冷水机组冷却塔风机故障原因分析及对策

1、维修电工技师论文冷水机组冷却塔风机故障原因分析及对策姓名：XXX单位：青铜峡XXXXXXXXXXXXXXX日期：XXXX年XX月XX日1冷水机组冷却塔风机故障原因分析及对策XXX青铜峡XXXXXXXXXX摘要： 通过对冷水机组KT-17515L玻璃钢冷却塔风机基本结构、电气控制部分工作原理及故障原因的分析论述， 提供了排查此类故障的思路和方法， 通过改进,提高了该冷却塔风机的使用寿命和冷却塔的制冷能力,降低了维修成本,并为同类小型冷却塔的改进提供了经验借鉴。关键词 ：冷却塔风机；直联式机构；支撑架；两地控制；节能1、引言KT-17515L玻璃钢冷却塔用于冷水机组冷凝器的冷却，是铝合金表面处理

2、的关键设备，原冷却塔技术参数如下：冷却塔型号KT-17515L，采用逆流式结构，设计流量为175m3/h，转速720r/min,进水温度3738C,出液温度3233C,冷却塔风机主要由电动机、传动轴、皮带减速器、风叶片、带座轴承等部件组 成。1988年投用以来,随着铝材表面处理产能的增大,冷却塔使用率的提高, 冷却塔运行中故障发生越来越频繁,在使用过程中也暴露了不少问题,尤其是备件损坏、更换较频繁,维修费用较高。作为我公司冷水机组的主要冷却设备, 此设备工作是否正常, 直接影响铝材阳极氧化工艺生产条件和表面处理质量控 制,因冷却塔风机故障引起冷水机组停机故障频繁发生, 给正常的生产造成很 大的

3、被动, 为此我们根据冷却塔风机故障原因进行分析总结, 找出一个经济适 用的改进方案,使改进后的冷却塔不仅提高了制冷能力以满足生产需要,而且延长了使用周期,方便了维修。2、冷却塔的基本结构与工作原理2冷却塔是目前应用非常普遍的水资源循环利用设备， 其主要工作原理是水 与空气在塔内进行热交换，使出水达到要求的低温度。冷水机组的冷却循环水 系统将常温水通过冷却水泵注入冷水机组的冷凝器热交换盘管后，再将这已变热的冷却水送到冷却塔上，通过冷却塔风机对其进行喷淋式强迫风冷， 与大气 之间进行充分热交换，使冷却水变回常温，以便再循环使用。我公司冷水机组 正常工作时需要对冷凝器进行水冷却，如果停止冷却水或冷却

4、水超温会造成冷 水机组高压报警、机组停机故障， 从而影响整条生产线的正常生产。3、存在的问题（1）原装冷却塔由5.5KW电动机、皮带、风叶皮带轮、轴承座组成。女口 图1所示。因冷却塔在室外露天安装，皮带轮、轴及带座轴承等受水汽侵蚀严重， 约 一个月就得更换一套带座轴承，且该轴座承、风叶拆卸特别麻烦费时、费工， 给维修工作带来很多困难，表1为冷却塔风机改造前维修记录统计。表 1 冷却塔风机改造前维修记录统计2006 年2007 年2008 年电机I希Eii带座轴承DlilU3更换带座轴承 UCP208/7 盘更换带座轴承 UCP208/9 盘更换带座轴承 UCP208/10 盘更换带座轴承 UC

5、P209/7 盘更换带座轴承 UCP209/9 盘更换带座轴承 UCP209/10 盘更换风机轴/1 根更换风机轴/2 根:更换风机轴/2 根:处理线路短路故障/6 次处理线路短路故障/8 次处理线路短路故障/10 次（2）室外控制线、电动机电源线从地下通过穿线管进入室内配电柜，经 过常年的风吹日晒穿线管已腐蚀进水，导线经常浸泡在水里， 已出现漏电、 短 路故障多次 （维修记录有统计），存在安全隐患。（3）户外冷却塔风机电动机接线外壳已经腐蚀开裂，电动机多次出现对 地短路故障（此电动机为20年前进口设备，备件购买困难）。（4）冷水机组与配电柜在室内，冷却塔在室外，操作极为不便且不安全。（5）循

6、环水出水温度低或冬季天气较冷时，冷却塔风扇不用开启，循环 水自流已经满足冷水机组需要，但风机继续运转浪费能源。4、针对存在的问题进行改进综合上述原因，我们决定保留冷却塔玻璃钢壳体，对局部破损之处进行修 补。选用风叶电动机直联式机构，选用电动机具有起动性能好，噪音低，振动 小，效率高的特点。风机叶片采用铝合金材料，叶片角度可调，具有效率高、 风量大、噪音低、使用可靠等特点。以风机节能控制管理为目的，根据冷水机 组的需要预先设定循环水温度，由气候季节、环境对水温的影响，用温感探头 的实测值及时反应出来，最终通过温度开关来调节循环水温度，实现自控节能。（1）保留冷却塔玻璃钢壳体，对局部破损之处进行局

7、部修补，制作固定 风机的支撑架（采用圆形底座支撑架）并做防腐处理。41990图 2 改进后风机支撑架设计图(2)拆除原装电动机、减速机构，选用风叶电动机直联式机构，电动机选用型号：YCL-132M-8功率：3KW绝缘等级B级 防护等级：IP55转 数：720转/分钟。风机叶片采用铝合金材料，叶片安装角由8调整为14(3)将原电源线、控制线重新穿管配制，加装两地控制、温度自动节能 控制线路。由于加装一套温度自动控制风机启停的装置， 使得冷却塔风机在冬 季或水温达到要求后可以停止运转， 达到节能降耗的目的，从而节约了维修成 本，延长了设备的使用寿命。国内外一些冷冻机操作经验表明： 冷却塔风机的 开

8、启是取决于温度控制的，一般情况高于32C时开启冷却塔风机，低于29C时则停止冷却塔风机的运转。改进后的冷却塔结构示意图如下所示。5图 3 改进后的冷却塔结构示意图（4）改进后冷却塔风机主电路及元件选择 冷却塔风机改造主电路图如图3所示。图 4 冷却塔风机改造主电路图冷却塔风机电机的主要技术参数：电机型号：YCL-132M-8额定电压:380V频率:50HZ功率:3KW额定电流：7.7A转速:720r/min防护等级：IP55绝缘等级:B级。1主回路、控制回路电缆、电线的选择风机电动机电源线：采用VV 3X2.5+1X1.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘、聚 氯乙烯护套电缆；配合穿线管公称直径015mm

9、。室外控制线：采用VV 4X1.5mm2户外电缆2根；配合穿线管公称直 径025mm。配电柜主回路：BV 2.5 mm2铜芯聚氯乙烯绝缘电线；控制回路：BVR 1.5mm2;铜芯聚氯乙烯绝缘软电线；2自动空气开关为了方便每次在对冷却塔风机进行维护、保养工作，所以在进线端加装1个负荷开关，同时满足可靠性的要求，过流脱扣器的的额定电流应大于负荷电 流的2.5倍，选择正泰DZ10-100 25A自动空气开关。3熔断器对于启动电流较大的负载，如电动机，熔体的额定电流IRD等于或稍大 于电路的实际工作电流I的1.5-2.5倍（IRD （1.52.5）I,故选择7.7AX.5=19.25A,根据负载情况选

10、择RT16-20的熔断器作为过载和短路保护。4交流接触器通常来说，交流接触的选型有诸多因素，与负载密切相关，我们必须了解 不同负载不同起动电流，此属于鼠笼式电动机风机类设备，故KM1选择正泰6CJT1-20(CJ10系列替代产品),KM2选用CJT1-10。5热继电器热继电器的保护对象是电动机，故选用时应了解电动机的技术性能、 启动 情况、负载性质以及电动机允许过载能力等。投入使用前，必须对热继电器的整定电流进行调整，以保证热继电器的整定电流与被保护电动机的额定电流匹 配。取热继电器整定电流热元件整定电流调节到电动机额定电流的0.95-1.05倍， 因电动机额定电流为7.7A,故选择：7.7A

11、 xl.05=8.085A,选择JR16-20/3(6.8-11A)。6温度传感器用于对冷却水温度监测用的温度传感器为:GS050SB SPST单极单投式，额定功率16A 250V，感温管直径5.8 mm,长度126mm,毛细管长度1000 mm,材料SUS(不锈钢)，温度测量范围：0-50Co(5)改进前冷却塔风机控制原理图如下：改进后的冷却塔风机控制电路原理图如下:N7图 6 改进后冷却塔风机控制原理图(6)改进后冷却塔风机电气控制原理冷却塔风机有两种控制状态，分为手动和自动状态手动状态：在此状态下可以在室内、外手动运行、停止冷却塔风机运转。在室内冷水机组旁边观察冷却水温度表，根据实际情况

12、，可以随时起动、停止冷却塔风机的运转。1.室内手动控制：合上电源开关，将转换开关SA1置于手动工 作位置(SA1-1)，转换开关SA2置于室内(SA2-2)位置,按压启动按 钮SB3:KM1线圈通电吸合，同时，KM1常开触点吸合自锁,冷却塔 风机起动运转。按压SB4停止按钮，可以随时停止冷却塔运转。2.室外手动控制：合上电源开关，转换开关SA1置于手动工作 位置(SA1-1)，转换开关SA2置于室外(SA2-1)位置,按压室外起动 按钮SB1:KM1线圈通电吸合， 同时，KM1常开触点吸合自锁，冷却 塔风机起动运转。按压SB2停止按钮，可以随时停止冷却塔运转。自动状态：在此状态下依靠温度调节器

13、设定的温度自动运行，当冷水机组的冷却水出水温度高于32C时，冷却塔风机开始运转；当冷水机组的冷却水 出水温度低于29C时，冷却塔风机停止运转。合上电源开关，将转换开关SA1置于自动工作位置(SA1-2)，当 冷水机组的冷却水出水温度低于29C时，温控器常闭触点ST断开，冷却塔风 机停止运转。当冷水机组的冷却水出水温度高于32C时，温控器常闭触点ST闭合，冷却塔风机开始运转，从而起到节能效果（开始试运行时要根据现场情 况进行多次调试，最终达到满意效果）。（7）在设备安装调试方面，在冷却塔风机支撑架的制作安装过程中，严 把每道质量关，确保每一处配合间隙、同心度等均在设计允许范围之内， 保证 电机轴

14、和冷却塔水平面的垂直度。 避免了安装过程中轴不同心、叶片高度差超 出风罩要求等容易引起风机振动的不良因素。5、改进后的效果（1）改进后的冷却塔风机，具有耐腐蚀性能好，抗老化、高强、抗冲击，耐低温性能极佳。整体性能稳定、抗震性好，安装、拆卸方便。增大了通风面 积，提高使用效能。改进后故障次数大大减少，维修成本大大降低，下图为冷 却塔风机改进前后故障维修时数对比。8表 2 冷却塔风机改造前后故障维修时数对比表h改造前2006 年742007 年1022008 年126改造后2009 年02010 年2（2）支撑架的特点：通风面积大、风阻小、耐腐蚀、寿命长；自身重量 轻，安装方便、安全；适应工作环境-4060C。（3）在改善工作环境、提高运行周期的同时实现了节能降耗。实施技术 改造后2年来的统计表明，累计节约维修资金3万多元。（4）为保证改造后生产的正常运行，对水温参数进行了24 h连续监测，从 表3可以看出，改造后的冷却塔不仅起到了同样的冷却作用，而且节能减排效果 显著。表 3 水温参数对比 C）冷却塔进水温度冷却塔出水温度改造前冷却塔37-4030-33改造后冷却塔37-4230