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浅谈KTP型空调水泵在空调系统中不定期出现流量不足的原因及排除
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随着空调的应用越来越广泛,其系统的正常工作与否,给生产、办公及生活带来一定的影响。广州某报社反映,该单位的中央空调系统经常不定期出现温度过高而报警、停机。特别是在炎热的夏天,严重影响到该单位的正常办公。该报社空调设备维护保养人员、空调主机厂家专业技术人员及空调系统安装技术人员多次现场检测,均未检查到原因,他们认为:是配套我公司的KTP型空调水泵有问题,影响到空调系统中冷凝器温升过高而出现系统报警、停机,并书面通知我公司,要求立即派出专业的售后服务人员到现场处理。
针对该报社所反映出现的情况,公司派本人前往处理。
一、现场的使用条件
在用户空调机房内,现场使用的是我公司产品KTP系列的KTP200-150-320泵(叶轮直径Ø329mm),共2台,用作空调系统冷却水循环供给,配套的电机功率P=55KW,转速n=1450r/min,额定电流为:103 A,冷凝器的冷却水量为:296t/h,其附属设备为1台400t/h的冷却塔。
KTP系列水泵,是我公司针对中央空调冷却系统给水使用情况,从节能出发,综合目前国家推荐使用的节能产品XA、IS等型号的特点而进行改进的一种新型节能产品,轴封均采用机械密封。其具有体积小,重量轻,结构简单,性能可靠,电耗低,使用维修方便等优点,适用于吸送105℃以下的清水或物理及化学性质类似水的液体。
在空调机房内,2台我公司的产品KTP200-150-320泵并联地安装在一起,其管路系统布置如下图:
                  图一、冷却泵吸入及排出管路布置


泵的设计是一用一备为空调系统的冷凝器提供冷却水。冷却水在冷却塔中冷却后,由冷却水泵输送到空调系统的冷凝器中,在吸收了冷凝器中制冷剂的冷凝后,冷却水的温度上升,再流回冷却塔冷却,循环地使用。冷却塔在空调机房室外安装,距离冷却泵6m,冷却塔水池底部高出冷却泵中心线高度1m。冷却泵的吸入和排出口管径均按我公司产品安装要求,根据我公司产品配套提供的吸入锥管及排出锥管的管径要求配置管路。现场的空调系统正在正常工作,运转平稳,用户反映此时制冷效果理想。我公司配套的1套KTP泵组正在按转动方向要求运转,观察KTP泵排出水口处的压力表(该表装在泵出水口与出水管路闸阀之间的管路上),读数为0.33MPa(33m),泵吸入管路上的压力真空表(该表装在入水口与入水管路上的闸阀之间)显示的读数为0.01MPa(1m),用型号为DT9256C的电子电流钳表检查其配套的55KW电机的工作电流为81A(额定电流为 103A),电压380V。再从泵排出管路检查到空调设备中冷凝器的冷却水入水口和出水口处,其压力表读数分别为0.31MPa(31米)和0.17MPa(17米),其入水温度为30℃,出水温度为33℃,上述仪表的指针稳定。用红外线测温仪检查电机外壳温度为38℃,泵轴承箱体表面温度为36℃(当时环境温度为30℃)。电机及泵的温度均在允许的温升范围。根据泵性能曲线图,在此状态下,该泵是在性能范围内工作。从现场的设备维护人员中了解到,冷凝器温度升高到空调系统停机时,冷却水泵的电气控制部分没有出现故障显示,可以排除冷却水泵配套的电动机轴功率超负荷令到电控跳闸而停泵的可能。从泵的运转情况观察,其轴封的机械密封没有出现泄漏,可以排除轴封处有空气被吸入泵内的可能性。经将备用泵和在用泵切换过来使用,使用工况与原在用泵所得数据几乎一致,证明两台KTP冷却水泵均在性能范围内正常工作,没有存在质量问题。
二 、冷却水对空调设备的影响
向现场设备维护人员了解到,冷凝器冷却水进水温度过高或水量太小均引冷凝温度升高,机组功耗增加,制冷量下降,一般情况下,空调设备的冷却水进水温度控制在21℃~32℃,出水温度控制应高于进水温度的4℃~6℃,保护极限定为41℃,当冷却水出水温度升到39℃时,控制中心的显示屏上出水温度的参数连续闪烁,警示操作人员。超过保护极限时,控制中心发出指令,机组自动跳机,保护机组安全。该空调系统出现上述故障停机后半小时,重新启动,系统又可以正常工作。
三 、综合现场情况作出分析
现场的空调系统为全新设备,刚开始投入使用三个月。据现场设备维护人员反映,空调设备自使用以来,就出现上述故障,从事中央空调设计安装的专业技术人员,多次分别对冷却水泵配套的管路、过滤网、闸阀和止回阀等作了多次的全面检查和清洗,对空调设备系统也作了反复的检查,均未查找到原因。他们着重提到,由于是不定期出现故障,更是难以查找到原因。
综合上述情况,本人考虑到冷却水的供给。上面提及到,冷却水对空调设备系统的致命影响。在征得现场设备维护主管的同意下,本人将冷却水泵排出管路上的闸阀开度调小,直到出水口处的压力表显示读数为0.37Mpa(37m),改变了泵原来的使用工况(即在泵的小一级性能范围下使用)。空调设备系统运行5分钟后,开始出现冷凝器冷却水的出水温度升高,当升到39℃时,系统开始报警。此时,调整出水闸阀到原使用工况,冷却水的出水温度开始回落,报警解除,空调设备系统又正常工作。到这里,本人肯定了是冷却供水量对空调设备的影响。而现场,空调设备系统和冷却水泵正在正常工作,究竟不定期出现流量不足,是哪方面因素影响?
本人从管路的布置情况细心观察,冷却水泵的排出管路Ø200mm,直接通往空调系统,没有分支和旁通管路,也没有渗漏点, 出水管路上的两个止回阀均能正常工作,不存在冷却水泵在使用过程中有水量另外排放或回流而影响冷凝器的水量供给。冷却水泵的进水管路,管径为Ø250mm,也是直接通往冷却塔的水池,而且按逆水流方向稍倾斜,没有存在窝气可能,其管路也没有对冷却水泵造成影响。从泵进水管路检查到冷却塔的水池处,冷却塔水池的排出水口(即冷却泵进水管口处)位于水池的底部边上的内壁处,其结构示意图如下:


冷却塔水池示意图
冷却塔水池内总灌满量时的水位总高度为550mm(水池底部到冷却塔溢流管口处),已完全浸没泵的进水管路并高出300mm,按此时的水量,是可以满足冷却水泵的供给。在冷却塔的敞口水面上,本人细心的观察着水面的波动情况。冷却塔上冷却后洒落下来的水,均匀的地分布落在整个水面上,没有对水面造成大的冲击。在冷却塔边沿水面的上方,有1个自动补液的浮球开关,该浮球开关的作用是当冷却水池中的水量不够时,浮球开关开始向水池补水,补到原设定的水量时,浮球开关自动关闭。用手动方式检查浮球开关,补水及关闭功能正常,再检查其补排液体时浮球的有效摆动开度为200mm,此时,本人注意到,该自动补液浮球开关安装在冷却泵进水管口的正上方。对此,本人作出了分析,联想到水池满水时水位的总高度为550mm,还有泵吸入管径的250mm,通过计算,550mm(水位总高度)-200mm(水位降低的高度)=350mm(最低水位高度),当水池水位下降到需要补水时,即水池内的总水位高度为350mm,而管径为250mm,也就是说,此时浸过冷却泵进水管路和高度只有100mm,同时,自动补液的浮球开关开始向水池内补水,由于现场的自动浮球补液开关正好安装在冷却水泵进水管口的正上方,补水过程中,由于水压及水的重力作用,会对原有的水面造成一定的冲击,产生气泡,而此时水面到泵吸入水管口的距离只有100mm,气泡会连同水同时进入到泵内,令到冷却水泵的性能受到波动,而影响到空调设备的正常工作,前面提到的不定期出现故障,本人的推断是,当冷却水蒸发(特别是在炎热的夏天)等原因消耗到冷却水池水量不够,需要补水时,气体也就从冷却塔水池中进入到了泵内,而影响到整个空调设备系统的正常工作。
四 、对现场系统作试验
向现场工作人员分析上述情况后,本人提出来要作出试验,以便能彻底为用户解决问题,此时,得到了现场所有工作人员的全力支持。
在冷却塔水池,放进一条软水管排放池内的水,以降低水位。当水位下降到自动补液浮球开关开始补水时,冷却水泵吸入管路上的压力真空表在0.01~(-0.03)MPa(1~-3m)之间波动,排出压力表在0.30~0.10MPa(30~10m)之间波动,泵体内产生噪音,检查电动机的工作电流也在81~70A之间变化,此时冷凝器的冷却出水温度开始上升,在自动补液浮球开关继续补水时,泵的性能波动越来越大,对冷凝器的影响也越来越大,空调设备系统开始出现了冷却水温过高的报警。也就因为冷却塔水量受环境温度等各方面的影响而不定期减少,出现补水时,引起了空调设备系统的连锁反应。
原因终于找到了!
综合上述,本人提出了下面的整改方案。
五 、现场整改方案
1.把自动补液浮球开关转移180°位置安装,避免在泵入水管口的正上方。
2.更换原有的自动补液浮球开关,换成有效活动幅度为100mm的,以增加水池最低液位高度。
3.建议用户定期检查浮球开关的工作情况,防止水池欠水、缺水。
六 、整改后的效果
经过按上述处理方案整改后,再次对空调设备系统作出试验。当冷却水池水量降低到需要补水时,补液浮球开关开始自动补水,原水面波动保持不变,此时整个空调系统正在工作,冷却水泵的入水口的压力真空表显示读为0.01MPa(1m),排出压力表显示读数为0.33MPa(33m),泵配套电机的工作电流为81A,泵组运转平稳。冷凝器的冷却入水进水温度及出水温度分别为30℃和33℃,空调设备系统在此状态下运行了3个小时,上述仪表读数稳定,机组正常工作。
七、 结束语
在现场整改后,其空调系统冷凝器没有出现过原来的不定期冷却水量不够而温度过高而报警、停机的故障,保证了该报社空调系统的正常供给,也及时为用户解决了令其头痛的问题,更是提高了本公司的声誉。
售后服务是一门多学问的工作,现场处理的内容,往往不单单是局限在自己产品的范围,而是要结合整个使用系统条件,从多方面综合考虑,作出具体的分析,才能更好的完成任务。这是售后服务工作的职责!也是现代售后服务的需要!

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