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案例研究：解决立式安装冷却水泵的密封问题（一）案例研究：解决立式安装冷却水泵的密封问题（一）KSB公司Omega泵 编者按 East Kentucky电力合作社第二单元Spurlock电站的Barry T. Brown为本专栏撰稿。 前言 2009年左右安装的三台双吸水平中开泵，自安装以来一直存在机械密封问题。在East Kentucky电力公司的四个发电机组中，第二单元是唯一一个出现这些问题的机组。 不寻常的安装方式（立式安装）让工厂人员怀疑这种方向是否会导致问题。如果是这样，则需要进行重大修改，以将系统转换为更典型的卧式安装方式。 泵（2A、2B 和 2C）在100 °F的温度下处理清洁的冷却水，并将水泵入18"的出口母管中。泵的吸入压力约为20 psig，出口压力为 70 psig。泵由 200 hp的电动机以1,778 rpm的速度驱动，没有变频驱动 （VFD） 控制。 工厂人员计划调查以下内容，以确定密封问题的可能原因： 1）泵（在流量-扬程曲线上的）实际运行位置，包括原始设备制造商 （OEM） 曲线的实际工作流量范围与最佳效率点（BEP）的关系 2）可能存在的安装不当（不对中、管道负载等） 3）密封冲洗/排气问题和类似的设计相关方面 图1：泵出口管道（图片由作者提供） 图2：泵吸入管道（图片由作者提供） 泵的运行 安装了泵可靠性和效率测量系统（PREMS-2A）- 数据采集系统，以对这种情况进行故障排除，并跟踪与泵可靠性（振动、温度）和性能（扬程、功率和效率）相关的参数。系统每2秒采集一次数据，每10秒在计算机屏幕上显示一次。远程（基站网关）和本地访问都经过验证，可以成功传输数据。 然后将系统设置为本地模式（PC直接连接到PREMS-2A机箱），并连续收集泵2A的数据16小时，泵2B的数据36小时，泵2C的数据106小时。通过收集这些数据，工厂人员可以确定两个目标： 1）实际工作流量范围 2）任何可能的瞬态事件【振动，包括频谱快速傅立叶变换（FFT）数据记录】 以下数据被传送到PREMS-2A测量系统：泵入口和出口压力、上轴承箱的两个温度、两个振动输入（垂直于轴承箱的两个方向 - X向和Y向）、电机电流和泵的流量（使用超声波流量计）。 利用这些数据，工厂的团队就可以计算出电机的功率和整体效率。 图3：超声波流量计的位置 压力 将传感器连接到现有压力表连接的四分之一英寸接管上（接头处换成三通），见图1和图2红色椭圆标记处。 流量 该团队尝试了三种超声波流量计： 1）Dynasonic D902（多普勒型） 2）Dynasonic DXNP-RW（组合型，带多普勒和瞬态时间探头） 3）GE 878（瞬态时间） 瞬态时间超声技术最适合清洁液体，需要大约10到15个管径的直管段长度，而多普勒型更适合脏的液体或存在明显湍流的位置（如弯管附近）。 图4：超声波流量计的位置 沿着钢管母管【外径18英寸（OD），壁厚3/8英寸】，经过几个小时的试错定位，该团队试图从Dynasonic 流量计获取信号，但没有成功。 然而，GE 878流量计能够在安装后20分钟内开始产生稳定的可重复信号（见图3和图4）。 皮托管流量计的接头处有两个拾取端口，以比较超声波流量数据。 电流和功率 电流互感器（CT）线圈安装在电机引线处，距离泵/电机约100英尺（见图5）。 PREMS-2A系统通过两种方法之一（额定电流/功率与实际读数）或通过将电流乘以电压、功率因数、电机效率和三相常数的直接方法来计算功率。 它使用PREMS-2A内部程序计算效率（直接安培法通常更简单，在这种情况下被选中），该程序以实际性能的形式在计算机屏幕上连续显示数据（流量-扬程、流量-功率和流量-效率曲线与OEM预期结果的对比）。 由于Dynasonic仪器流量测量的早期问题，该团队无法及时获取效率曲线。当GE 878成功应用时，PREMS-2A已经被移除，测试后必须将流量数据反馈给PREMS-2A。 图5：电流互感器线圈（CT）安装在电机的一个相位上 振动和温度 振动和温度探头具有磁性底座，安装简单快捷。 本系列的第2部分将讨论本案例研究的数据趋势和分析。 参考文献 1）L. Nelik, Pumps & Systems, July, August, September, October 2015, “Efficiency Monitoring Saves Plants Millions” – in four parts 2）PREMS-2A Pumps On-Line Efficiency and Reliability Monitoring: http: // www. pumping - machinery.com / pump _ school / PVA/ pva.htm (model #11) 3）L. Nelik, “Analysis of the Thermal Behavior in the Sealing Cavity of an Overhung API Process Pump,” Procee - dings of 8th International Pump Sympo - sium, Texas A&M, March 3-5, 1991 作者简介 Nelik博士（又名“泵博士”）是Pumping Machinery LLC的总裁，这是一家总部位于亚特兰大的公司，专门从事泵咨询、培训、设备故障排除和泵维修。Nelik博士在泵和泵送设备方面拥有30年的经验。 Barry T.Brown拥有Iowa State University of Science and Technology机械工程学士学位和Northwest Missouri State University历史与地理学士学位。他是East Kentucky电力合作社的高级工厂工程师，担任冷凝器、冷却塔、空气加热器和泵的系统专家。他从事燃煤发电和工程已有15年。 |
