，每小時整體節電約13.25度，公司兩套機組年運行小時平均約為5400小時，每年節電約15萬度，折算利潤約7.26萬元(按上網電價0.484元/度考慮)，達到預期效果。

結合閉冷泵2A改造的實驗結果及經驗，公司技術人員再次對4號機組閉冷泵葉輪切削改造方案進行優化，對4號機組兩臺閉冷泵葉輪切削18mm，4號機組閉冷泵葉輪改造后運行優良，達到預期目標，消除閉冷泵電機因長期負載高造成損壞的重要設備隱患。閉冷泵葉輪改造后電機負載電流減小，節能增效明顯，設備安全性顯著提高。

4 結束語

離心泵葉輪切削改造以基本理論計算為基礎，并通過改造前、改造后的泵的性能試驗數據進行驗證，試驗結果表明離心泵葉輪切削能在滿足流量的基礎上起到良好的節能效果，技術成熟且具有很好的安全性，但要注意葉輪切削前一定要對系統工況熟悉掌握，了解系統流量、揚程等參數的要求，在滿足要求的情況下再進行葉輪切削改造。