消除水錘對滲漏排水泵電機的破壞PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1小組名稱小組名稱自控班自控班QC小組小組成立時間成立時間1999年年10月月課題名稱課題名稱消除水錘對滲漏泵電機的破壞消除水錘對滲漏泵電機的破壞小組類型小組類型攻關(guān)型攻關(guān)型組長組長郝臨景郝臨景活動日期活動日期2008年年12月月-2009年年11月月課題注冊課題注冊2008年年12月月小組成員小組成員9人人注冊編號注冊編號QC008活動次數(shù)活動次數(shù)2次次/月，出勤率月，出勤率100%QC活動時間活動時間48小時小時第1頁/共36頁第2頁/共36頁第3頁/共36頁修 訂停 泵 水 位工 作 泵 啟 動 水 泵備 用 泵 啟 動 水 位報 警 水 位2 5 . 0 02 1 . 0 0池

2、水 分 離 池1 9 . 2 5DN350(2根)2 0 . 5 0廠 右 集 水 井1 8 . 2 07 2 1 77 2 1 9D N 2 52 2 . 5 07 2 1 8D N 2 5D N 2 5D N 2 5D N 2 5D N 2 57 2 0 6F7 2 1 67 2 1 57 2 1 4F7 2 1 17 2 1 27 2 1 3F2 1 . 3 0效 率 7 3 . 0 7 8 . 0 7 4 . 5 %軸 功 率 9 3 . 1 1 9 9 . 7 1 1 0 1 . 3 3 K W轉(zhuǎn) 數(shù) 1 4 6 0 r / m i n揚 程 9 6 8 4 6 6 m深 井 泵 特

3、 性 表流 量 2 6 0 3 4 0 4 2 0 m / h深 井 泵 軸 承 潤 滑 供 水 管接 自 廠 內(nèi) 低 壓 供 水 管X N 3 2 1 - J S 1 0 6 - J 1 - 1D N 5 01 #7 2 0 5Z7 2 0 23 #2 #DN250MDN250M7 2 0 1HHZDN250M7 2 0 3HZD N 3 5 0D N 3 5 0MDN5007 2 0 431 0 2 . 0 01 # 尾 水 調(diào) 壓 井 上 室2 1 . 0 0池 水 分 離 池1 9 . 2 5廠 左 集 水 井DN350(2根)1 8 . 2 02 0 . 5 07 2 3 17 2

4、3 47 2 3 77 2 3 92 2 . 5 07 2 3 8D N 2 5D N 2 57 2 3 6D N 2 57 2 3 5D N 2 57 2 2 6D N 2 57 2 3 27 2 3 3D N 2 52 1 . 3 0FFF備 用 泵 啟 動 水 位工 作 泵 啟 動 水 泵停 泵 水 位報 警 水 位2 5 . 0 07 2 2 3D N 5 0接 自 廠 內(nèi) 低 壓 供 水 管X N 3 2 1 - J S 1 0 6 - J 1 - 1深 井 泵 軸 承 潤 滑 供 水 管7 2 4 4Z7 2 2 12 #1 #DN250MH3 #DN250MDN250M7 2 2

5、 2HZHZ7 2 2 5MD N 3 5 0D N 3 5 01 # 尾 水 調(diào) 壓 井 上 室1 0 2 . 0 07 2 2 4DN500第4頁/共36頁第5頁/共36頁1、統(tǒng)計在2008.112008.12期間，共發(fā)生4起水錘造成滲漏泵電機倒轉(zhuǎn)，電機止推盤損壞事故，如下表：時間時間事故后果事故后果2008/11/24 07:56 3#滲漏泵電機止退盤損壞滲漏泵電機止退盤損壞2008/12/16 08:28 2#滲漏泵電機止退盤損壞滲漏泵電機止退盤損壞2008/12/25 09:04 3#滲漏泵電機止退盤損壞滲漏泵電機止退盤損壞2008/12/31 09:46 2#滲漏泵電機止退盤損壞滲

6、漏泵電機止退盤損壞1#滲漏泵水錘撞擊較弱，止退盤未損壞滲漏泵水錘撞擊較弱，止退盤未損壞制表人：劉偉制表時間：2009.1表一故障統(tǒng)計表第6頁/共36頁2、由于滲漏泵電機損壞，導(dǎo)致滲漏排水系統(tǒng)運行方式發(fā)生改變事故前運行方式事故前運行方式事故后運行方式事故后運行方式一單元滲漏一單元滲漏排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)二單元滲漏二單元滲漏排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)一單元滲漏排水一單元滲漏排水系統(tǒng)系統(tǒng)二單元滲二單元滲漏排水系漏排水系統(tǒng)統(tǒng)#2泵作主泵泵作主泵#3泵作備用泵作備用泵泵#1泵作備用泵作備用泵泵正常運行正常運行#5泵作主泵泵作主泵#4泵作備用泵作備用泵泵#6泵作備用泵作備用泵泵正常運行正常運行#2泵停運泵停運#3泵作主

7、泵帶病泵作主泵帶病運行運行#1泵作備用泵帶泵作備用泵帶病運行病運行交替作解體檢查交替作解體檢查保持原有保持原有運行方式運行方式制表人：郝臨景制表時間：2009.1表二運行方式記錄第7頁/共36頁3、事故發(fā)生前，設(shè)備定檢情況#1單元滲漏排水系統(tǒng)單元滲漏排水系統(tǒng)#2單元滲漏排水系統(tǒng)單元滲漏排水系統(tǒng)#1#2#3#4#5#6定檢日定檢日期期2008.72008.92008.82008.112008.12未檢未檢定檢項定檢項目目水泵與水泵與電機解電機解體，校體，校正傳動正傳動軸，提軸，提升葉輪升葉輪軸向間軸向間隙隙水泵與水泵與電機解電機解體，提體，提升葉輪升葉輪軸向間軸向間隙隙水泵與水泵與電機解電機解體

8、，提體，提升葉輪升葉輪軸向間軸向間隙隙水泵與水泵與電機解電機解體，提體，提升葉輪升葉輪軸向間軸向間隙隙水泵與水泵與電機解電機解體，提體，提升葉輪升葉輪軸向間軸向間隙隙故障發(fā)故障發(fā)生時間生時間2008.82008.102008.9未發(fā)生未發(fā)生未發(fā)生未發(fā)生制表人：劉偉制表時間：2009.1表三滲漏排水泵定檢情況一覽表第8頁/共36頁4、追溯近幾年改造異動情況6臺滲漏排水均采用軟啟動器降壓啟動，減小了啟動電流，同時減小了泵出口的壓力波動。除此之外，更換了部分出口逆止閥。#1單元滲漏排水系統(tǒng)單元滲漏排水系統(tǒng)#2單元滲漏排水系統(tǒng)單元滲漏排水系統(tǒng)#1#2#3#4#5#6異動日異動日期期2006.32006

9、.32006.3未換未換2006.7未換未換異動項異動項目目泵出口泵出口更換泵更換泵控閥控閥泵出口泵出口更換泵更換泵控閥控閥泵出口泵出口更換泵更換泵控閥控閥泵出口泵出口更換泵更換泵控閥控閥制表人：胡新文制表時間：2008.4表四泵控閥更換情況一覽表 這種以色列生產(chǎn)的740S型泵控閥門采用管路水壓進行緩閉的工作方式，依靠水壓的變化，自動調(diào)整開關(guān)時間,減小水錘沖擊，在運行初期效果明顯。第9頁/共36頁消除水錘對滲漏泵電機的破壞，恢復(fù)滲漏排水系統(tǒng)的正常運行方式。第10頁/共36頁 第11頁/共36頁第12頁/共36頁從現(xiàn)狀調(diào)查3可以看出，發(fā)生水錘撞擊事故前，滲漏泵剛剛進行完解體檢修。初步判斷滲漏泵修

10、后，邊界條件發(fā)生改變，引發(fā)水錘。將滲漏排水泵定檢、試驗數(shù)據(jù)匯總，制表如下：制表人：劉偉 制表時間：2009.3表五滲漏排水泵定檢、試驗數(shù)據(jù)匯總表 第13頁/共36頁從現(xiàn)狀調(diào)查1、2可以看出，一單元#1、#2、#3泵故障率明顯高于二單元#4、#5、#6單元。將一單元和二單元滲漏泵修后數(shù)據(jù)進行比較。制圖人：郝臨景 制圖時間：2009.3圖一一單元和二單元滲漏泵修后數(shù)據(jù)對比將數(shù)據(jù)取平均值標注在柱形圖上，可以看出，1單元3臺泵控閥平均關(guān)閉時間較2單元關(guān)閉時間慢4.3秒，推斷：1單元3臺滲漏泵水錘撞擊次數(shù)多是因為泵控閥關(guān)閉慢。 第14頁/共36頁結(jié)合泵控閥原理進一步分析第15頁/共36頁進一步分析 繪制

11、閥門關(guān)閉的時間和壓力的變化關(guān)系（如右圖）。水泵在減速過程中，壓力變化很小，但是在最后2秒快速降到0，加劇了水錘的發(fā)生。 可見壓力下降慢是泵控閥關(guān)閉遲緩的原因。制圖人：劉偉 制圖時間：2009.3圖二閥門關(guān)閉的時間和壓力的變化關(guān)系曲線第16頁/共36頁機械專業(yè)人員總結(jié)第17頁/共36頁 參數(shù)說明：停泵按斜坡逐漸減速以避免突然停機。減速斜坡時間（dEC)可以調(diào)整，在減速過程中，泵的流速降低，在某一速度下可以忽略。此時繼續(xù)減速沒有意義?？梢栽O(shè)置一個轉(zhuǎn)矩閾止（Edc），電機在該值處將會變?yōu)樽杂赏＼嚹Ｊ?，避免電機和泵不必要的發(fā)熱。理想的力矩變化曲線如下圖，即受控減速過程結(jié)束時，力矩已經(jīng)降到40%-20%

12、。第18頁/共36頁然而，由于泵出口壓力正比于電機轉(zhuǎn)矩，通過壓力變化曲線圖一看出力矩曲線并非如此理想。如下圖，力矩變化呈現(xiàn)不均勻變化，在受控減速階段，力矩下降緩慢，在自由停車階段迅速變?yōu)榱?。制圖人：和海順 制圖時間：2009.3圖二閥門關(guān)閉的時間和轉(zhuǎn)矩的變化關(guān)系曲線第19頁/共36頁一次人員試驗了三組參數(shù):試圖通過修改參數(shù)使停機過程中轉(zhuǎn)矩均勻下降。試驗數(shù)據(jù)如下： 參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值型式STY停車方式-d-配置DEC減速力矩斜坡15調(diào)整Edc減速終了自由停車門限動作值20調(diào)整制表人：武海鑫 制表時間：2009.3表六原始參數(shù)設(shè)置表 改變軟啟動參數(shù)設(shè)置參數(shù)說明效果電機停轉(zhuǎn)前泵出口壓力泵控閥關(guān)閉時間

13、電機停轉(zhuǎn)時間電機是否倒轉(zhuǎn)水錘撞擊電機強度Sty：d/Dec10s/Edc40%縮短減速力矩斜坡的時間，提高自由停車的閾值，使電機轉(zhuǎn)矩迅速降低，泵控閥快速關(guān)閉。0.8MPa255s是強Sty：b采用自由停車方式，加快泵控閥關(guān)閉速度。0.8MPa302是最強Sty：d/Dec20s/Edc20%延長減速力矩斜坡的時間，試圖用軟啟動器自身的功能消除水錘。0.8MPa1710是稍弱制表人：武海鑫 制表時間：2009.3表七軟啟動器參數(shù)修改試驗數(shù)據(jù)表第20頁/共36頁 原理分析：三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，電機停車時電壓下降，轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩也要下降，只要所帶負載不變，其轉(zhuǎn)速必然要降低，

14、轉(zhuǎn)差率S增加，轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電動勢升高，電流上升，通過磁路耦合，定子感應(yīng)電流也相應(yīng)增加，此時轉(zhuǎn)子輸出電磁轉(zhuǎn)矩因感應(yīng)電流增加而增加,和電壓降低前基本保持一致。理想的轉(zhuǎn)矩均勻下降曲線，是在電機負載降低的前提下得到的。然而我廠的排水管路高程大、靜壓高，負載恒定不變，所以轉(zhuǎn)矩曲線不是理想狀態(tài)。所以轉(zhuǎn)矩不能均勻下降是軟啟動器固有原理造成的，無法改變。結(jié)論：不是要因。 試驗現(xiàn)象表明：不同的參數(shù)方式下，泵出口壓力0.8MPa，并未下降，泵控閥關(guān)閉依舊很慢，水錘撞擊電機本體甚至更加嚴重。第21頁/共36頁根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查6，740S型泵控閥門采用管路水壓進行緩閉的工作方式。這種工作方式對水壓要求較為苛刻，水壓過低，

15、閥門打不開；水壓過高，閥門關(guān)不上。最初選擇此種方式，是出于減少控制環(huán)節(jié)考慮的，因為它比較簡單，不需要增加控制設(shè)備?，F(xiàn)在看來，這種工作方式不適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境。各臺滲漏泵出口壓力不同，直接導(dǎo)致泵控閥關(guān)閉時間長短不同；由電氣角度分析可知，管網(wǎng)壓力恒定環(huán)境下，電機力矩不可能均勻下降，對應(yīng)泵出口壓力不能均勻下降，導(dǎo)致泵控閥不能正常關(guān)閉。第22頁/共36頁因此不能單純依靠，水壓變化關(guān)閉泵控閥，必須采用電磁閥控制。1）水泵啟動后，閥門緩慢開啟，逐步增加管網(wǎng)壓力，直至水泵達到正常工作點后，閥門才完全開啟。這樣既保護了泵的電機不至于過載，又防止了水泵啟動時向下游管線供水流速驟增所產(chǎn)生的水錘。2）水泵關(guān)閉前，由水泵控

16、制面板控制閥門緩慢關(guān)閉，逐步降低管線壓力。當(dāng)閥門接近完全關(guān)閉時，閥上的限位開關(guān)傳輸信號給水泵控制面板，關(guān)閉水泵電機。這樣進一步防止了因水泵忽然關(guān)機，流速突然變化所引發(fā)的水錘。這才是問題的根源。結(jié)論：第23頁/共36頁結(jié)論：第24頁/共36頁序序號號原因原因末端因素末端因素確認內(nèi)容確認內(nèi)容是否是是否是要因要因1專業(yè)人員溝通不到專業(yè)人員溝通不到位位機械、電氣、二次三個專業(yè)之機械、電氣、二次三個專業(yè)之間缺乏溝通，各自在分析問題間缺乏溝通，各自在分析問題上都有局限性上都有局限性開展開展QC小組活動小組活動就是要解決這個問就是要解決這個問題題否否2人員培訓(xùn)不夠人員培訓(xùn)不夠?qū)π卵b泵控閥了解不夠深入對新裝泵

17、控閥了解不夠深入經(jīng)過實踐摸索逐步經(jīng)過實踐摸索逐步深入對設(shè)備的了解深入對設(shè)備的了解否否3從機械專業(yè)角度考從機械專業(yè)角度考慮，滲漏排水泵修慮，滲漏排水泵修后出口壓力上升后出口壓力上升滲漏泵出口泵控閥關(guān)閉慢滲漏泵出口泵控閥關(guān)閉慢滲漏排水泵修后出滲漏排水泵修后出口壓力上升是正常口壓力上升是正常的。的。否否4電機停車方式不能電機停車方式不能均勻降低轉(zhuǎn)矩均勻降低轉(zhuǎn)矩軟啟動器的轉(zhuǎn)矩曲線不是理想軟啟動器的轉(zhuǎn)矩曲線不是理想中的均勻下降中的均勻下降軟啟動器固有原理軟啟動器固有原理造成的，無法改變造成的，無法改變否否5740s型泵控閥工作型泵控閥工作方式不對方式不對泵控閥關(guān)閉完全依靠水壓變化泵控閥關(guān)閉完全依靠水壓變

18、化的工作方式不適應(yīng)現(xiàn)場的工作方式不適應(yīng)現(xiàn)場選擇電控關(guān)閉泵控選擇電控關(guān)閉泵控閥的方式閥的方式是是6超高的排水高程和超高的排水高程和超長的排水管路引超長的排水管路引發(fā)水錘發(fā)水錘水力過程變化劇烈水力過程變化劇烈客觀因素，無法該客觀因素，無法該改變改變否否制表人：武海鑫 制表時間：2009.8表八要因確認表第25頁/共36頁在泵控閥上增加電控排水回路，plc控制軟起成功后，依靠管道壓力打開泵控閥；停泵前，電磁閥控制打開泵控閥上腔的排水回路，使其在電機停止之前關(guān)閉。從而避免電機突然停止，泵控閥關(guān)閉不及，而產(chǎn)生水錘破壞的事故。小組定于2009年9月，由自控人員負責(zé)編寫方案，機械人員配合實施。完成滲漏排水系

19、統(tǒng)#1單元#2泵控閥的關(guān)閉方式改造。待#2泵改造后試運行一個月，視效果推廣到其它各臺滲漏排水泵。徹底消除水錘對電機破壞，恢復(fù)滲漏排水系統(tǒng)的正常運行方式。 第26頁/共36頁具體實施對策見下表：序序號號主要原因主要原因?qū)Σ邔Σ吣繕四繕舜胧┐胧┴撠?zé)負責(zé)人人地點地點日期日期1740s型泵控閥工作方型泵控閥工作方式改變需要廠家的認可，式改變需要廠家的認可，相關(guān)控制管路，電磁閥相關(guān)控制管路，電磁閥等需要廠家提供等需要廠家提供聯(lián)系泵控閥聯(lián)系泵控閥廠家，出具廠家，出具修改工作方修改工作方式的建議式的建議適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境，不適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境，不依賴水壓變化關(guān)閉依賴水壓變化關(guān)閉討論分析討論分析宋湘宋湘輝輝生計生計處處2

20、009.82740s型泵控閥工作方型泵控閥工作方式不對式不對制定異動方制定異動方案案選擇電控關(guān)閉泵控選擇電控關(guān)閉泵控閥的方式，消除水閥的方式，消除水錘撞擊錘撞擊畫圖紙，編寫控制程序畫圖紙，編寫控制程序楊占楊占良良自控自控班班2009.83原泵控閥上未安裝相關(guān)原泵控閥上未安裝相關(guān)控制管路，電磁閥控制管路，電磁閥安裝電控排安裝電控排水管路、電水管路、電磁閥、位置磁閥、位置指示開關(guān)指示開關(guān)安裝后，泵控閥可安裝后，泵控閥可以在不停泵的條件以在不停泵的條件下均勻關(guān)閉下均勻關(guān)閉按照廠家要求的工藝安裝按照廠家要求的工藝安裝郭新郭新杰杰機械機械班班2009.94原泵控閥至控制盤沒有原泵控閥至控制盤沒有控制回路

21、控制回路將電磁閥控將電磁閥控制信號和位制信號和位置開關(guān)的返置開關(guān)的返回信號接入回信號接入PLC形成控制回路形成控制回路敷設(shè)三根四芯電纜至泵控閥，分敷設(shè)三根四芯電纜至泵控閥，分別接位置指示開關(guān)和電磁閥線圈。別接位置指示開關(guān)和電磁閥線圈。利用空余端子接線利用空余端子接線 武海武海鑫鑫#1單單元滲元滲漏排漏排水泵水泵2009.95原控制箱沒有泵控閥的原控制箱沒有泵控閥的控制邏輯控制邏輯修改修改PLC程序程序?qū)崿F(xiàn)泵控閥實現(xiàn)泵控閥電控關(guān)閉電控關(guān)閉完成控制邏輯完成控制邏輯利用原有利用原有DI量量I1.5作為位置指作為位置指示開關(guān)，利用原有示開關(guān)，利用原有DO量量%Q2.4作作為電磁閥線圈為電磁閥線圈 王彥

22、王彥麗麗#1單單元滲元滲漏泵漏泵控制控制箱箱2009.96修改泵控閥的關(guān)閉方式修改泵控閥的關(guān)閉方式需要試驗驗證需要試驗驗證試驗啟停泵試驗啟停泵滲漏泵按照預(yù)先設(shè)滲漏泵按照預(yù)先設(shè)置的程序，先關(guān)泵置的程序，先關(guān)泵控閥，在停泵控閥，在停泵記錄泵控閥關(guān)閉時間，記錄泵出記錄泵控閥關(guān)閉時間，記錄泵出口壓力變化，是否有水錘撞擊發(fā)口壓力變化，是否有水錘撞擊發(fā)生生QC小組小組全體全體#1單單元滲元滲漏排漏排水泵水泵2009.9制表人：武海鑫 制表時間：2009.8表九實施對策表第27頁/共36頁1、機械人員安裝泵控閥排水電磁閥和位置指示開關(guān)。左圖是電磁閥失磁，上腔排水水路；右圖是停泵前電磁閥勵磁，上腔進水水路。 第28頁/共36頁第29頁/共36頁3、敷設(shè)三根四芯電纜至泵控閥，分別接位置指示開關(guān)和電磁閥線圈。利用空余端子接線如下圖： 滲漏泵泵控閥位置開關(guān)滲漏泵泵控閥位置開關(guān)滲漏泵泵控閥位置開關(guān)泵控閥電磁閥輸出繼電器泵控閥電磁閥輸出繼電器泵控閥電磁閥輸出繼電器泵控閥電磁閥泵控閥電磁閥泵控閥電磁閥第30頁/共3