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案例研究：解決立式安裝冷卻水泵的密封問題（一）案例研究：解決立式安裝冷卻水泵的密封問題（一）KSB公司Omega泵 編者按 East Kentucky電力合作社第二單元Spurlock電站的Barry T. Brown為本專欄撰稿。 前言 2009年左右安裝的三臺雙吸水平中開泵，自安裝以來一直存在機械密封問題。在East Kentucky電力公司的四個發電機組中，第二單元是唯一一個出現這些問題的機組。 不尋常的安裝方式（立式安裝）讓工廠人員懷疑這種方向是否會導致問題。如果是這樣，則需要進行重大修改，以將系統轉換為更典型的臥式安裝方式。 泵（2A、2B 和 2C）在100 °F的溫度下處理清潔的冷卻水，并將水泵入18"的出口母管中。泵的吸入壓力約為20 psig，出口壓力為 70 psig。泵由 200 hp的電動機以1,778 rpm的速度驅動，沒有變頻驅動 （VFD） 控制。 工廠人員計劃調查以下內容，以確定密封問題的可能原因： 1）泵（在流量-揚程曲線上的）實際運行位置，包括原始設備制造商 （OEM） 曲線的實際工作流量范圍與最佳效率點（BEP）的關系 2）可能存在的安裝不當（不對中、管道負載等） 3）密封沖洗/排氣問題和類似的設計相關方面 圖1：泵出口管道（圖片由作者提供） 圖2：泵吸入管道（圖片由作者提供） 泵的運行 安裝了泵可靠性和效率測量系統（PREMS-2A）- 數據采集系統，以對這種情況進行故障排除，并跟蹤與泵可靠性（振動、溫度）和性能（揚程、功率和效率）相關的參數。系統每2秒采集一次數據，每10秒在計算機屏幕上顯示一次。遠程（基站網關）和本地訪問都經過驗證，可以成功傳輸數據。 然后將系統設置為本地模式（PC直接連接到PREMS-2A機箱），并連續收集泵2A的數據16小時，泵2B的數據36小時，泵2C的數據106小時。通過收集這些數據，工廠人員可以確定兩個目標： 1）實際工作流量范圍 2）任何可能的瞬態事件【振動，包括頻譜快速傅立葉變換（FFT）數據記錄】 以下數據被傳送到PREMS-2A測量系統：泵入口和出口壓力、上軸承箱的兩個溫度、兩個振動輸入（垂直于軸承箱的兩個方向 - X向和Y向）、電機電流和泵的流量（使用超聲波流量計）。 利用這些數據，工廠的團隊就可以計算出電機的功率和整體效率。 圖3：超聲波流量計的位置 壓力 將傳感器連接到現有壓力表連接的四分之一英寸接管上（接頭處換成三通），見圖1和圖2紅色橢圓標記處。 流量 該團隊嘗試了三種超聲波流量計： 1）Dynasonic D902（多普勒型） 2）Dynasonic DXNP-RW（組合型，帶多普勒和瞬態時間探頭） 3）GE 878（瞬態時間） 瞬態時間超聲技術最適合清潔液體，需要大約10到15個管徑的直管段長度，而多普勒型更適合臟的液體或存在明顯湍流的位置（如彎管附近）。 圖4：超聲波流量計的位置 沿著鋼管母管【外徑18英寸（OD），壁厚3/8英寸】，經過幾個小時的試錯定位，該團隊試圖從Dynasonic 流量計獲取信號，但沒有成功。 然而，GE 878流量計能夠在安裝后20分鐘內開始產生穩定的可重復信號（見圖3和圖4）。 皮托管流量計的接頭處有兩個拾取端口，以比較超聲波流量數據。 電流和功率 電流互感器（CT）線圈安裝在電機引線處，距離泵/電機約100英尺（見圖5）。 PREMS-2A系統通過兩種方法之一（額定電流/功率與實際讀數）或通過將電流乘以電壓、功率因數、電機效率和三相常數的直接方法來計算功率。 它使用PREMS-2A內部程序計算效率（直接安培法通常更簡單，在這種情況下被選中），該程序以實際性能的形式在計算機屏幕上連續顯示數據（流量-揚程、流量-功率和流量-效率曲線與OEM預期結果的對比）。 由于Dynasonic儀器流量測量的早期問題，該團隊無法及時獲取效率曲線。當GE 878成功應用時，PREMS-2A已經被移除，測試后必須將流量數據反饋給PREMS-2A。 圖5：電流互感器線圈（CT）安裝在電機的一個相位上 振動和溫度 振動和溫度探頭具有磁性底座，安裝簡單快捷。 本系列的第2部分將討論本案例研究的數據趨勢和分析。 參考文獻 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 作者簡介 Nelik博士（又名“泵博士”）是Pumping Machinery LLC的總裁，這是一家總部位于亞特蘭大的公司，專門從事泵咨詢、培訓、設備故障排除和泵維修。Nelik博士在泵和泵送設備方面擁有30年的經驗。 Barry T.Brown擁有Iowa State University of Science and Technology機械工程學士學位和Northwest Missouri State University歷史與地理學士學位。他是East Kentucky電力合作社的高級工廠工程師，擔任冷凝器、冷卻塔、空氣加熱器和泵的系統專家。他從事燃煤發電和工程已有15年。 |
