循環水泵排空斷流裝置的改進及應用

鐘德明

摘要 ：介紹循環水泵排空斷流裝置的工作原理及現場使用存在的問題，通過對問題的分析確定了改造措施。經過改造后，有效的杜絕了循環水泵排空裝置的失效，降低了設備故障率，提高了排空裝置可靠性、實用性，保證了設備的日常穩定運行。

關鍵詞： 循環水泵;電磁鐵;橡膠;排空裝置;分析;改造

作者簡介：鐘德明（1984—），男，江西省贛縣人，主要從事設備點檢與設備維護。E—mail：deming4521028@163.com

1 引言

貴溪冶煉廠（以下簡稱貴冶）12 年投資興建的工業水復用率項目，其中循環水泵是提高工藝水復用率循環水系統中的重要設備。設計、建造時使用的循環水泵是從上海連成公司成套引進，具有自動啟動、自動排空、斷流的特點。自投入使用以來循環水泵故障率高[1]，嚴重影響了循環水系統的穩定順行。

2 循環水系統水泵的工作流程

循環水系統泵的工作流程如圖 1 所示，當循環水地坑水位到達所設定的上限時，DCS 系統啟動循環水泵、電磁排空閥，循環水泵將循環水地坑內循環水輸送至循環水管路，待循環水地坑內循環水液位到達下限位時，DCS 系統控制循環水泵、電磁排空閥停止工作。循環水泵按照上/下限位循環往復的重復工作。

3 循環水系統存在的問

根據現場一年多來的使用情況，發現現有循環系統存在如下問題：

（1） 循環水泵系統運行故障率高。因循環水泵不能正常工作，循環水系統中的循環水泵經常不 ? 能正常的吸入循環水地坑內的循環水，造成循環水系統管道內水壓不足、缺水等狀況，以致使用循環水冷卻的設備缺水過熱報警，影響設備正常運行。

（2） 循環水損耗大。因循環水泵不能正常工作，導致循環水地坑內循環水位到達溢流孔時，循 ? 環水溢流外排，造成循環水流失，需要重新補充循環水。

（3） 備件更換頻繁。分析多年來的檢修情況，發現循環水泵每次出現不能正常工作時，都是源 ? 于循環水泵進口管路上廠家配套設計的電磁排空閥裝置不能正常工作。設備點檢人員對電磁排空閥裝置進行更換后，循環水泵都能夠正常的工作，從而順利的吸入循環水進行輸出。

4 電磁排空閥工作原理

電磁排空閥工作原理如圖 2 所示，當循環水泵得電時，電磁排空閥[2]也同時得電開始工作， 電磁排空閥電磁鐵[3]得電后吸合，電磁鐵芯上的密封閥板下移密封管道，使管道達到真空狀態以便循環水泵能夠順利的把循環水地坑內的循環水順利吸入水泵輸出。當循環水位到達下限位時，電機失電，同時電磁排空閥的電磁鐵也失電，電磁鐵芯通過彈簧[4]復位，鐵芯帶動密封閥板上移打開， 外部空氣便可通過排孔進入管道內部，達到切斷泵腔內儲水，避免了泵腔內儲水虹吸到循環水地坑內，以便循環水泵下次啟動時能夠順利的吸入循環水。

5 電磁排空閥裝置的故障原因分析

經過對電磁排空閥結構、工作原理以及現場環境情況等進行分析，總結得出以下幾點原因：

（1） 電磁排空閥密封閥板易老化。電磁排空閥的密封[5]閥板為橡膠材質，橡膠材料的特性決定了其容易老化[6]，泵啟動時造成密封閥板不能達到密封的效果。

（2） 閥板鐵芯復位彈簧性能差。由其結構可知，電磁排空閥的密封閥板是通過鐵芯復位彈簧進 ?行復位的，因彈簧的動作為機械動作，只要是機械動作都存在屈服極限，到達一定使用次數后，彈簧性能減弱，這時容易造成電磁排空閥工作不正常。

（3） 電磁線圈易損壞。由于電磁排空閥在循環水系統中的作用可知，電磁排空閥隨著循環水泵 ?的啟動、停止，需不斷的重復其得電、失電，這樣以來容易造成電磁線圈損害，造成電磁排空閥工作不正常。

（4） 作業環境腐蝕嚴重。由于此套循環水系統安裝在貴冶的濕法冶煉車間，車間存在高腐蝕情 ?況，因此電磁排空閥接觸的高腐蝕性氣體，容易造成電磁排空閥腐蝕，線圈絕緣損壞、鐵芯卡死等現象，導致電磁排空閥不能工作。

6 改造措施

6.1 改造方案的確定

根據以上四點原因，我們可以發現電磁排空閥無法適應現場環境，故障頻發，為改變此種狀況， ? 只能在電磁排空閥進行改進。

（1） 根據現場情況以及工作經驗，我們重新設計一款筒式排空斷流裝置[7]來替代原有的電磁排 ? 空閥裝置。如圖 3所示：

（2） 筒式排空斷流裝置的優點：

①筒式排空斷流裝置結構簡單，制造加工方便。

②采用符合現場情況的耐腐蝕材料，筒式排空斷流裝置使用壽命長。

③筒式排空斷流裝置，性能穩定。

（3） 筒式排空斷流裝置的工作原理

循環水泵停止工作后，待循環水泵出口管內積水完全流回泵腔及進口管路時，當筒式排空斷流裝置內水位低于進口時，水流切斷。

6.2 改造方案的實施

根據以上改造方案，按照新設計的筒式排空裝置，根據現場情況進行制作、加工筒式排空斷流裝置。將原有的電磁排空閥裝置進行拆除，安裝新式的筒式排空斷流裝置。改造后，現場配置情況如圖 4 所示。

7 結語

改造前，循環水泵經常因電磁排空閥故障而不能正常工作，造成循環水地坑內的循環水不能及時的往循環水管路內輸送，導致冷卻設備報警、跳停，影響正常生產，同時也導致了循環水外排， ? 造成浪費。改造后，經過近四年的現場使用，循環水泵從未出現過因筒式排空斷流裝置問題影響到循環水泵的正常工作。改造后，降低了設備故障率，節省了檢修、備件費用，提升了設備性能。

參考文獻：

[1] 賴楓.離心式清水泵日常操作及故障排除方法[J]：科技創新與應用，2012（26）：135.

[2] 周寶海.淺談在礦漿管路上用氣動閥門替代電磁閥門的優缺點[J]：新疆有色金屬，2016，39（2）98. [3]徐灝.機械設計手冊.1[M].北京：機械工業出版社，2000.6：9.113-114. 電磁鐵

[4]徐灝.機械設計手冊.3[M].北京：機械工業出版社，2000.6：26.3-28. 彈簧

[5] 徐灝.機械設計手冊.3[M].北京：機械工業出版社，2000.6：29.3-12. 墊密封 泄漏

[6] 彭旭東，闕剛，沈明學，郭生榮，孟祥鎧.橡膠材料耐液體介質老化與摩擦學特性研究進展[J]：潤滑與密封， 2018（3）：1-10.

[7]吳霞：引水筒在中型水泵中的應用[J]：江西能源，2005（4）29-30.