循环水泵常见故障分析及节能改造研究

金江

摘要 循环水泵目前在水力、电站、钢铁、市政等行业中得到了较为广泛的应用，但在实际应用过程中，仍然存在故障率偏高、耗能现象较为严重等问题，本文对当前对循环水泵故障分析及节能改造等方面的研究现状进行了总结，分别从液控蝶阀故障问题及机械密封泄漏问题等两个方面对循环水泵的典型故障分析，此外，从循环水泵的变频改造及双速节能改造两个方面对循环水泵的节能改造问题进行了探究。本文的研究内容对于处理循环水泵的故障问题及研究循环水泵的节能改造等方面具有一定的参考意义。

关键词 循环水泵 故障分析 节能改造

1 引言

循环水泵被广泛应用于水力、电站、钢铁、市政等行业中，随着装备制造业及水泵技术的不断发展成熟，循环水泵朝着高效率、高流量、低噪音、高性能的方向不断发展，但在循环水泵的实际应用过程中，仍然存在故障率偏高、耗能较为严重等现象，这些因素影响着电站运行系统的稳定性及经济性，因此展开循环水泵的故障研究及节能分析工作显得十分重要，目前在这一方面的研究工作受到越来越多的重视。在循环水泵故障研究方面，王海庆[1]针对35MW机组循环水泵振动大问题进行了原因分析并给出了具体的处理意见，针对引起振动的原因主要从电气方面、机械方面及设计、安装基础等其他方面进行了分析，针对振动大产生的原因，分别从循环水泵外接管道垂直度调整、下外接管外部固定、循泵部件修复及具体的技术要求等方面给出了具体的处理方案。王邦旭等[2]对循环水泵机封泄漏的原因进行了分析，并给出了具体的处理方案。针对机封泄漏的现象，分别从动静环故障引起泄漏、辅助密封圈损坏引起泄漏、循环水泵振动过大引起泄漏及缓冲补偿机构故障引起泄漏等方面分别进行了泄漏原因分析，最终分析原因为循环机封冲洗水管堵塞引起补偿机构弹簧不能正常动作从而造成机封漏水，通过改造机封动环结构的方法成功解决了机封泄漏问题。王伟哲[3]对指出了循环水液控蝶阀存在的开关量反馈及模拟量反馈装置问题、供电电源问题、控制柜安装位置问题，进行了原因分析并给出了对应的改进措施。针对循环水泵节能改造问题，赵昆[4]首先提出了循环水泵在五个方面变频改造的方向，然后分别从机务改造、电气改造、热控改造、循环水泵转速改造及循环水流量改造等方面给出了循环水泵变频节能改造的具体方案，研究结果显示循环水泵的节能效果明显。关伟德[5]针对循环水泵电机双速改造问题进行了研究，研究内容显示改造后的循环水泵可以满足不同季节、不同工况下对于循环水系统的要求，大大提升了循环水系统调节的灵活性，取得了一定的经济效益。龚建东[6]通过对循环水泵的能耗桥进行分析，采取了具有针对性的改善措施，并制定了合理的改善方案，显著提高了循环水泵的运行效率。

本文将在当前对于循环水泵故障及节能改造研究的基础上，对循环水泵应用过程中的常见故障进行原因分析，并进行循环水泵节能改造分析，研究内容对于保证循环水泵的运行稳定性及促进运行经济性具有一定的推动作用。

2 循环水泵常见故障分析

2.1液控蝶阀故障问题

液控蝶阀是循环水系统中非常重要的设备之一，通常液控蝶阀的指令状态设置阀门开启、阀门关闭及阀门中停指令，从而能够控制液控蝶阀的阀门状态。液控蝶阀在实际运行中往往会出现油压异常、液压系统漏油、液控蝶阀拒动、液控蝶阀勿动等问题。对于蝶阀液压控制系统油压异常主要包括液压系统不能保压（主要原因可能是由O型圈损坏引起）、液压系统油压缓慢变化（主要原因与所处的油站外部环境有关）、循泵启动过程中油压波动频繁（主要原因可能是蓄能器损坏）及液控系统油泵加载时间较长（可能是油泵反转引起）等问题。液压系统漏油主要包含系统内漏和外漏两个方面。液控蝶阀拒动主要原因应该从电气、热控控制及机械方面进行考虑。对于液控蝶阀自动误开问题主要由相关电磁阀勿动、活塞环内部窜油或单向阀、插装阀内漏等引起。

2.2机械密封泄漏问题

对于旋转机械而言，传动轴和设备之间会存在一个间隙，当设备运转起来后，设备内部压力若高于大气压就会造成设备内部工质向外部泄漏的问题，因此往往通过设置阻止轴向泄漏的轴封装置的方式来解决泄漏问题，机械密封具有寿命长、泄漏量小的优势，被广泛应用，目前在循环水泵中的也得到广泛应用。通常引起循环水泵机封泄漏的原因主要包括以下几个方面：（1）机械密封结构的动环和静环密封端面存在异常磨损情况，或者机封动环和静环密封端面相互不平行，则容易引起机封泄漏问题。（2）循环水泵机封辅助密封圈损坏引起机封泄漏问题。（3）循环水泵振动剧烈引起的机封泄漏问题。（4）循环水泵机封缓冲补偿机构失效引起的机封泄漏问题。

3 循环水泵节能改造研究

循环水泵的耗电量过大一直以来是火力发电厂最为关注的问题之一，如何在不影响系统正常运行的前提下尽量降低循环水泵的耗电量是一个重要的研究课题，循环水泵进行节能改造、增加企业的经济效益成为目前研究的重点方向。循环水泵的节能改造方向主要集中在以下兩个方面：

3.1 循环水泵变频节能改造

对于循环水泵的变频改造问题，其变频器的基本控制原理图如图3.1所示，可以实现循环水泵的工频运行方式。通过进行变频循环水泵一方面可以降低电机的启动电流，降低电机的启动负载，另一方面，可以使得循环水泵的机械损耗得到一定程度的降低。根据相关资料显示，通过对循环水泵进行节能改造，节能效果比较明显，节能率能够达到15%左右，大大降低了循环水泵运行耗电量，一定程度上提升了企业的经济效益。

3.2 循环水泵双速节能改造

之前循环水泵运行模式中，往往采用的是工频运行方式，造成了循环水流量偏大，汽轮机真空度过高等问题，引起循环水泵的运行效率偏低、能耗偏高的现状，制约了火力发电厂运行的经济性。通过对循环水泵进行双速改造，可以实现循环水泵的低速、高速运行模式。以火力发电厂的三台循环水泵运行为例，根据季节、气候变化及火力发电厂的实际真空需求，可以选择两台高速低速、一高一低、两台高速、两高一低、三台高速等多种运行方式，通过控制循环水流量的方法来达到火力发电厂最经济的运行方式。

4 总结

本文分别从液控蝶阀故障问题及机械密封泄漏问题等两个方面对循环水泵的典型故障进行为了分析，此外，从循环水泵的变频改造及节能改造两个方面对循环水泵的节能改造问题进行了探究。本文的研究内容对于处理循环水泵的故障问题及研究循环水泵的节能改造等方面具有一定的参考意义。

参考文献

[1]王伟哲.发电机组循环水系统液控蝶阀故障分析及改进措施[J].电世界，2020，61（07）：53-55.

[2]王伟哲.发电机组循环水系统液控蝶阀故障分析及改进措施[J].电世界，2020，61（07）：53-55.

[3]关伟德.浅析1000MW超超临界机组循环水泵电机双速改造[J].机电信息，2020（17）：66-67.

[4]关伟德.浅析1000MW超超临界机组循环水泵电机双速改造[J].机电信息，2020（17）：66-67.

[5]龚建东.循环水泵能耗桥分析与节能改造实践[J].节能，2020，39（02）：111-112.

[6]赵昆.火力发电厂循环水泵变频改造节能探究[J].科技风，2020（05）：198.

[7]王邦旭，李志新.饱和塔循环水泵机械密封泄漏原因分析与处理[J].中氮肥，2019（06）：56-57.

[8]王海庆.350 MW机组循环水泵振动大原因分析及处理[J].现代工业经济和信息化，2019，9（02）：133-135.