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      小型泵站機(jī)電設(shè)備存在問(wèn)題分析及改造措施

      2015-04-29 00:00:00陳銘華
      基層建設(shè) 2015年12期

      摘要:本文主要針對(duì)小型泵站機(jī)電設(shè)備存在問(wèn)題及改造措施展開(kāi)了分析,通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例,對(duì)機(jī)電設(shè)備存在的問(wèn)題及其原因作了詳細(xì)的說(shuō)明,并在闡述了機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造原則和目標(biāo)的基礎(chǔ)上,提出了一系列相應(yīng)的改造措施,以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

      關(guān)鍵詞:泵站機(jī)電設(shè)備;存在問(wèn)題;改造措施

      一直以來(lái),小型泵站是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,并且對(duì)于防洪排澇、引水灌溉、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收有著十分重要的作用。但是在目前情況下,小型泵站機(jī)電設(shè)備卻存在著一定的問(wèn)題,影響了泵站的正常運(yùn)行,需要我們及時(shí)對(duì)問(wèn)題存在的原因作好分析,并采取有效措施進(jìn)行改造,以保障機(jī)電設(shè)備的質(zhì)量和泵站的正常工作。

      1 機(jī)電設(shè)備存在的問(wèn)題及其原因

      1.1 水泵存在的問(wèn)題及其原因

      1.1.1 原有的水泵不能滿足要求,需更換新水泵

      原因主要有以下幾點(diǎn):

      (1)泵站重新選址建設(shè)或是泵站到了使用年限重新建設(shè),泵站原有規(guī)模發(fā)生改變,舊水泵不能滿足新要求;

      (2)水泵為“三無(wú)”產(chǎn)品;

      (3)超過(guò)使用年限;

      (4)維修更換零部件不經(jīng)濟(jì)。

      1.1.2 水泵選型不合理,揚(yáng)程、流量、效率不能滿足泵站實(shí)際要求

      造成問(wèn)題的原因:

      (1)許多泵站建于上世紀(jì)六、七十年代,那時(shí)水泵及其配套設(shè)備規(guī)格不全,揚(yáng)程檔次差別過(guò)大,沒(méi)有過(guò)多地選擇空間;

      (2)設(shè)計(jì)時(shí)泵站特征水位缺少,特征揚(yáng)程計(jì)算不準(zhǔn)確;

      (3)沒(méi)有進(jìn)行泵型上的優(yōu)化比較;

      (3)水泵產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

      1.1.3 水泵汽蝕嚴(yán)重

      目前使用的水泵,其過(guò)流部件大部分為鑄鐵材質(zhì),長(zhǎng)期運(yùn)行被蝕成蜂窩狀,有的出現(xiàn)了穿孔,不少軸流泵站中的泵葉片、葉輪室和口環(huán)部分損壞得尤其明顯。形成汽蝕的主要原因:

      (1)泵站進(jìn)水條件不好,水流不穩(wěn);

      (2)水泵安裝高程過(guò)高;

      (3)泵在運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)速超過(guò)額定功率較多或流量偏大。

      1.1.4 水泵異常振動(dòng)和噪音

      原因:

      (1)施工時(shí)安裝精度不夠,方法不恰當(dāng),降低水泵效率;

      (2)水泵在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,水泵軸和電機(jī)軸的同心度、垂直度保持得不理想,機(jī)械磨損大,偏差超過(guò)正常值;

      (3)水泵基礎(chǔ)強(qiáng)度和穩(wěn)定性差,在開(kāi)機(jī)時(shí)水泵振動(dòng)致使螺帽松動(dòng);

      (4)水流條件紊亂或是葉輪葉片破損。

      1.2 電機(jī)存在的問(wèn)題及其原因

      1.2.1 因泵站重新規(guī)劃設(shè)計(jì),原有的電機(jī)與新水泵不配套,需要更換新電機(jī)。

      1.2.2 過(guò)期的、已淘汰的低能高耗產(chǎn)品還在繼續(xù)使用。低能高耗的J、JO系列電機(jī),因當(dāng)?shù)卣Y金不足,一直沒(méi)有更新?lián)Q代。

      1.2.3 電機(jī)與水泵配套功率不匹配,存在小機(jī)帶大泵,使得電機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行,縮短電機(jī)壽命,個(gè)別站出現(xiàn)過(guò)線圈燒毀的事故。另外,大機(jī)帶小泵,設(shè)備不能被充分利用,負(fù)載率低,電機(jī)能量損耗大。造成這種狀況的原因:

      (1)泵站設(shè)計(jì)時(shí),沒(méi)有經(jīng)過(guò)正確計(jì)算,進(jìn)行合理選擇;

      (2)泵站運(yùn)行水位發(fā)生較大改變,水泵的軸功率發(fā)生變化。

      1.2.4 電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生異常振動(dòng)。造成這些問(wèn)題的原因有許多,應(yīng)根據(jù)泵站的實(shí)際情況加以分析,如有的振動(dòng)可能是水泵引起的,也可能是電機(jī)安裝的地面不平造成的,電機(jī)與水泵安裝精度不夠和電機(jī)本身的原因也可能引起振動(dòng)異常。

      1.2.5 電機(jī)自身電氣及機(jī)械的故障。電氣故障如短路、斷線、過(guò)載及絕緣老化等;機(jī)械故障為定、轉(zhuǎn)子磨損受潮和軸承彎曲、磨損等。

      1.3 變壓器及電氣設(shè)備存在的問(wèn)題及其原因

      1.3.1 高耗能或被淘汰的變壓器在一些泵站中還在繼續(xù)使用。

      1.3.2 因泵站更換新的水泵和電機(jī),原有的變壓器容量不能滿足要求。

      1.3.3 原有變壓器選型不合理。使負(fù)荷、效率、功率因數(shù)等明顯偏低,或低壓送電線路過(guò)長(zhǎng),電壓降超過(guò)7%,或泵站內(nèi)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),電壓低于變壓器出線端電壓的90%。原因:

      (1)設(shè)計(jì)上缺陷,沒(méi)有考慮到泵站負(fù)荷變化的特點(diǎn);

      (2)泵站原有負(fù)荷情況發(fā)生了改變。

      1.3.4 泵站變壓器運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生各種故障。如線圈故障、鐵芯故障、異響、漏油等,因?yàn)楣芾碇贫炔坏轿?,缺少技術(shù)人員和資金限制等因素,使得泵站日常維護(hù)和檢修不到位,造成設(shè)備帶病工作,問(wèn)題長(zhǎng)期得不到解決。

      1.3.5 沒(méi)有進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,有的泵站只有一臺(tái)主變壓器,沒(méi)有站用變壓器,在泵站停機(jī)檢修或是冬季不運(yùn)行時(shí),主變壓器還要維持站內(nèi)生產(chǎn)生活用電,造成能源的浪費(fèi),增加了泵站的經(jīng)濟(jì)成本。

      1.3.6 開(kāi)關(guān)柜元件在設(shè)計(jì)中考慮不周,選值過(guò)大,發(fā)生故障時(shí),不能及時(shí)跳閘,過(guò)小易出現(xiàn)過(guò)早跳閘現(xiàn)象,設(shè)備不能正常啟動(dòng)。

      1.3.7 電氣元件選用的產(chǎn)品質(zhì)量不合格、安裝不規(guī)范、超期和淘汰產(chǎn)品繼續(xù)使用等問(wèn)題,在泵站中具有普遍性。

      1.4 管路存在的問(wèn)題及其原因

      (1)進(jìn)、出水管年久失修,銹蝕嚴(yán)重引起漏氣漏水。

      (2)軸線進(jìn)水水平出水的混流泵管線長(zhǎng),管徑小,彎頭、閥件多,80%的泵站管路出口使用的是直管,水頭損失大,管路效率低。

      (3)進(jìn)水管口懸空高度過(guò)大,引起管口附近淤積?;蚬苈费蜎](méi)深度過(guò)小,造成吸水困難,產(chǎn)生漩渦。

      (4)個(gè)別泵站出水方式為“高射炮”式出流方式,揚(yáng)程損失大,能源消耗高。

      受建站時(shí)資金、施工質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)計(jì)等因素的影響,加之在以后的運(yùn)行中沒(méi)有得到足夠的認(rèn)識(shí)和重視,維修保養(yǎng)不及時(shí),或沒(méi)有資金來(lái)源得不到更換,問(wèn)題越來(lái)越多。

      2 機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造的原則

      (1)從實(shí)際出發(fā),因地制宜,在原有工程和設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行講究實(shí)效的改造。

      (2)機(jī)電設(shè)備修復(fù)改造工作要力求較高技術(shù)水平。盡量采用新技術(shù)、新工藝和先進(jìn)設(shè)備,對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合技術(shù)改造。

      (3)改造方案應(yīng)進(jìn)行充分論證,經(jīng)濟(jì)比較后選定,與改善運(yùn)行條件相結(jié)合,改造后的泵站要取得多年平均效率最高和較高的渠系水利用率。

      (4)設(shè)備改造時(shí)不影響泵站正常運(yùn)用。

      3 機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造的目標(biāo)

      (1)提水量達(dá)到或是超過(guò)設(shè)計(jì)要求。

      (2)達(dá)到泵站八項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

      (3)機(jī)泵設(shè)備完好率達(dá)到95%以上。

      (4)泵站效率η≥54.4%

      (5)能源單消耗e≤1.35kg/(kt·m)

      4 機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造措施

      4.1 水泵的技術(shù)改造

      4.1.1 更換泵型的技術(shù)改造。在更新方案設(shè)計(jì)中,不能簡(jiǎn)單地用與原有設(shè)備型號(hào)、性能相同的新設(shè)備去代替老設(shè)備,而是應(yīng)按照泵站規(guī)劃的灌排面積,復(fù)核泵站的特征水位,確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程和流量,對(duì)比不同的方案,選擇最優(yōu)的泵型。盡量選用國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)的水泵產(chǎn)品,采用高比轉(zhuǎn)速代替原低比轉(zhuǎn)速,在混流泵與軸流泵、混流泵與離心泵之間選擇時(shí),優(yōu)先選擇混流泵。

      4.1.2 增大泵型的更新改造。在進(jìn)水池尺寸比較富裕的泵站,考慮更換大一級(jí)的泵型。

      4.1.3 維修更換水泵部件的改造。為了節(jié)省資金,減小工作量,對(duì)一些不符合要求的水泵進(jìn)行維修、更換零部件,較高揚(yáng)程的混流泵可換用比轉(zhuǎn)數(shù)300/350的轉(zhuǎn)輪,揚(yáng)程低的換成比轉(zhuǎn)數(shù)為500的。軸流泵的葉輪、葉輪室和導(dǎo)葉體等根據(jù)情況更換。

      4.1.4 效率不理想的水泵改造。通過(guò)車削、變角、調(diào)速等手段,使水泵工況點(diǎn)在高效區(qū)內(nèi)工作。對(duì)比轉(zhuǎn)速低的混流泵,采取車削葉輪直徑的方法;導(dǎo)葉式混流泵和軸流泵則主要是通過(guò)調(diào)節(jié)葉片角度來(lái)滿足改造要求。

      4.1.5 防止水泵發(fā)生汽蝕的方法有:

      (1)降低水泵安裝高程,使H吸≤H允吸;

      (2)降低水泵轉(zhuǎn)速;

      (3)改變?nèi)~片的安裝角度;

      (4)改善進(jìn)水池水流條件;

      (5)及時(shí)清理攔污柵處的柴草,防止水位發(fā)生較大改變。

      4.1.6 因安裝方法不當(dāng)造成水泵問(wèn)題的,對(duì)水泵泵軸進(jìn)行校正維修或更換,做好密封,調(diào)整位置與動(dòng)力機(jī)同心,堅(jiān)固螺栓?;A(chǔ)不好的結(jié)合水工改造,使其底座強(qiáng)度加強(qiáng),達(dá)到穩(wěn)定要求。

      4.2 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)改造

      (1)對(duì)已淘汰的、質(zhì)量差高耗能的電機(jī)予以更新。應(yīng)以Y系列新型節(jié)能電機(jī)替換J、JO系列電機(jī)。在選擇電機(jī)時(shí),要考慮電機(jī)發(fā)熱、電網(wǎng)電壓波動(dòng)、電機(jī)容量級(jí)差等因素,所選電動(dòng)機(jī)容量比水泵要求的容量要適當(dāng)大些。一般水泵樣本給出了配套電機(jī)的功率,也可以根據(jù)以下公式計(jì)算:

      式中,Pm——配套功率,kW;

      γ——水的容重,N/m3;

      Q、H、η——水泵工作范圍內(nèi)的最大軸功率所對(duì)應(yīng)的水泵的流量,m3/s,揚(yáng)程,m,效率,%;

      η傳——傳動(dòng)效率,%;

      K——電動(dòng)機(jī)的功率備用系數(shù),參考表選用。

      選用的電機(jī)其額定電壓應(yīng)和供電線路電壓相一致,轉(zhuǎn)數(shù)要和水泵轉(zhuǎn)數(shù)相近。

      (2)電機(jī)的平均負(fù)載在70%以上時(shí)較為合適,容量過(guò)大則損耗大、效率低,過(guò)小會(huì)引起長(zhǎng)期過(guò)載、縮短電機(jī)壽命或是燒毀線圈。根據(jù)《泵站技術(shù)改造規(guī)程》要求,電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載率β<0.5時(shí),應(yīng)按配套要求進(jìn)行調(diào)整或更換。

      (3)電機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的解決。處理方法:檢查是不是水泵的原因造電機(jī)振動(dòng)異常,將電動(dòng)機(jī)安裝在平穩(wěn)底座上,保證平衡性;再者需校對(duì)轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器平衡;還有就是校直轉(zhuǎn)軸,將皮帶輪找正后鑲套重車。

      (4)電機(jī)自身故障的處理。根據(jù)故障的類型找出原因,加以排除維修。

      4.3 變壓器及電氣設(shè)備的技術(shù)改造

      (1)對(duì)于絕緣等級(jí)在B級(jí)以下,且使用年限在30年以上的變壓器應(yīng)予以報(bào)廢。有些油浸變壓器雖沒(méi)有達(dá)到使用年限,但是經(jīng)修復(fù)達(dá)不到安全使用標(biāo)準(zhǔn)或是不經(jīng)濟(jì)的,也應(yīng)予以報(bào)廢。根據(jù)供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)、泵站的用電負(fù)荷、電機(jī)電壓等條件,確定變壓器容量,做到經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

      (2)變壓器根據(jù)故障的部位,發(fā)生的種類和現(xiàn)象,分析可能的原因,做出相應(yīng)的判斷和處理。做好變壓器的大修和小修工作。

      (3)原來(lái)沒(méi)有站用變壓器的泵站,通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析覺(jué)得可以降低用電成本的,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件進(jìn)行增設(shè)。

      (4)對(duì)于電氣設(shè)備、開(kāi)關(guān)柜、線路達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的,或是經(jīng)修復(fù)后不安全不經(jīng)濟(jì)的,也應(yīng)報(bào)廢,選用更先進(jìn)、更可靠、更安全的產(chǎn)品。

      4.4 管路的技術(shù)改造

      (1)減少管路沿程阻力損失。更新的管路盡量使用新型管材,選擇內(nèi)壁光潔度高的,根據(jù)實(shí)際情況縮短長(zhǎng)度,加大出水管路直徑。

      (2)減少管路出口的局部阻力損失。如在出口段采用漸擴(kuò)管,以增大出口口徑;使用輕質(zhì)拍門(mén),增大拍門(mén)開(kāi)啟角度;取消不必要的變頭和閘閥等。

      (3)進(jìn)水管口懸空高度過(guò)大,或管路淹沒(méi)深度過(guò)小。通過(guò)降低水泵安裝高程,加長(zhǎng)進(jìn)水管,增加淹沒(méi)深度或是加蓋滅渦等方法,增大出水量,消除雜音和振動(dòng)。

      (4)管路的改造要結(jié)合進(jìn)、出水池的改造,把高射炮出流方式變?yōu)檠蜎](méi)式出流,減少揚(yáng)程和能量的損失。

      (5)正確安裝管路,防止漏水漏氣發(fā)生。

      5 結(jié)語(yǔ)

      綜上所述,小型泵站是保障農(nóng)業(yè)灌溉、抗御農(nóng)田干旱和減輕農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害的重要基礎(chǔ)設(shè)施,歷來(lái)在抗洪除澇和抗旱工作中發(fā)揮了不可替代的作用。針對(duì)目前小型泵站機(jī)電設(shè)備存在的問(wèn)題,我們需要用正確的理論解決問(wèn)題,并吸取工程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)防止重蹈覆轍,以保障泵站的工作質(zhì)量。

      參考文獻(xiàn):

      [1]靳洪.大型泵站機(jī)電設(shè)備更新改造問(wèn)題與措施[J].江淮水利科技.2010(05).

      [2]張燕.小型泵站電力損耗與有效利用的對(duì)策[J].科技與企業(yè).2015(05).

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