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水泵故障排查系列專題四：溫升異常
2022-01-07 09:04:07力士霸泵業(yè)
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水泵的使用壽命離不開定期巡檢，巡檢過程主要是通過水泵外在的運(yùn)行表現(xiàn)來(lái)判斷水泵情況，從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷，如果可以第一時(shí)間診斷故障，進(jìn)行維護(hù)，水泵可以恢復(fù)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。水泵異常主要有以下五種表現(xiàn)：噪聲異常振動(dòng)異常性能異常溫升異常其他異常水泵屬于機(jī)電類產(chǎn)品，在運(yùn)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(nèi)的物理摩擦、軸承旋轉(zhuǎn)摩擦生熱、電機(jī)定子轉(zhuǎn)子電阻生熱等等。水泵生熱屬于正常情況，但是當(dāng)生熱量過大，溫升過高時(shí)，水泵會(huì)出現(xiàn)壽命下降甚至損壞的問題。關(guān)于水泵的溫升，在
水泵的使用壽命離不開定期巡檢，巡檢過程主要是通過水泵外在的運(yùn)行表現(xiàn)來(lái)判斷水泵情況，從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷，如果可以第一時(shí)間診斷故障，進(jìn)行維護(hù)，水泵可以恢復(fù)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
水泵異常主要有以下五種表現(xiàn)：
水泵屬于機(jī)電類產(chǎn)品，在運(yùn)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(nèi)的物理摩擦、軸承旋轉(zhuǎn)摩擦生熱、電機(jī)定子轉(zhuǎn)子電阻生熱等等。水泵生熱屬于正常情況，但是當(dāng)生熱量過大，溫升過高時(shí)，水泵會(huì)出現(xiàn)壽命下降甚至損壞的問題。關(guān)于水泵的溫升，在銘牌上有一個(gè)等級(jí)的標(biāo)注，寫作絕緣等級(jí)，其級(jí)別由字母表示。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的絕緣等級(jí)有A、E、B、F、H，標(biāo)注了不同的電機(jī)對(duì)溫升的耐受性，其中F級(jí)使用較多，H級(jí)等級(jí)最高。水泵的溫升異常會(huì)表現(xiàn)在兩個(gè)地方，泵頭溫升和電機(jī)溫升，大多數(shù)溫升異常的原因來(lái)自于：部分系統(tǒng)下，水泵會(huì)輸送高溫介質(zhì)，介質(zhì)溫度不超過水泵許用溫度時(shí)，水泵的溫升可以得到有效控制，但是當(dāng)介質(zhì)溫度超過水泵許用溫度時(shí)，會(huì)造成泵頭過熱，同時(shí)若電機(jī)為長(zhǎng)軸電機(jī)或套軸電機(jī)時(shí)，介質(zhì)會(huì)通過泵軸傳熱到電機(jī)轉(zhuǎn)子，加劇電機(jī)內(nèi)部溫升，造成泵頭和電機(jī)雙重過熱現(xiàn)象。
這種情況可以通過使用測(cè)溫槍對(duì)泵殼表面進(jìn)行測(cè)溫，金屬的導(dǎo)熱性較好，泵殼外部溫度與介質(zhì)溫度比較相近。
確認(rèn)為介質(zhì)超過水泵許用溫度時(shí)，需要對(duì)介質(zhì)降溫，避免高溫?fù)p壞水泵，水泵易被高溫介質(zhì)損壞的部件有機(jī)械密封、電機(jī)等。當(dāng)水泵投入使用時(shí)，出口閥門長(zhǎng)時(shí)間處于開啟過小時(shí)，水泵始終運(yùn)行于小流量出水，或者出口閥門已經(jīng)關(guān)閉，卻沒有控制回路關(guān)閉水泵，導(dǎo)致水泵不停運(yùn)行，這兩種情況被稱之為“打悶泵”。小流量運(yùn)行時(shí)，水泵泵體內(nèi)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(nèi)部，導(dǎo)致泵體持續(xù)溫升，最終溫度過高，介質(zhì)汽化造成機(jī)封干磨或者高溫?fù)p傷泵殼鑄件，使得水泵損壞。及時(shí)發(fā)現(xiàn)小流量運(yùn)行的異常，打開出口閥門，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(yùn)行。對(duì)于計(jì)劃內(nèi)的小流量運(yùn)行，請(qǐng)使用變頻控制水泵或增加回流管，以保護(hù)水泵。這里所說(shuō)的機(jī)械摩擦并不是指軸承部位的摩擦，而是指水泵內(nèi)部出現(xiàn)了異常摩擦，例如泵殼內(nèi)進(jìn)入了顆粒物雜質(zhì)，在口環(huán)間隙出現(xiàn)研磨，或者有管路焊接廢料進(jìn)入到泵體內(nèi)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(nèi)部的明顯溫升，但對(duì)于小功率水泵來(lái)說(shuō)，可能會(huì)造成水泵運(yùn)轉(zhuǎn)阻力加劇，電機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)電機(jī)溫升異常。異物進(jìn)入的摩擦需要拆開水泵清理異物，對(duì)于已經(jīng)摩擦損壞的部件需要進(jìn)行更換。對(duì)于這一點(diǎn)可以看出，水泵的檢修是一個(gè)全面分析問題原因的過程，而不能僅僅是頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定地方，可能出現(xiàn)水泵接入電壓低于電機(jī)限定值，按照國(guó)內(nèi)的電壓規(guī)格，單相電源為220V，三相電源為380V，根據(jù)電機(jī)的IEC60034標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電機(jī)可以連續(xù)工作在額定電壓的±5%偏差內(nèi)，如果電壓下降超過這個(gè)比例，則會(huì)造成電機(jī)內(nèi)部電流過大，使得定轉(zhuǎn)子電阻溫升加大，最終表現(xiàn)為電機(jī)溫升異常。
這種情況可以使用萬(wàn)用表測(cè)量相線電壓，當(dāng)電壓低于許用值時(shí)，需要對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行調(diào)整。
Pentax的Smartone系列產(chǎn)品采用永磁電機(jī)，寬電壓設(shè)計(jì)，可以接入160~250V電壓，即便電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，水泵也可以正常使用。
接線錯(cuò)誤是指三相電機(jī)在接線時(shí)，使用了錯(cuò)誤的星角接形式，造成電機(jī)溫升異常的多數(shù)是對(duì)于角接的方式接入了星接的電壓，造成相間電壓升高，運(yùn)行電流上升，使得電機(jī)溫升出現(xiàn)異常，進(jìn)而損壞電機(jī)。大多數(shù)電機(jī)的銘牌或線盒蓋內(nèi)部會(huì)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的電壓接線方式，需要核實(shí)電源電壓，采用正確的星角接才可以。
散熱不良的原因有很多種，常見的原因大致歸結(jié)為：（1）環(huán)境溫度過高，由于水泵安裝于密閉的箱體內(nèi)部，在夏季陽(yáng)光直射下，箱體內(nèi)部的空氣溫度迅速升高，水泵工作環(huán)境的溫度超過電機(jī)允許溫度時(shí)，水泵的電機(jī)風(fēng)扇冷卻效果就開始下降，使得正常運(yùn)行的電機(jī)產(chǎn)生的熱量無(wú)法被及時(shí)散去，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行出現(xiàn)電機(jī)過熱。（2）電機(jī)風(fēng)扇罩窗被遮擋，當(dāng)電機(jī)尾部距離障礙物較近，或戶外塑料袋類包裝物吸附在了風(fēng)扇罩窗上，風(fēng)扇無(wú)法提供有效地通風(fēng)量吹掃電機(jī)散熱筋，造成電機(jī)持續(xù)溫升的問題，也會(huì)出現(xiàn)電機(jī)過熱現(xiàn)象。
（3）電機(jī)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(dāng)缺少風(fēng)扇罩時(shí)，風(fēng)扇就失去了吹掃電機(jī)散熱筋的能力，造成電機(jī)過熱。（4）電機(jī)散熱筋被油污覆蓋，當(dāng)水泵運(yùn)行環(huán)境較差，有油污存在時(shí)，油污會(huì)附著在電機(jī)散熱筋表面，由于油的特性，會(huì)阻隔散熱筋的對(duì)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(jī)過熱。
Pentax的單相水泵大多都配置有過熱保護(hù)，當(dāng)水泵電機(jī)出現(xiàn)異常溫升時(shí)，熱保護(hù)可以斷開來(lái)保護(hù)水泵，避免電機(jī)損壞。
對(duì)于單級(jí)葉輪的水泵，軸功率曲線通常是單增的，流量越大功率越大，所以在選型時(shí)確定的工況點(diǎn)，對(duì)應(yīng)選取的電機(jī)只能保證這個(gè)工況點(diǎn)以左是正常運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)大門開度過大，阻力過小時(shí)，水泵工況點(diǎn)向右側(cè)偏移，造成軸功率上升，上升后的軸功率可能會(huì)超過電機(jī)額定功率，使得電機(jī)出現(xiàn)小馬拉大車的問題。若電機(jī)過載是由于工況點(diǎn)偏移導(dǎo)致的，則應(yīng)修整系統(tǒng)閥門開度，將系統(tǒng)阻力曲線置于設(shè)計(jì)工況點(diǎn)以左才可以。
Pentax的UPM系列永磁泵設(shè)置有過載保護(hù)功能，在電機(jī)過載時(shí)，會(huì)主動(dòng)降低水泵轉(zhuǎn)速，來(lái)避免過載損壞。電機(jī)類產(chǎn)品啟動(dòng)瞬間的電流比較大，工頻運(yùn)行的電機(jī)啟動(dòng)瞬間甚至?xí)_(dá)到6~7倍額定電流，過大的電流會(huì)在短時(shí)間內(nèi)加劇電機(jī)溫升，若出現(xiàn)頻繁啟動(dòng)，則電機(jī)溫升會(huì)快速升高。（1）壓力設(shè)定問題，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定壓力不當(dāng)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)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(dǎo)致水泵的揚(yáng)程與入口管網(wǎng)壓力疊加值迅速超過停泵壓力，水泵立刻出現(xiàn)停機(jī)，造成起起停停的問題。（2）系統(tǒng)滲漏問題，當(dāng)系統(tǒng)存在滲漏時(shí)，即便沒有人用水，水泵出口的壓力也會(huì)出現(xiàn)連續(xù)掉壓，造成水泵周期性啟動(dòng)，當(dāng)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(xiàn)方式，希望對(duì)大家有所幫助。Pentax是一家有著60余年歷史的水泵制造企業(yè)，目前擁有渦流泵、管中泵、自吸泵、離心泵、潛水泵、深井泵、立臥多級(jí)泵、變頻增壓機(jī)組等七大系列200多品種，行銷世界100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和久經(jīng)考驗(yàn)的產(chǎn)品質(zhì)量，可為您提供持續(xù)、可靠的清水、生活水、污水、熱水、冷卻水等介質(zhì)的循環(huán)、增壓、傳輸?shù)慕鉀Q方案。
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為了更好地滿足人民群眾對(duì)美好生活的向往，作為支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化健康有序發(fā)展的水務(wù)行業(yè)，已進(jìn)入從“粗放式發(fā)展”到“高質(zhì)量發(fā)展”，從“傳統(tǒng)模式驅(qū)動(dòng)”到“創(chuàng)新模式驅(qū)動(dòng)”的變革期，向著安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)、智慧的現(xiàn)代化城鎮(zhèn)水務(wù)體系發(fā)展目標(biāo)前進(jìn)。為了推廣先進(jìn)做法和交流經(jīng)驗(yàn)，《給水排水》雜志社聯(lián)合廣東粵海水務(wù)股份有限公司擬于2024年5月15-17日在廣東南沙舉辦“2024（第十屆）給水大會(huì)暨第二屆粵港澳大灣區(qū)水安全聯(lián)合創(chuàng)新中心論壇”，分設(shè)“智慧水務(wù)”“水廠改造”“二次供水”“管網(wǎng)運(yùn)維”4個(gè)論壇，
