柴油机水泵安装及自动控制柜使用说明

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摘要：KD系列柴油机驱动泵组是本公司按照国家泵标准，同时参照美国消防协会标准NFPA20，研制生产的一种固定式消防装置。主要适用于石油化工、天然气、发电、棉麻纺织、仓库、机场、码头、高层建筑等行业的消防供水和泡沫灭火系统。

一、前言
KD系列柴油机驱动泵组是本公司按照国家泵标准，同时参照美国消防协会标准NFPA20，研制生产的一种固定式消防装置。主要适用于石油化工、天然气、发电、棉麻纺织、仓库、机场、码头、高层建筑等行业的消防供水和泡沫灭火系统。也可用于水上船舶、海上油轮和消防舰艇等场合。该机组采用优质国产或进口柴油机与水泵配套。具有启动迅速、引水可靠、功率储备合理、运行平稳、 “三化”程度高、压力、流量范围广等特点，是一种先进可靠的应急供水设备。
泵组的合理使用和认真维护保养，是保证泵组正常可靠工作，充分发挥应急功能和延长使用寿命的重要的前提条件。为了使泵组操作者熟悉其结构特征，掌握使用和保养方法，切实用好泵组，我们编写了这本说明书，供机组操作人员参考。
二、结构说明
KD系列泵组是以柴油机为动力，驱动水泵，输出压力水或空气泡沫混合液进行灭火消防工作。泵组主要由柴油机、水泵、传动装置、公共底座、
仪器仪表和热交换冷却系统以及自动控制系统（自动化泵组）等组成。泵组的结
构及外形尺寸以及工作性能曲线见随机附图。
(一) 发动机
泵组选配的发动机均为优质国产或进口柴油机，其构造、性能、使用及维护保养，调整与装配等详细说明请参阅泵组配套的《柴油机使用说明书》。
(二) 水泵
泵组选配的水泵为专用离心水泵,具有运行平稳、三化程度高和维修方便等优点,其构造、性能、使用及维护保养、调整与装配等详细说明请参阅泵组配套的《水泵使用说明书》。
(三) 热交换器及其冷却系统
泵组发动机冷却采用双路闭式循环热交换器冷却系统，该系统具有冷却效率高、对泵房环境温度影响小等优点，其系统流程图见附图（1）。由图可以看出冷却水流向,从水泵出水管到热交换器由球阀调节控制，使发动机机体冷却水的水温在运行时保持在85℃-95℃之间.如水温过高,可加大球阀开度,增加热交换器的散热能力,降低发动机冷却水的水温；反之,可关小球阀开度,增高发动机冷却水的水温。
泵组如为自动控制泵组,在热交管路上增加一电磁阀与球阀并联。在通常情况下,电磁阀处于关闭状态,冷却水经闸阀这条路线即可满足发动机冷却要求,当发动机冷却水的温度超过95℃时,电磁阀将自动打开,增加冷却水流量,降低发动机冷却水的水温,如20秒后,柴油机水温仍超过95℃,自动控制系统将发出声光报警,呼叫工作人员到现场检查原因。当发动机冷却水的温度低于75℃时,电磁阀将自动关闭。电磁阀的开闭由自动控制系统PLC直接控制,其控制的发动机水温也可根据实际情况现场调节。
(四) 仪器仪表
泵组仪表板设有水泵压力表和水泵真空表,还有显示发动机工作状况的转速表、油压表、水温表、电流表及燃油箱储量的油量表等仪器仪表,转速表可以直接显示发动机和水泵的转速值。操作人员可根据仪表显示情况及时调整泵组的工作状况。
（五）真空泵引水机构
泵组一般应采用自灌引水,但根据水泵的实际安装高度和用户的实际需要,泵组亦可配置滑片式或水环式真空泵引水机构。真空泵的结构及工作原理详见配套的《真空泵使用说明书》。
三、安装说明
机组安装时用户可参照图二,根据下述原则,结合现场情况确定安装方案。
1、安装机组的泵房应尽可能接近水池,水上部分的进水管路尽可能的短,弯头尽量少,以减少进水的阻力。且应保证机组空间足够宽敞.便于机组操作、维修保养。泵房好设有吊装设备,并应有保温措施,确保泵房低温度≥5℃；
2、机组基础应坚实牢固，好为钢筋混凝土，尺寸好以泵组底架为基准向周边沿伸100—200mm,并设置排污沟,电缆沟；
3、机组放置在基础上应通过楔块或垫块进行调整,用水平仪检查水平度。拧紧基础螺栓后,再重新检查水平度,合适后再进行灌浆,灌浆时不能留有空隙或气袋；
4、机组进出口水管应设有单独支撑,安装牢固,切勿用泵作为管道支架。并采取措施防止泵进出口负载过大,进水管无气袋现象发生；
5、应将消声器安装于室外,排气管直径不得小于机组要求的尺寸,但排气管路尽可能短,管路中弯头尽可能少,以防柴油机排气阻力大,影响柴油机的功率输出。排气管应有单独支撑,切勿用发动机支撑。为防止排气管高温伤人,一般在靠近人能触及的高度应采取隔热防护措施。
注意:泵组出厂前联轴器已调整好,但在运输安装过程中有可能变动,故机组安装完毕后，要进行再一次的联轴器对中性调整,要求联轴器对中大径向位移≤0.lmm,角向位移≤0.15mm，轴向位移≤0.3mm。
四、泵组的使用
（一）起动前的准备与检查
a) 检查发动机热交换器的存水量,及时补充冷却水,并检查冷却系统各部,应无漏水现象；
b) 检查发动机油底壳油量是否适当,不足时及时添加。并检查各部位应无漏油现象；
c) 检查各部正常后,用手油泵排除燃油系统中的空气,此时,先打开柴油机滤清器和喷油泵上的放气螺钉,掀动手油泵直至放气螺钉处流出燃油无气泡为止；
d) 水泵出水口阀应关闭,进水阀门应打开,泡沫液管路应关闭。如配有引水机构,引水手柄应放在空位,水环真空泵储水箱水量(或滑片真空泵储箱HJ-40机油量)应充足。
（二）机组起动与运行
1、将起动钥匙打开,按下起动按钮,发动机起动后及时松开按钮,如果按下5S仍不能起动,应立即释放按钮,停车2分钟左右再第二次起动,如果连续三次以上仍未起动,应断开电路,检查原因,通常应先检查供油系统,必要时进行燃油管路的放气(冬季冷车,起动必须使柴油机充分预热后进行)；
2、起动成功后,将钥匙拨至中间位置,保持发动机维持低速运转2-4min,使发动机进行预热；
3、机组低速预热后,可以逐渐提高发动机转速,当发动机冷却水温超过60℃,其它仪表显示正常,即可驱动水泵运行；
4、如配有引水机构,需要引水时,按下真空泵引水按钮(或把引水手柄放在”引水”位置)进行引水。进行引水工作时,观察泵组真空表、压力表显示情况,当真空表显示达到某一数值不再上升,压力表有压力显示(一般在0.2-0.4MPa)时,说明水已引上,应立即开启泵出口阀门,并切断引水管路阀门,按下真空引水泵停止按钮(或迅速把引水手柄推到”空转”位置),结束引水工作。加大发动机油门提高转速,当水泵压力达到0.3-0.5MPa左右,便可以逐渐开大出水阀,向输出管道系统输送压力水,进行正常供水。机组运行时,转速表的指针应指示在额定转速,不得超速
运行。运行期间,应观察排气烟色:无色或棕色为正常,不完全燃烧时为黑色,上窜机油时为蓝色。不正常燃烧时应停机调整或维修。
注:在有火灾或其它紧急情况下,泵组起动后,应迅速投入额定工况运转。
（三）停机
1、水泵输送泡沫混合液完毕后应吸人清水运行2分钟,以自行清洗泵体各部,以免残留泡沫液对部件腐蚀。
2、停机时应关小油门,使发动机怠速运转2分钟以使冷却均匀,然后加速空转2-3秒,使各部得到充分润滑,再断油停机。
3、停机后断开电路,取出钥匙,如泵房无保温措施,室内温度低于5℃,在冬季应放尽发动机、水泵及引水泵各处存水，以防冻裂机件。
4、发动机放水时,应先将热交换器加水盖开启,然后打开热交换器及其罐体放水开关,这样才能使冷却系统中的水放尽。
注:蓄电池应经常保持充足电量状态。
五、泵组的维护与保养
泵机组的保养应严格执行维护保养制度,以便使泵机组经常保持良好的技术状况和清洁外观,随时处于战备状态,以适应有紧急情况时能作出迅速有效的反应,及时扑灭火灾。
泵机组应进行日保养和一、二、三级保养制度。
(一) 日保养
1、保持机房整洁,机组及其配套设备外件应灵活可靠；
2、检查泵组各机构的连接状况是否良好,转动部分是否灵活；各油路、电路及仪表接头是否牢固可靠,电线有无松脱；泡沫混合系统、冷却系统等机构的状态是否完整正常；
3、检查燃油箱、发动机油底壳、热交换器、引水箱及泡沫液容量是否充足,不足时及时添加；
4、检查发动机油路、电路是否正常可靠,保证能随时投入运行；
5、每日必须点动发动机,检查发动机的起动性能,每周必须在空转以后,抽
水运行若干时间。
(二) 一级保养
每隔三个月(按每天起动空运转一次)或累计运转100小时,必须进行以润滑、紧固为中心的一级保养。
1、清洁机组各总成外部；
2、检查发动机曲轴箱油面,检查曲轴箱通风接管是否完好,装置是否牢固；
3、检查水泵黄油杯内的储油情况,必要时添加；
4、检查并调整皮带的松紧度；
5、检查发动机、水泵的润滑油面情况，清洁通气塞；
6、检查发动机、水泵、传动装置、管路各处的紧固情况；
7、清洁蓄电池外部，添加蒸馏水并充足电量；
8、清洗空气滤清器；
9、按要求润滑各润滑点。
(三) 二级保养
每隔六个月或累计运行500小时以后，必须进行一次以检查调整为中心的二级保养，其项目如下：
1、一级保养的全部项目；
2、清洗机油滤清器，更换滤芯；
3、检查发动机润滑系统，更换新机油；
4、清洗燃油箱，输油泵滤网及管路；
5、更换纸质燃油滤芯；
6、清洗油底壳及机油泵吸油盘；
7、检查调整气门间隙和喷油泵提前角；
8、视需要拆检喷油泵和输油泵,检查高速喷油器的喷油压力和喷雾情况；
9、检查蓄电池的液面高度、电解液浓度,并疏通电池系盖上的气孔,必要时充电；
10、检查电气设备、清洁并润滑起动机和发动机轴承
11、检查水泵的密封性。将水泵进出口关闭,用真空泵抽试真空度,当真空度表盘读数达0.79MPa以后停机试验,真空度下降应不大于0.03Mpa/min,如果真空度下降太快,应检查漏气原因并及时排除；
12、按要求润滑各润滑点。
(四) 三级保养
泵组一般累计运行1000—1500小时以后,或发现发动机动力性能显著下降,柴油消耗量增加,排气冒黑烟或蓝烟等现象时进行总体分解,消除隐患为中心的三级保养,其项目如下:
1、一级保养和二级保养全部项目。
2、拆检发动机总成：
1) 清除燃烧室、排气管道和消声器内积炭；
2) 测量气缸的磨损量,必要时换活塞环、缸套；
3) 检查连杆轴承、曲轴主轴承间隙,必要时更换其轴瓦,检查凸轮轴、曲轴轴向间隙,必要时进行调整；
4) 检查气门座的密合情况,必要时进行研磨。
5) 清洗缸体、机油盘及机油集滤器滤网；
6) 清洗热交换器和发动机水箱的积垢,检查节温器的作用；
7) 拆检水泵各部件,清洗并换油；拆捡泡沫混合器,清除污垢；
8) 对管路输出系统进行1.5倍额定出口压力的压力试验,并及时更换漏水的管件、阀门；
9) 必要时,重新喷漆、刷漆；
10) 按要求润滑各润滑点。
六、常见故障及排除方法
序号故障现象原因解决方案
1 不吸水，压力表及真空表的指针剧烈跳动 1、注入的水量不够；
2、管路或仪表漏气；
3、真空引水装置不工作或损坏。 1、再往泵内注水；
2、拧紧、堵塞漏气处；
3、调整或修复。
2 泵不吸水，真空表指示高度真空。 1、底阀没有打开、淤塞；
2、吸水管路阻力太大；
3、吸水高度太高。 1、校正或更换底阀；
2、清洗或更换吸水管路
3、降低吸水高度
3 泵不出水，压力表显示有压力 1、出水管路阻力太大；
2、旋转方向不对；
3、叶轮堵塞；
4、转速不够。 1、检查或缩短吸水管路；
2、纠正旋转方向；
3、清洗叶轮；
4、提高转速。
4 流量低于设计要求或出口压力太低。 1、叶轮或出水管路阻塞；
2、密封环磨损过多或叶轮损坏；
3、转速低于规定值。 1、清洗叶轮或管路；
2、更换损坏的零件；
3、调整至额定转速。
5 泵消耗的功率过大。 1、叶轮与密封环摩擦；
2、流量过大。 1、检查原因，消除机械摩擦；
2、关小阀门，降低流量。
6 泵内部声音反常，流量降低，直到泵不上水。 1、吸水管阻力过大；
2、吸水高度过高；
3、吸水处有空气吸入；
4、所吸送液体温度过高；
5、流量过大而发生气浊现象。 1、清理吸水管路及底阀；
2、降低吸水高度；
3、拧紧或堵塞漏气处；
4、降低液体温度；
5、关小出水阀，降低流量。
7 泵不正常振动。 1、泵发生气浊；
2、叶轮不平衡；
3、泵轴与驱动机不同心；
4、地脚螺栓松动。 1、关小出水阀，降低流量。
2、叶轮校正平衡；
3、校正同心度；
4、拧紧地脚螺栓。
8 轴承过热。 1、轴承内缺油；
2、泵轴与驱动机轴不在同一中心线上。 1、检查并清洗轴承体，加润滑油。
2、校正同心度，使其在同一平面上。
9 真空引水装置过热，皮带脱落。 1、水箱内水不够；
2、皮带轮与泵轴不在同一平面上。 1、往水箱内加水；
2、调整皮带轮位置，使其在同一平面上。
10 水引上后引水器工作。自动脱离装置有阻碍。排除阻碍。

注:上述部分主要是泵的常见故障，发动机的常见故障及排除方法请参阅相应产品说明书。
七、附图

八、控制柜使用说明：
（一）、概述
泵组控制柜是在我公司多年生产消防设备的基础上，为了满足用户的实际需要和现代化消防技术的要求，采用成熟的控制技术和可靠的元器件而制造的。该系统技术含量高，自动化程度高，性能完善，全部符合国家标准相关的要求。
该系统主要用于石油、化工、码头、油库、电厂、液化气站及易燃物资仓库等行业的消防。
（二）、安装环境
1.控制柜须安装在室内。
2.海拔高度不超过1000米。
3.周围介质温度在常温。
4.空气的相对湿度应在10~90%RH。
5.安装的倾斜度不大于5度。
6.不含有腐蚀性气体及导电尘埃和剧烈振动的地方。
（三）、结构形式
本柜的外形尺寸：1700mm×700mm×400mm（高×宽×深）。柜为前开门，柜壳采用喷塑工艺，漆色为驼灰色，或者根据用户的需要自定颜色。
（四）、主要特点
泵组的控制柜采用国际先进品牌（日本OMRON生产）的可编程控制器为主控设备，内部线路简单、体积小，且具有运行监视、自我诊断、运行极为可靠的优点。本柜的电源系统在市电220V断电后本柜可以连续运行10小时。
(五)、主要的技术参数
柜内的电源：AC 220V 5A 50Hz　柜内的电流：3A
控制电源：24V DC　　　　　　　冷却水温电磁阀：85℃
冷却水温高报警：95℃　　　　　油压低报警：0.20MPa
超速报警：额定转速×120%　　起动失败报警：起动三次
(六)、工作原理
XBC9.6/35泵组的自动消防系统由自动控制柜、电动泵，柴油泵组成。平常管网压力在P1-P2间，当压力低于P1时，稳压泵起动运行，压力升至P2时稳压泵停，由于管网泄漏P2慢慢下降至P1，稳压泵又起动，如此反复稳压泵保持压力在P1-P2间。当有火警时，管网用水量增大，稳压泵无法维持管网压力在P1以上，很快的下降至P0，控制柜接到P0信号或者远程启动信号的时候自动起动电动泵组，当电动泵组故障的时候，控制柜自动启动备用的柴油泵组，并自动加速，同时监测各种信号，具有各项保护功能。从而得到自动消灭火灾的目的。
(七)、自控系统的基本组成
1.中心控制器PLC（OMRON）
2.电源系统
3.传感器及仪表
4.油门执行机构
5.其它的电器原件
(八)、主要控制功能
1、起动：泵组的起动方式有三种（自动、手动、机旁）。当设置为“手动”时，操作人员可在机旁或者通过控制柜面板按钮对电动泵组和柴油机泵组进行手动起动的操作；当设置为“自动”启动方式时，控制柜可在监控室按下启动按钮启动相应泵组或根据管网压力的变化情况在必要时自动起动电动泵组，当电动泵组故障或停电时可自动起动柴油机泵组。
2、停车：泵的停车只能在控制柜面板上进行，无论在“本地”“远程”，停车按钮都有效。
3、仪表指示：控制柜可对柴油机的转速、冷却水的温度进行仪表指示。并对柴油机的运行时间进行记录。
4、信号灯指示：控制柜面板上的信号灯可对电动泵组运行状态、柴油机泵组运行状态、远程/本地位置等状态进行指示，并对发生起动失败、超速、润滑油压力低、冷却水温度高等故障进行报警指示。
5、为用户预留信号接口：用户可根据需要将以下信号接至监控室：起动方式信号（自动、手动）、运行及综合故障信号。
6.自动起动：当控制柜接到启动信号后会迅速的启动电动泵组，如果电动泵组故障控制柜会自动启动备用的柴油泵组。如一次不能起动（在冬季温度低，或其它的故障），它会在PLC的控制下，间隔10秒（可调）连续起动三次，如仍不能起动，则发出声光报警信号，并将故障信号反馈给工厂的消防控制中心，以便急时采取补救措施。
7.自动加载：当柴油泵组起动后，怠速运行10秒左右，根据预先设置的程序，对柴油泵组的机油压力，油温，水温，速度等信号进行监测，如发现这些信号的参数有问题，就发出相应的声光报警信号，如没有问题，就向油门执行机构发出指令，自动的，连续的，平稳的给柴油泵组加载，直到柴油泵组的额定工况。
8.超速报警　　柴油发动机在高速运转的时候，由于柴油机本身的原因（调速器故障），发动机的转速就会超过额定的转速，当速度达到额定转速的120%，易产生发动机飞车现象，如果不及时的采取措施，就会造成发动机爆炸的严重后果。我们的自控柜上设有转速显示及控制表，自控柜的PLC高速计数器每一秒检测一次速度，并将速度显示在转速表上，当速度达到额定转速的120%时，自控柜就发出声光报警，并向油门执行机构发出指令降低转速，同时接通停车装置，保证柴油发动机在短的时间内停下，杜绝此项事故的发生。
9.润滑油油压低报警　　柴油发动机在运行的时候，如果机油的压力低于0.20MPa时，自控柜就会发出声光报警，并通过油门执行器进行减速，同时接通发动机停车装置，使柴油发动机在短的时间内停车，防止柴油机损坏。
10.冷却水温的控制　　自控柜上装有冷却水温显示及控制仪表，该表配合PLC、安装在柴油泵组冷却循环水管路上的电磁阀，构成完整的冷却水系统，当发动机冷却水的温度为85摄氏度时，冷却水电磁阀打开，冷却水流量增大，从而起到迅速降温的作用，当冷却水的温度为70摄氏度时，冷却水的电磁阀关闭，当冷却水的温度超过95摄氏度时，说明冷却水循环系统有故障，自控柜就发出声光报警，以免造成发动机开锅。
11.运行时间累计：柴油机一开始运行，自控柜操作面板上的累时器就开始
累时。运行时间对发动机的保养具有指导意义（详见柴油机使用说明书），通过参看累时器可以确认是否该对发动机进行保养，进行哪一级保养。
(九)、联机调试及操作说明
1.将柴油泵组下的接线箱内的信号线和控制线与自控柜内相应的接线端子联接好。
2.自控柜投运前的检查
A：检查电源是否完好。（输入：AC 220V 50HZ 输出： DC 24V）
B：检查油门执行器的开位和关位。在停车状态下，当加油门到全速时，油门开位应接通，（直接观察开关位置压下的状况，或观察PLC对应的输入口地址信号灯）然后减油门到发动机怠速，油门关位应接通。（检查方法同油门开位）
C：检查测速传感器安装是否准确，传感器与测速片间距离应在2–5mm之间，点动柴油发动机，PLC的输入0000窗口应有信号，同时转速表应有数值显示。
3.将自控柜置于“手动”工况
A：试验报警　　按下自控柜操作面板上的“试验”按钮，各报警指示灯（全部的黄灯）均应点亮，并且发出刺耳的警报声，可用“消声”转换开关进行消声，试验完毕按复位按钮进行复位。
B：试验三次起动失败　　断开发动机起动联线，按下自控柜操作面板上的“起动”按钮，PLC起动输出对应的窗口灯亮5秒，灭10秒,然后再亮,又灭共三次启动.完成后怠速信号还没有达到即发出启动失败声光报警.
C:模拟怠速启动及油门试验　　按下”启动”按钮,并用短接的方法短接PLC模拟怠速输入端子，此时应不会发生三次起动的情况，随后试验加、减油门，油门加到高位，发动机应全负荷运行，再试验减油门，油门在低位时，发动机是否在怠速装态下运行。
D：试验停车　　发动机停车时先减油门到低位，然后按停车按钮，停车电磁铁应能迅速的吸合，10秒后应能停下。
4.将自控柜置于“自动”工况
A：起动发动机，当速度达到怠速时，应能自动的加油门，发动机的各项参数应在规定的范围内。
B：打开任意一个消火栓，慢慢的泄管网的压力，当压力降至P0时，柴油发动机应能立即的起动并自动的加载至额定状态，发动机的各项参数应在规定的范围内。
C：在消防控制中心起动柴油发动机，应能在规定的时间内达到额定的工况。
(十)、注意事项
1、操作人员应仔细阅读本说明书，以便正确掌握使用方法。
2、泵房的温度应该保持在0℃以上，否则会冻裂水泵和柴油机的外壳。
3、控制柜的故障维修应由经过专业培训的熟练电工进行，本厂提供的电气图纸是唯一的维修依据。
4、泵组应每周起动一次，每次运行30分钟。
5、泵组每次工作时，应经常观察其运行状态，并对转速、压力、温度等数据做好运行记录。
6、控制柜自出厂之日起12个月内如因内部元器件质量问题而造成不能正常