冷水機組冷卻塔風(fēng)機故障原因分析及對策

1、維修電工技師論文冷水機組冷卻塔風(fēng)機故障原因分析及對策姓名：xxx 單位：青銅峽XXXXXXXXXXXXXXX日期：XXXX年XX月XX日 冷水機組冷卻塔風(fēng)機故障原因分析及對策XXX青銅峽XXXXXXXXXX摘要： 通過對冷水機組KT-17515L玻璃鋼冷卻塔風(fēng)機基本結(jié)構(gòu)、電氣控制部分工作原理及故障原因的分析論述，提供了排查此類故障的思路和方法，通過改進,提高了該冷卻塔風(fēng)機的使用壽命和冷卻塔的制冷能力,降低了維修成本,并為同類小型冷卻塔的改進提供了經(jīng)驗借鑒。關(guān)鍵詞：冷卻塔風(fēng)機；直聯(lián)式機構(gòu)；支撐架；兩地控制；節(jié)能1、引言KT-17515L玻璃鋼冷卻塔用于冷水機組冷凝器的冷卻，是鋁合金表面處理的關(guān)鍵

2、設(shè)備，原冷卻塔技術(shù)參數(shù)如下：冷卻塔型號KT-17515L，采用逆流式結(jié)構(gòu)，設(shè)計流量為175m3/h，轉(zhuǎn)速720r/min，進水溫度3738,出液溫度3233,冷卻塔風(fēng)機主要由電動機、傳動軸、皮帶減速器、風(fēng)葉片、帶座軸承等部件組成。1988年投用以來，隨著鋁材表面處理產(chǎn)能的增大，冷卻塔使用率的提高，冷卻塔運行中故障發(fā)生越來越頻繁，在使用過程中也暴露了不少問題,尤其是備件損壞、更換較頻繁，維修費用較高。作為我公司冷水機組的主要冷卻設(shè)備，此設(shè)備工作是否正常，直接影響鋁材陽極氧化工藝生產(chǎn)條件和表面處理質(zhì)量控制，因冷卻塔風(fēng)機故障引起冷水機組停機故障頻繁發(fā)生，給正常的生產(chǎn)造成很大的被動，為此我們根據(jù)冷卻塔

3、風(fēng)機故障原因進行分析總結(jié)，找出一個經(jīng)濟適用的改進方案，使改進后的冷卻塔不僅提高了制冷能力以滿足生產(chǎn)需要,而且延長了使用周期,方便了維修。2、冷卻塔的基本結(jié)構(gòu)與工作原理冷卻塔是目前應(yīng)用非常普遍的水資源循環(huán)利用設(shè)備，其主要工作原理是水與空氣在塔內(nèi)進行熱交換，使出水達到要求的低溫度。冷水機組的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)將常溫水通過冷卻水泵注入冷水機組的冷凝器熱交換盤管后，再將這已變熱的冷卻水送到冷卻塔上，通過冷卻塔風(fēng)機對其進行噴淋式強迫風(fēng)冷，與大氣之間進行充分熱交換，使冷卻水變回常溫，以便再循環(huán)使用。我公司冷水機組正常工作時需要對冷凝器進行水冷卻，如果停止冷卻水或冷卻水超溫會造成冷水機組高壓報警、機組停機故障，

4、從而影響整條生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。3、存在的問題（1）原裝冷卻塔由5.5KW電動機、皮帶、風(fēng)葉皮帶輪、軸承座組成。如圖1所示。圖1 原冷卻塔風(fēng)機示意圖因冷卻塔在室外露天安裝，皮帶輪、軸及帶座軸承等受水汽侵蝕嚴重，約一個月就得更換一套帶座軸承，且該軸座承、風(fēng)葉拆卸特別麻煩費時、費工，給維修工作帶來很多困難，表1為冷卻塔風(fēng)機改造前維修記錄統(tǒng)計。表1 冷卻塔風(fēng)機改造前維修記錄統(tǒng)計（2）室外控制線、電動機電源線從地下通過穿線管進入室內(nèi)配電柜，經(jīng)過常年的風(fēng)吹日曬穿線管已腐蝕進水，導(dǎo)線經(jīng)常浸泡在水里，已出現(xiàn)漏電、短路故障多次（維修記錄有統(tǒng)計），存在安全隱患。（3）戶外冷卻塔風(fēng)機電動機接線外殼已經(jīng)腐蝕開裂，電動

5、機多次出現(xiàn)對地短路故障（此電動機為20年前進口設(shè)備，備件購買困難）。（4）冷水機組與配電柜在室內(nèi)，冷卻塔在室外，操作極為不便且不安全。（5）循環(huán)水出水溫度低或冬季天氣較冷時，冷卻塔風(fēng)扇不用開啟，循環(huán)水自流已經(jīng)滿足冷水機組需要，但風(fēng)機繼續(xù)運轉(zhuǎn)浪費能源。4、針對存在的問題進行改進綜合上述原因，我們決定保留冷卻塔玻璃鋼殼體，對局部破損之處進行修補。選用風(fēng)葉電動機直聯(lián)式機構(gòu)，選用電動機具有起動性能好，噪音低，振動小，效率高的特點。風(fēng)機葉片采用鋁合金材料，葉片角度可調(diào)，具有效率高、風(fēng)量大、噪音低、使用可靠等特點。以風(fēng)機節(jié)能控制管理為目的，根據(jù)冷水機組的需要預(yù)先設(shè)定循環(huán)水溫度，由氣候季節(jié)、環(huán)境對水溫的影響

6、，用溫感探頭的實測值及時反應(yīng)出來，最終通過溫度開關(guān)來調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度，實現(xiàn)自控節(jié)能。 （1）保留冷卻塔玻璃鋼殼體，對局部破損之處進行局部修補，制作固定風(fēng)機的支撐架（采用圓形底座支撐架）并做防腐處理。圖2 改進后風(fēng)機支撐架設(shè)計圖（2）拆除原裝電動機、減速機構(gòu)，選用風(fēng)葉電動機直聯(lián)式機構(gòu)，電動機選用型號：YCL-132M-8 功率：3KW 絕緣等級 B級 防護等級：IP55 轉(zhuǎn)數(shù)：720轉(zhuǎn)/分鐘。風(fēng)機葉片采用鋁合金材料，葉片安裝角由8°調(diào)整為14°。（3）將原電源線、控制線重新穿管配制，加裝兩地控制、溫度自動節(jié)能控制線路。由于加裝一套溫度自動控制風(fēng)機啟停的裝置，使得冷卻塔風(fēng)機在冬季

7、或水溫達到要求后可以停止運轉(zhuǎn)，達到節(jié)能降耗的目的，從而節(jié)約了維修成本，延長了設(shè)備的使用壽命。國內(nèi)外一些冷凍機操作經(jīng)驗表明：冷卻塔風(fēng)機的開啟是取決于溫度控制的，一般情況高于32時開啟冷卻塔風(fēng)機，低于29時則停止冷卻塔風(fēng)機的運轉(zhuǎn)。改進后的冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。圖3 改進后的冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖（4）改進后冷卻塔風(fēng)機主電路及元件選擇冷卻塔風(fēng)機改造主電路圖如圖3所示。圖4 冷卻塔風(fēng)機改造主電路圖冷卻塔風(fēng)機電機的主要技術(shù)參數(shù):電機型號: YCL-132M-8 額定電壓:380V頻率:50HZ功率:3KW額定電流:7.7A轉(zhuǎn)速:720r/min防護等級:IP55 絕緣等級:B級。主回路、控制回路電纜、電線

8、的選擇風(fēng)機電動機電源線：采用VV 3×2.51×1.5mm2 銅芯聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套電纜；配合穿線管公稱直徑¢15mm。室外控制線：采用VV 4×1.5mm2 戶外電纜2根；配合穿線管公稱直徑¢25mm。配電柜主回路：BV 2.5 mm2銅芯聚氯乙烯絕緣電線；控制回路：BVR 1.5mm2；銅芯聚氯乙烯絕緣軟電線；自動空氣開關(guān)為了方便每次在對冷卻塔風(fēng)機進行維護、保養(yǎng)工作，所以在進線端加裝1個負荷開關(guān)，同時滿足可靠性的要求，過流脫扣器的的額定電流應(yīng)大于負荷電流的2.5倍，選擇正泰DZ10-100 25A自動空氣開關(guān)。熔斷器對于啟動電流較大

9、的負載，如電動機，熔體的額定電流IRD等于或稍大于電路的實際工作電流I的1.5-2.5倍（IRD（1.52.5）I,故選擇7.7A×2.5=19.25A,根據(jù)負載情況選擇RT16-20的熔斷器作為過載和短路保護。交流接觸器通常來說，交流接觸的選型有諸多因素,與負載密切相關(guān)，我們必須了解不同負載不同起動電流，此屬于鼠籠式電動機風(fēng)機類設(shè)備，故KM1選擇正泰CJT1-20（CJ10系列替代產(chǎn)品）,KM2選用CJT1-10。熱繼電器熱繼電器的保護對象是電動機，故選用時應(yīng)了解電動機的技術(shù)性能、啟動情況、負載性質(zhì)以及電動機允許過載能力等。投入使用前，必須對熱繼電器的整定電流進行調(diào)整，以保證熱繼電

10、器的整定電流與被保護電動機的額定電流匹配。取熱繼電器整定電流熱元件整定電流調(diào)節(jié)到電動機額定電流的0.95-1.05倍，因電動機額定電流為7.7A，故選擇：7.7A×1.05=8.085A，選擇JR16-20/3(6.8-11A)。溫度傳感器用于對冷卻水溫度監(jiān)測用的溫度傳感器為:GS050SB SPST單極單投式，額定功率16A 250V，感溫管直徑5.8，長度126，毛細管長度1000,材料SUS（不銹鋼）,溫度測量范圍：0-50。(5)改進前冷卻塔風(fēng)機控制原理圖如下：圖5 改進前冷卻塔風(fēng)機控制原理圖改進后的冷卻塔風(fēng)機控制電路原理圖如下：圖6 改進后冷卻塔風(fēng)機控制原理圖（6）改進后冷

11、卻塔風(fēng)機電氣控制原理冷卻塔風(fēng)機有兩種控制狀態(tài)，分為手動和自動狀態(tài)手動狀態(tài)：在此狀態(tài)下可以在室內(nèi)、外手動運行、停止冷卻塔風(fēng)機運轉(zhuǎn)。在室內(nèi)冷水機組旁邊觀察冷卻水溫度表，根據(jù)實際情況，可以隨時起動、停止冷卻塔風(fēng)機的運轉(zhuǎn)。.室內(nèi)手動控制：合上電源開關(guān)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于手動工作位置(SA1-1)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于室內(nèi)（SA2-2）位置,按壓啟動按鈕SB3：KM1線圈通電吸合，同時，KM1常開觸點吸合自鎖,冷卻塔風(fēng)機起動運轉(zhuǎn)。按壓SB4停止按鈕，可以隨時停止冷卻塔運轉(zhuǎn)。.室外手動控制：合上電源開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于手動工作位置(SA1-1)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于室外（SA2-1）位置,按壓室外起動按

12、鈕SB1：KM1線圈通電吸合，同時，KM1常開觸點吸合自鎖,冷卻塔風(fēng)機起動運轉(zhuǎn)。按壓SB2停止按鈕，可以隨時停止冷卻塔運轉(zhuǎn)。自動狀態(tài)：在此狀態(tài)下依靠溫度調(diào)節(jié)器設(shè)定的溫度自動運行，當冷水機組的冷卻水出水溫度高于32時，冷卻塔風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)；當冷水機組的冷卻水出水溫度低于29時，冷卻塔風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)。合上電源開關(guān)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于自動工作位置(SA1-2)，當冷水機組的冷卻水出水溫度低于29時，溫控器常閉觸點ST斷開，冷卻塔風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)。當冷水機組的冷卻水出水溫度高于32時，溫控器常閉觸點ST閉合，冷卻塔風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)，從而起到節(jié)能效果（開始試運行時要根據(jù)現(xiàn)場情況進行多次調(diào)試，最終達到滿意效果）。

13、（7）在設(shè)備安裝調(diào)試方面，在冷卻塔風(fēng)機支撐架的制作安裝過程中，嚴把每道質(zhì)量關(guān)，確保每一處配合間隙、同心度等均在設(shè)計允許范圍之內(nèi)，保證電機軸和冷卻塔水平面的垂直度。避免了安裝過程中軸不同心、葉片高度差超出風(fēng)罩要求等容易引起風(fēng)機振動的不良因素。5、改進后的效果（1）改進后的冷卻塔風(fēng)機，具有耐腐蝕性能好，抗老化、高強、抗沖擊,耐低溫性能極佳。整體性能穩(wěn)定、抗震性好,安裝、拆卸方便。增大了通風(fēng)面積，提高使用效能。改進后故障次數(shù)大大減少，維修成本大大降低，下圖為冷卻塔風(fēng)機改進前后故障維修時數(shù)對比。表2 冷卻塔風(fēng)機改造前后故障維修時數(shù)對比表 h（2）支撐架的特點：通風(fēng)面積大、風(fēng)阻小、耐腐蝕、壽命長；自身重量輕，安裝方便、安全；適應(yīng)工作環(huán)境-4060。（3）在改善工作環(huán)境、提高運行周期的同時實現(xiàn)了節(jié)能降耗。實施技術(shù)改造后2年來的統(tǒng)計表明，累計節(jié)約維修資金3萬多元。（4）為保證改造后生產(chǎn)的正常運行,對水溫參數(shù)進行了24 h連續(xù)監(jiān)測,從表3可以看出,改造后的冷卻塔不僅起到了同樣的冷卻作用,而且節(jié)能減排效果顯著。表3 水溫參數(shù)對比 ()冷卻塔進水溫度冷卻塔出水溫度改造前冷卻塔37-4030-33改造后冷卻塔37-4230-326、結(jié)論通過對冷卻塔風(fēng)機