冷水機(jī)組冷卻塔風(fēng)機(jī)故障原因分析及對策

1、維修電工 技師論文冷水機(jī)組冷卻塔風(fēng)機(jī)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(jī)組冷卻塔風(fēng)機(jī)故障原因分析及對策XXX青銅峽 XXXXXXXXXX摘要： 通過對冷水機(jī)組 KT-17515L 玻璃鋼冷卻塔風(fēng)機(jī)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(jìn) ,提高了該冷卻塔風(fēng)機(jī)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(jìn)提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。關(guān)鍵詞 ：冷卻塔風(fēng)機(jī)；直聯(lián)式機(jī)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(jī)組冷凝器的冷卻，是鋁

2、合金表面處理 的關(guān)鍵設(shè)備，原冷卻塔技術(shù)參數(shù)如下：冷卻塔型號(hào)KT-17515L，采用逆流式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量為175m3/h，轉(zhuǎn)速720r/min,進(jìn)水溫度3738C,出液溫度3233C , 冷卻塔風(fēng)機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)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(yùn)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(fèi)用較高。作為我公司冷水機(jī)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(jī)故障引起冷水機(jī)組停機(jī)故障頻繁發(fā)生, 給正常

3、的生產(chǎn)造成很 大的被動(dòng), 為此我們根據(jù)冷卻塔風(fēng)機(jī)故障原因進(jìn)行分析總結(jié), 找出一個(gè)經(jīng)濟(jì)適 用的改進(jìn)方案,使改進(jìn)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(jìn)行熱交換，使出水達(dá)到要求的低溫度。冷水機(jī)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(jī)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(jī)對其進(jìn)行噴淋式強(qiáng)迫風(fēng)冷， 與大氣 之間進(jìn)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(jī)組 正常工作時(shí)需要對冷凝器進(jìn)行水冷卻，如

4、果停止冷卻水或冷卻水超溫會(huì)造成冷 水機(jī)組高壓報(bào)警、機(jī)組停機(jī)故障， 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(dòng)機(jī)、皮帶、風(fēng)葉皮帶輪、軸承座組成。女口 圖1所示。電機(jī)DlilU圖1原冷卻塔風(fēng)機(jī)示意圖I希Eii帶座軸承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(yán)重， 約 一個(gè)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(fèi)時(shí)、費(fèi)工， 給維修工作帶來很多困難，表1為冷卻塔風(fēng)機(jī)改造前維修記錄統(tǒng)計(jì)。表1冷卻塔風(fēng)機(jī)改造前維修記錄統(tǒng)計(jì)2006 年2007 年2008 年更換帶座軸承UCP208/7盤更換帶座軸承 UCP208/9盤更換帶座軸承 UCP208

5、/10盤更換帶座軸承UCP209/7盤更換帶座軸承 UCP209/9盤更換帶座軸承 UCP209/10盤更換風(fēng)機(jī)軸/1根更換風(fēng)機(jī)軸/2根:更換風(fēng)機(jī)軸/2根:處理線路短路故障/6次處理線路短路故障/8次處理線路短路故障/10次（2）室外控制線、電動(dòng)機(jī)電源線從地下通過穿線管進(jìn)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(jìn)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(jì)），存在安全隱患。（3）戶外冷卻塔風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)接線外殼已經(jīng)腐蝕開裂，電動(dòng)機(jī)多次出現(xiàn)對 地短路故障（此電動(dòng)機(jī)為20年前進(jìn)口設(shè)備，備件購買困難）。（4）冷水機(jī)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）

6、循環(huán)水出水溫度低或冬季天氣較冷時(shí)，冷卻塔風(fēng)扇不用開啟，循環(huán) 水自流已經(jīng)滿足冷水機(jī)組需要，但風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)浪費(fèi)能源。4、針對存在的問題進(jìn)行改進(jìn)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(jìn)行修 補(bǔ)。選用風(fēng)葉電動(dòng)機(jī)直聯(lián)式機(jī)構(gòu)，選用電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)性能好，噪音低，振動(dòng) 小，效率高的特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)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(diǎn)。以風(fēng)機(jī)節(jié)能控制管理為目的，根據(jù)冷水機(jī) 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，用溫感探頭 的實(shí)測值及時(shí)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(shí)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(jìn)行

7、局部修補(bǔ)，制作固定 風(fēng)機(jī)的支撐架（采用圓形底座支撐架）并做防腐處理。© 1990圖2改進(jìn)后風(fēng)機(jī)支撐架設(shè)計(jì)圖(2) 拆除原裝電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)，選用風(fēng)葉電動(dòng)機(jī)直聯(lián)式機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)選用型號(hào)：YCL-132M-8 功率：3KW 絕緣等級(jí)B級(jí) 防護(hù)等級(jí)：IP55轉(zhuǎn) 數(shù)：720轉(zhuǎn)/分鐘。風(fēng)機(jī)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(dòng)節(jié)能 控制線路。由于加裝一套溫度自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)啟停的裝置， 使得冷卻塔風(fēng)機(jī)在冬 季或水溫達(dá)到要求后可以停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 達(dá)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)

8、外一些冷凍機(jī)操作經(jīng)驗(yàn)表明： 冷卻塔風(fēng)機(jī)的 開啟是取決于溫度控制的，一般情況高于 32 C時(shí)開啟冷卻塔風(fēng)機(jī)，低于29 C 時(shí)則停止冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。改進(jìn)后的冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。圖3改進(jìn)后的冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖（4）改進(jìn)后冷卻塔風(fēng)機(jī)主電路及元件選擇 冷卻塔風(fēng)機(jī)改造主電路圖如圖3所示。圖4冷卻塔風(fēng)機(jī)改造主電路圖冷卻塔風(fēng)機(jī)電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：電機(jī)型號(hào)：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(hù)等級(jí)：IP55絕緣等級(jí):B 級(jí)。 主回路、控制回路電纜、電線的選擇風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電源線：采用 VV 3 X 2.5 + 1X 1.5mm2銅芯聚氯

9、乙烯絕緣、聚 氯乙烯護(hù)套電纜；配合穿線管公稱直徑0 15mm。室外控制線：采用 VV 4X 1.5mm2戶外電纜2根；配合穿線管公稱直 徑025mm。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(dòng)空氣開關(guān)為了方便每次在對冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)工作，所以在進(jìn)線端加裝1個(gè)負(fù)荷開關(guān)，同時(shí)滿足可靠性的要求，過流脫扣器的的額定電流應(yīng)大于負(fù)荷電 流的2.5倍，選擇正泰DZ10-100 25A自動(dòng)空氣開關(guān)。 熔斷器對于啟動(dòng)電流較大的負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流 IRD等于或稍大 于電路的實(shí)際工作電流I的1.5-2.5倍（IRD &g

10、t; （ 1.52.5） I,故選擇 7.7A X.5=19.25A,根據(jù)負(fù)載情況選擇RT16-20的熔斷器作為過載和短路保護(hù)。 交流接觸器通常來說，交流接觸的選型有諸多因素，與負(fù)載密切相關(guān)，我們必須了解 不同負(fù)載不同起動(dòng)電流，此屬于鼠籠式電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)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(hù)對象是電動(dòng)機(jī)，故選用時(shí)應(yīng)了解電動(dòng)機(jī)的技術(shù)性能、 啟動(dòng) 情況、負(fù)載性質(zhì)以及電動(dòng)機(jī)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(jìn)行調(diào)整，以保證熱繼電器的整定電流與被保護(hù)電動(dòng)機(jī)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)

11、節(jié)到電動(dòng)機(jī)額定電流的0.95-1.05倍，因電動(dòng)機(jī)額定電流為7.7A ,故選擇：7.7A xl.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 mm,長度126mm,毛細(xì)管長度1000 mm, 材料SUS (不銹鋼)，溫度測量范圍：0-50 Co(5) 改進(jìn)前冷卻塔風(fēng)機(jī)控制原理圖如下：改進(jìn)后的冷卻塔風(fēng)機(jī)控制電路原理圖如下:N圖6改進(jìn)后冷卻塔風(fēng)機(jī)控制原理圖(6) 改進(jìn)后冷卻塔風(fēng)機(jī)電氣控制原理冷卻塔風(fēng)機(jī)有兩種控制狀態(tài)，分為手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)手動(dòng)狀態(tài)：在此

12、狀態(tài)下可以在室內(nèi)、外手動(dòng)運(yùn)行、停止冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在室內(nèi)冷水機(jī)組旁邊觀察冷卻水溫度表，根據(jù)實(shí)際情況，可以隨時(shí)起動(dòng)、停止冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 .室內(nèi)手動(dòng)控制：合上電源開關(guān)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于手動(dòng)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(dòng)按 鈕SB3 : KM1線圈通電吸合，同時(shí)，KM1常開觸點(diǎn)吸合自鎖,冷卻塔 風(fēng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按壓SB4停止按鈕，可以隨時(shí)停止冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)。 .室外手動(dòng)控制：合上電源開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于手動(dòng)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(dòng) 按鈕SB1 : KM1線圈通電吸合，同時(shí)，KM1常開觸點(diǎn)吸合自

13、鎖，冷卻 塔風(fēng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按壓SB2停止按鈕，可以隨時(shí)停止冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)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(dòng)運(yùn)行，當(dāng)冷水機(jī)組的冷卻水出水溫度高于 32 C時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)冷水機(jī)組的冷卻水 出水溫度低于29C時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。合上電源開關(guān)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于自動(dòng)工作位置(SA1-2)，當(dāng) 冷水機(jī)組的冷卻水出水溫度低于 29C時(shí)，溫控器常閉觸點(diǎn)ST斷開，冷卻塔風(fēng) 機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)冷水機(jī)組的冷卻水出水溫度高于 32C時(shí)，溫控器常閉觸點(diǎn)ST 閉合，冷卻塔風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，從而起到節(jié)能效果（開始試運(yùn)行時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場情 況進(jìn)行多次調(diào)試，最終達(dá)到滿意效果）。（7）在設(shè)備安裝調(diào)試方面，在冷

14、卻塔風(fēng)機(jī)支撐架的制作安裝過程中，嚴(yán) 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(jì)允許范圍之內(nèi)， 保證 電機(jī)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(jī)振動(dòng)的不良因素。5、改進(jìn)后的效果（1）改進(jìn)后的冷卻塔風(fēng)機(jī)，具有耐腐蝕性能好，抗老化、高強(qiáng)、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(jìn)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(jī)改進(jìn)前后故障維修時(shí)數(shù)對比。表2冷卻塔風(fēng)機(jī)改造前后故障維修時(shí)數(shù)對比表h改造前2006 年742007 年1022008 年126改造后2009 年02010 年2（2）支撐架的特點(diǎn)：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-4060C。（3）在改善工作環(huán)境、提高運(yùn)行周期的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。實(shí)施技術(shù) 改造后2年來的統(tǒng)計(jì)表明，累計(jì)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(yùn)行，對水溫參數(shù)進(jìn)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 C）冷卻塔進(jìn)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37-4230-3