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水泵故障排查系列专题四:温升异常

水泵的使用寿命离不开定期巡检,巡检过程主要是通过水泵外在的运行表现来判断水泵情况,从而发现水泵异常。大多数异常并非是水泵发生了不可逆的损伤,如果可以第一时间诊断故障,进行维护,水泵可以恢复到正常运转。

水泵异常主要有以下五种表现:


水泵属于机电类产品,在运行时一定会有热量产生,热量的来源包括介质在泵体内的物理摩擦、轴承旋转摩擦生热、电机定子转子电阻生热等等。水泵生热属于正常情况,但是当生热量过大,温升过高时,水泵会出现寿命下降甚至损坏的问题。
关于水泵的温升,在铭牌上有一个等级的标注,写作绝缘等级,其级别由字母表示。标准中规定的绝缘等级有A、E、B、F、H,标注了不同的电机对温升的耐受性,其中F级使用较多,H级等级最高。
水泵的温升异常会表现在两个地方,泵头温升和电机温升,大多数温升异常的原因来自于:

介质过热


部分系统下,水泵会输送高温介质,介质温度不超过水泵许用温度时,水泵的温升可以得到有效控制,但是当介质温度超过水泵许用温度时,会造成泵头过热,同时若电机为长轴电机或套轴电机时,介质会通过泵轴传热到电机转子,加剧电机内部温升,造成泵头和电机双重过热现象。


这种情况可以通过使用测温枪对泵壳表面进行测温,金属的导热性较好,泵壳外部温度与介质温度比较相近。


确认为介质超过水泵许用温度时,需要对介质降温,避免高温损坏水泵,水泵易被高温介质损坏的部件有机械密封、电机等。

小流量运行


当水泵投入使用时,出口阀门长时间处于开启过小时,水泵始终运行于小流量出水,或者出口阀门已经关闭,却没有控制回路关闭水泵,导致水泵不停运行,这两种情况被称之为“打闷泵”。

小流量运行时,水泵泵体内的介质被叶轮多次摩擦生热,流出泵体的水量很小时,所能携带走的热量也很少,更多的热量留存于泵体内部,导致泵体持续温升,最终温度过高,介质汽化造成机封干磨或者高温损伤泵壳铸件,使得水泵损坏。


及时发现小流量运行的异常,打开出口阀门,让水泵的出水流量增大,可以快速降低泵壳温度,使水泵可以正常运行。

对于计划内的小流量运行,请使用变频控制水泵或增加回流管,以保护水泵。

机械摩擦


这里所说的机械摩擦并不是指轴承部位的摩擦,而是指水泵内部出现了异常摩擦,例如泵壳内进入了颗粒物杂质,在口环间隙出现研磨,或者有管路焊接废料进入到泵体内部,在叶轮盖板和泵壳之间产生摩擦。

这种摩擦自身生热可能并不高,不会造成泵壳内部的明显温升,但对于小功率水泵来说,可能会造成水泵运转阻力加剧,电机出现过载现象,进而出现电机温升异常。

异物进入的摩擦需要拆开水泵清理异物,对于已经摩擦损坏的部件需要进行更换。

对于这一点可以看出,水泵的检修是一个全面分析问题原因的过程,而不能仅仅是头疼医头脚疼医脚。

电压过低


在一些偏远地区或电网电压不稳定地方,可能出现水泵接入电压低于电机限定值,按照国内的电压规格,单相电源为220V,三相电源为380V,根据电机的IEC60034标准规定,电机可以连续工作在额定电压的±5%偏差内,如果电压下降超过这个比例,则会造成电机内部电流过大,使得定转子电阻温升加大,最终表现为电机温升异常。


这种情况可以使用万用表测量相线电压,当电压低于许用值时,需要对电网电压进行调整。


Pentax的Smartone系列产品采用永磁电机,宽电压设计,可以接入160~250V电压,即便电网电压出现波动,水泵也可以正常使用。




接线错误


接线错误是指三相电机在接线时,使用了错误的星角接形式,造成电机温升异常的多数是对于角接的方式接入了星接的电压,造成相间电压升高,运行电流上升,使得电机温升出现异常,进而损坏电机。


大多数电机的铭牌或线盒盖内部会标记对应的电压接线方式,需要核实电源电压,采用正确的星角接才可以。


散热不良


散热不良的原因有很多种,常见的原因大致归结为:

(1)环境温度过高,由于水泵安装于密闭的箱体内部,在夏季阳光直射下,箱体内部的空气温度迅速升高,水泵工作环境的温度超过电机允许温度时,水泵的电机风扇冷却效果就开始下降,使得正常运行的电机产生的热量无法被及时散去,长时间运行出现电机过热。

(2)电机风扇罩窗被遮挡,当电机尾部距离障碍物较近,或户外塑料袋类包装物吸附在了风扇罩窗上,风扇无法提供有效地通风量吹扫电机散热筋,造成电机持续温升的问题,也会出现电机过热现象。

(3)电机风扇罩缺失,散热风扇如同水泵叶轮一样,需要借助一定的流道才可以提供通风,风扇罩就是风扇的“泵壳”,离心式的扇叶需要风扇罩的存在才可以产生轴流的风,当缺少风扇罩时,风扇就失去了吹扫电机散热筋的能力,造成电机过热。

(4)电机散热筋被油污覆盖,当水泵运行环境较差,有油污存在时,油污会附着在电机散热筋表面,由于油的特性,会阻隔散热筋的对外热交换,正常的风量吹扫下,散热筋的散热能力大打折扣,这也会造成电机过热。


Pentax的单相水泵大多都配置有过热保护,当水泵电机出现异常温升时,热保护可以断开来保护水泵,避免电机损坏。

水泵过载


对于单级叶轮的水泵,轴功率曲线通常是单增的,流量越大功率越大,所以在选型时确定的工况点,对应选取的电机只能保证这个工况点以左是正常运行,当系统大门开度过大,阻力过小时,水泵工况点向右侧偏移,造成轴功率上升,上升后的轴功率可能会超过电机额定功率,使得电机出现小马拉大车的问题。

若电机过载是由于工况点偏移导致的,则应修整系统阀门开度,将系统阻力曲线置于设计工况点以左才可以。


Pentax的UPM系列永磁泵设置有过载保护功能,在电机过载时,会主动降低水泵转速,来避免过载损坏。

频繁启停


电机类产品启动瞬间的电流比较大,工频运行的电机启动瞬间甚至会达到6~7倍额定电流,过大的电流会在短时间内加剧电机温升,若出现频繁启动,则电机温升会快速升高。

造成电机频繁启停的原因一般有两种:

(1)压力设定问题,当系统设定压力不当时,可能会出现停泵时,入口水压低于水泵启动压力,水泵需要启动,但水泵启动后,由于实际用水量较小,导致水泵的扬程与入口管网压力叠加值迅速超过停泵压力,水泵立刻出现停机,造成起起停停的问题。

(2)系统渗漏问题,当系统存在渗漏时,即便没有人用水,水泵出口的压力也会出现连续掉压,造成水泵周期性启动,当泄压速率较快时,水泵的启动会变的更为频繁。

以上就是温升异常的表现方式,希望对大家有所帮助。Pentax是一家有着60余年历史的水泵制造企业,目前拥有涡流泵、管中泵、自吸泵、离心泵、潜水泵、深井泵、立卧多级泵、变频增压机组等七大系列200多品种,行销世界100多个国家和地区。多年的行业经验和久经考验的产品质量,可为您提供持续、可靠的清水、生活水、污水、热水、冷却水等介质的循环、增压、传输的解决方案。



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