循环水泵排空断流装置的改进及应用

钟德明

摘要 ：介绍循环水泵排空断流装置的工作原理及现场使用存在的问题，通过对问题的分析确定了改造措施。经过改造后，有效的杜绝了循环水泵排空装置的失效，降低了设备故障率，提高了排空装置可靠性、实用性，保证了设备的日常稳定运行。

关键词： 循环水泵;电磁铁;橡胶;排空装置;分析;改造

作者简介：钟德明（1984—），男，江西省赣县人，主要从事设备点检与设备维护。E—mail：deming4521028@163.com

1 引言

贵溪冶炼厂（以下简称贵冶）12 年投资兴建的工业水复用率项目，其中循环水泵是提高工艺水复用率循环水系统中的重要设备。设计、建造时使用的循环水泵是从上海连成公司成套引进，具有自动启动、自动排空、断流的特点。自投入使用以来循环水泵故障率高[1]，严重影响了循环水系统的稳定顺行。

2 循环水系统水泵的工作流程

循环水系统泵的工作流程如图 1 所示，当循环水地坑水位到达所设定的上限时，DCS 系统启动循环水泵、电磁排空阀，循环水泵将循环水地坑内循环水输送至循环水管路，待循环水地坑内循环水液位到达下限位时，DCS 系统控制循环水泵、电磁排空阀停止工作。循环水泵按照上/下限位循环往复的重复工作。

3 循环水系统存在的问

根据现场一年多来的使用情况，发现现有循环系统存在如下问题：

（1） 循环水泵系统运行故障率高。因循环水泵不能正常工作，循环水系统中的循环水泵经常不   能正常的吸入循环水地坑内的循环水，造成循环水系统管道内水压不足、缺水等状况，以致使用循环水冷却的设备缺水过热报警，影响设备正常运行。

（2） 循环水损耗大。因循环水泵不能正常工作，导致循环水地坑内循环水位到达溢流孔时，循   环水溢流外排，造成循环水流失，需要重新补充循环水。

（3） 备件更换频繁。分析多年来的检修情况，发现循环水泵每次出现不能正常工作时，都是源   于循环水泵进口管路上厂家配套设计的电磁排空阀装置不能正常工作。设备点检人员对电磁排空阀装置进行更换后，循环水泵都能够正常的工作，从而顺利的吸入循环水进行输出。

4 电磁排空阀工作原理

电磁排空阀工作原理如图 2 所示，当循环水泵得电时，电磁排空阀[2]也同时得电开始工作， 电磁排空阀电磁铁[3]得电后吸合，电磁铁芯上的密封阀板下移密封管道，使管道达到真空状态以便循环水泵能够顺利的把循环水地坑内的循环水顺利吸入水泵输出。当循环水位到达下限位时，电机失电，同时电磁排空阀的电磁铁也失电，电磁铁芯通过弹簧[4]复位，铁芯带动密封阀板上移打开， 外部空气便可通过排孔进入管道内部，达到切断泵腔内储水，避免了泵腔内储水虹吸到循环水地坑内，以便循环水泵下次启动时能够顺利的吸入循环水。

5 电磁排空阀装置的故障原因分析

经过对电磁排空阀结构、工作原理以及现场环境情况等进行分析，总结得出以下几点原因：

（1） 电磁排空阀密封阀板易老化。电磁排空阀的密封[5]阀板为橡胶材质，橡胶材料的特性决定了其容易老化[6]，泵启动时造成密封阀板不能达到密封的效果。

（2） 阀板铁芯复位弹簧性能差。由其结构可知，电磁排空阀的密封阀板是通过铁芯复位彈簧进  行复位的，因弹簧的动作为机械动作，只要是机械动作都存在屈服极限，到达一定使用次数后，弹簧性能减弱，这时容易造成电磁排空阀工作不正常。

（3） 电磁线圈易损坏。由于电磁排空阀在循环水系统中的作用可知，电磁排空阀随着循环水泵  的启动、停止，需不断的重复其得电、失电，这样以来容易造成电磁线圈损害，造成电磁排空阀工作不正常。

（4） 作业环境腐蚀严重。由于此套循环水系统安装在贵冶的湿法冶炼车间，车间存在高腐蚀情  况，因此电磁排空阀接触的高腐蚀性气体，容易造成电磁排空阀腐蚀，线圈绝缘损坏、铁芯卡死等现象，导致电磁排空阀不能工作。

6 改造措施

6.1 改造方案的确定

根据以上四点原因，我们可以发现电磁排空阀无法适应现场环境，故障频发，为改变此种状况，   只能在电磁排空阀进行改进。

（1） 根据现场情况以及工作经验，我们重新设计一款筒式排空断流装置[7]来替代原有的电磁排   空阀装置。如图 3所示：

（2） 筒式排空断流装置的优点：

①筒式排空断流装置结构简单，制造加工方便。

②采用符合现场情况的耐腐蚀材料，筒式排空断流装置使用寿命长。

③筒式排空断流装置，性能稳定。

（3） 筒式排空断流装置的工作原理

循环水泵停止工作后，待循环水泵出口管内积水完全流回泵腔及进口管路时，当筒式排空断流装置内水位低于进口时，水流切断。

6.2 改造方案的实施

根据以上改造方案，按照新设计的筒式排空装置，根据现场情况进行制作、加工筒式排空断流装置。将原有的电磁排空阀装置进行拆除，安装新式的筒式排空断流装置。改造后，现场配置情况如图 4 所示。

7 结语

改造前，循环水泵经常因电磁排空阀故障而不能正常工作，造成循环水地坑内的循环水不能及时的往循环水管路内输送，导致冷却设备报警、跳停，影响正常生产，同时也导致了循环水外排，   造成浪费。改造后，经过近四年的现场使用，循环水泵从未出现过因筒式排空断流装置问题影响到循环水泵的正常工作。改造后，降低了设备故障率，节省了检修、备件费用，提升了设备性能。

参考文献：

[1] 赖枫.离心式清水泵日常操作及故障排除方法[J]：科技创新与应用，2012（26）：135.

[2] 周宝海.浅谈在矿浆管路上用气动阀门替代电磁阀门的优缺点[J]：新疆有色金属，2016，39（2）98. [3]徐灏.机械设计手册.1[M].北京：机械工业出版社，2000.6：9.113-114. 电磁铁

[4]徐灏.机械设计手册.3[M].北京：机械工业出版社，2000.6：26.3-28. 弹簧

[5] 徐灏.机械设计手册.3[M].北京：机械工业出版社，2000.6：29.3-12. 垫密封 泄漏

[6] 彭旭东，阙刚，沈明学，郭生荣，孟祥铠.橡胶材料耐液体介质老化与摩擦学特性研究进展[J]：润滑与密封， 2018（3）：1-10.

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