某联合循环机组闭冷水泵电机频繁烧损原因分析和处理

江苏华电通州热电有限公司 江苏 南通 226300

1 运行概况

闭冷水泵为江苏同纪电力水泵机械制造有限公司生产，卧式离心泵，型号为350S-44A，额定流量为1100t/h，扬程为35m，技术协议中泵的效率为84%，轴功率131kW。从泵的性能曲线中得出，流量1000t/h时泵的效率最高，约为78%。电机为西门子电机(中国)有限公司生产，型号为1TL0001-3AB53-3AH4/160KW-4-B3，电机功率160kW，额定电流290A，功率因数0.85，电机设计效率94%，电机绝缘等级为F级。闭式循环冷却水系统设计流量为984m3/h。

2 性能试验

2.1 性能试验概况 为诊断闭式循环冷却水泵的运行性能，2018年11月7日公司对两台机组闭式循环冷却水泵的效率进行测量、计算，现场闭式冷却水流量测量采用超声波流量计在闭式冷却水泵出口直管段测量，性能试验结果详见表1。

表1 闭式循环冷却水泵性能计算结果

闭冷泵效率 % 60.22 62.43夏季电机电流(7月底) A 287.6 287.6夏季电压(7月底) V 392.2 392.2夏季电机功率(7月底) kW 166.06 166.06夏季轴功率(7月底) kW 156.10 156.10折算夏季泵有效功率 kW 94.00 97.45折算夏季体积流量 m3/h 1125.68 1229.69

2.2 性能试验结果分析 通过闭式循环冷却水泵性能性能试验，分析出闭冷泵电流偏大的原因如下：闭式冷却水泵效率偏离设计值较多，夏季时，为满足闭式水用户的冷却温度需求，闭式水系统流量超过设计值，导致泵轴功率超限，电机的实际功率在设计功率附近运行。闭冷水系统的膨胀水箱布置于15米的高处，闭冷水泵出口扬程达34米，所以准备采取在保证闭冷水流量的前提下切削闭冷泵的叶轮的方法降低泵的扬程，从而降低泵的轴功率，进而降低泵电机的运行电流，起到一定的节能效果。

3 叶轮切削改造

3.1 叶轮切削理论计算 闭冷泵叶轮直径为375mm，对闭冷泵2A叶轮进行切削15mm，其电机运行运行电流理论计算如下：

(1)闭冷泵原始参数为：流量Q1=1332m3/h，扬程H1=30m，效率η1=80%，轴功率N1=ρgQ1H1/η1=9.8×1000×1332×30/3600×0.8=136kW

(2)切削后闭冷泵的参数为：根据切削定律，流量Q1/Q2=D1/D2，Q2=Q1×D2/D1=1332×360/375=1278m3/h，扬程 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%进行估算，轴功率 N2=ρgQ2H1/η2=9.8×1000×1278×28/3600×0.78=125kW

(3)切削后闭冷泵理论轴功率下降约136-125=11kW，电机电压380V，电机电流下降约21A，每小时节约电量约11度。

3.2 切削改造后性能试验分析 闭冷泵2A叶轮切削15mm后性能试验结果详见表2。按照闭式泵改造后的效率进行折算，泵的扬程29.54m，泵有效功率为79.07 Kw；电机电流255.4A，电机功率为148.2Kw，泵轴功率为139.31Kw。

表2 闭冷泵2A改造前、改造后性能计算结果

3.3 切削改造后分析 闭冷泵2A叶轮切削15mm后实际效果：闭式泵叶轮切削检改造后，体积流量985m3/h时，扬程降低4.67m，因扬程降低，闭式泵每小时节电23.09 Kwh；泵的效率降低3.46%，因效率降低，闭式泵每小时多耗电9.84Kwh；改造后闭式泵的电流降低22.8A，每小时整体节电约13.25度，公司两套机组年运行小时平均约为5400小时，每年节电约15万度，折算利润约7.26万元(按上网电价0.484元/度考虑)，达到预期效果。

结合闭冷泵2A改造的实验结果及经验，公司技术人员再次对4号机组闭冷泵叶轮切削改造方案进行优化，对4号机组两台闭冷泵叶轮切削18mm，4号机组闭冷泵叶轮改造后运行优良，达到预期目标，消除闭冷泵电机因长期负载高造成损坏的重要设备隐患。闭冷泵叶轮改造后电机负载电流减小，节能增效明显，设备安全性显著提高。

4 结束语

离心泵叶轮切削改造以基本理论计算为基础，并通过改造前、改造后的泵的性能试验数据进行验证，试验结果表明离心泵叶轮切削能在满足流量的基础上起到良好的节能效果，技术成熟且具有很好的安全性，但要注意叶轮切削前一定要对系统工况熟悉掌握，了解系统流量、扬程等参数的要求，在满足要求的情况下再进行叶轮切削改造。