水马力测功仪用水循环装置

朱德义 周贤明（大庆钻探钻井工程服务公司）

水马力测功仪用水循环装置

朱德义 周贤明（大庆钻探钻井工程服务公司）

水马力测功仪作为柴油机试车的主要检测设备，依靠水对测功仪产生阻力，阻力大小，直接影响柴油机功率的输出，阻力越大，柴油机输出功率越大，阻力越小，柴油机输出功率越小。如果水马力测功仪使用不当，会直接影响柴油机各种技术参数的测量精度，同时水马力测功仪用水量比较多，为了节约水资源，保证测功仪的测量精度，设计制作了水马力测功仪用水循环装置，该装置以水泵为动力，电子水位控制装置控制水位，使室内水罐和室外地下水罐里的水循环使用，减少了水资源的浪费。

水马力测功仪 水循环装置 电子水位控制装置

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.03.009

1 背景

大庆钻探钻井四公司钻井队使用柴油机作为钻井动力和发电设备，该柴油机经过检修后，需要进行试车试验，检验柴油机的修理质量和柴油机各种性能指标是否达到使用要求[1]。

水马力测功仪（图1）作为柴油机的主要试车设备，可以检验柴油机的功率、转速、排温、压力、温度等性能参数。该设备与柴油机飞轮相连接，柴油机旋转带动水马力测功仪旋转，水马力测功仪使用的是自来水，利用水对测功仪产生阻力，阻力越大，柴油机发出的功率越大，阻力越小，柴油机发出的功率越小。阻力的大小通过排水量来控制，因此要求使用水供应充足，排水管线排水阻力尽量小，否则影响设备的使用精度。

以前，由于没有循环装置，水马力测功仪所排出的水无法回收，只能浪费掉，每测试一台柴油机需要浪费掉约100 t的水，造成水资源的严重浪费。

公司组织专门的技术人员，对水马力测功仪用水循环装置进行了设计制作和安装使用[2]，使排除的水能够循环再利用。水循环装置主要由室内水罐和室外地下水罐、进排水管线、离心泵、控制装置组成。

2 水容量和压力问题

由于试车间面积大约40 m2，水马力测功仪只能安装在靠近墙角、附近有下水道，并且离吊车较近、便于起吊柴油机的地方。

在3 m高的支架上建造了长3 m、宽3 m、高2 m、可容18 m3水的室内水罐，靠水的自重可以解决使用水的压力问题。

室外水罐埋入地下，靠水的自流流入地下水罐。柴油机以最大功率工作时，水马力测功仪排水量约40 m3，通过该循环装置，可以满足水马力测功仪的用水需求。

3 测功仪排水阻力问题

水循环装置阻力越小，排水越顺畅，水马力测功仪测得的数值越精确。设备的出水口直径大约90 mm，使用100 mm内径的管子作为排水管，由于出水管内径大于出水口内径，出水阻力可以忽略不计，完全满足水马力测功仪的排水要求。

4 水循环与防冻问题

水泵采用直立式离心泵，排量100 t/h，扬程18.5 m。为满足测功仪用水的供给，采用直径13 cm进水管线保证水循环装置吸水通畅。将室外地下水罐水抽入室内水罐，地下水罐进水管线底部安装了弹簧式单向阀，防止水回流，管线如果有空气，应将空气排空，水才能顺利抽上来，安装了排空管线和阀门。制作了排除管线内积水装置，避免管线冻裂。在地下水罐里安装暖气，避免了地下水罐里的水结冻问题。

5 室内水罐冒水问题

在室内水罐上安装了一套电子水位控制装置，自动控制室内水罐水位，水位在最高位置时停止水泵运转，最低位置时水泵启动，保证室内水罐水量充足，又防止了水罐冒水。

水马力测功仪用水循环装置工作过程：使用前将管线内充满水，然后启动水泵，当室内水罐水位到达一定高度时，水泵自动停止；随着水马力测功仪的使用，室内水罐水位下降，到达一定位置时，水泵又重新启动，保证了整个系统的良好循环。水马力测功仪用水循环装置工作流程见图2。

6 经济效益分析

钻探钻井服务公司每年测试柴油机约100台，每台柴油机测试所需时间按照平均7 h计算，每台平均需要消耗水280 m3，100台需要消耗水2.8×104m3。按照每立方米水大约3元计算，年节约水费为8.4×104元。

通过使用该循环装置，能够满足水马力测功仪的使用要求，保证柴油机的修理质量，减少了水资源的浪费。

[1]傅成昌.赵世范,190系列柴油机使用维护手册[M].济南：山东科学技术出版社，2004.

[2]邓星钟.机电传动控制[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.

朱德义，1995年毕业于长春汽车工业高等专科学校，工程师，现从事柴油机维修研究工作，E-mail：zhengdaweide@126.com，地址：吉林省松原市大庆钻探钻井工程服务公司机修分公司，138000。

2011-03-22)