對(duì)防洪排澇泵站潛水軸流泵故障特點(diǎn)及其原因的分析

曾建文

摘 要：近年來(lái)，越來(lái)越多的防洪排澇泵站采用潛水軸流泵，而防洪排澇泵站是城市防洪排澇設(shè)施的重要組成部分，因此潛水軸流泵的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。但是，水泵機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)故障，所以要及時(shí)掌握故障的特點(diǎn)以及發(fā)生的原因，對(duì)于保障機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，降低維修成本具有非常顯著的意義?；诖?，本文對(duì)于防洪排澇泵站潛水軸流泵的故障特點(diǎn)以及原因進(jìn)行了探索與分析。

關(guān)鍵詞：防洪排澇泵站 潛水軸流泵 故障 原因 分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TV675 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（c）-0067-02

梅州市梅州大堤管理處現(xiàn)有11座防洪排澇泵站，裝機(jī)42臺(tái)，總裝機(jī)容量13040kW，排澇流量193.76m3/s。大型1座、中型2座、小型8座，其中有7座防洪排澇泵站采用了潛水軸流泵。潛水軸流泵的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，但其在運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的故障，為了降低防洪排澇泵站潛水軸流泵故障發(fā)生的可能性，有必要對(duì)其故障進(jìn)行分析，以便故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地排除故障，大大縮短維修時(shí)間，降低維修成本，使得維修質(zhì)量可以得到有效的保障，保障防洪排澇泵站的安全運(yùn)行，發(fā)揮應(yīng)有的排水作用。

1 主要故障以及故障的特點(diǎn)

1.1 主要故障的確定

潛水軸流泵由潛水電機(jī)與軸、泵段構(gòu)成一體，結(jié)構(gòu)緊湊，由多個(gè)零部件所構(gòu)成，每個(gè)零部件在水泵機(jī)組中承擔(dān)著相應(yīng)的功能，其在運(yùn)行過(guò)程中不可避免的會(huì)發(fā)生故障。對(duì)防洪排澇泵站潛水軸流泵的主要故障進(jìn)行分析，可以起到預(yù)防的作用。通過(guò)對(duì)梅州大堤管理處7座防洪排澇泵站潛水軸流泵的多年來(lái)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行分析，故障主要發(fā)生于密封、推力瓦、電機(jī)絕緣、導(dǎo)軸承等機(jī)構(gòu)中。

1.2 故障的特點(diǎn)分析

潛水軸流泵由于運(yùn)行管理方便、安裝簡(jiǎn)便、易于自動(dòng)化、工作可靠性高、美化環(huán)境而得到迅速發(fā)展，是現(xiàn)在防洪排澇泵站的重要設(shè)備，一般發(fā)生故障，其特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

第一，影響較大。防洪排澇泵站主要的作用是及時(shí)排除內(nèi)澇積水，其功能是否能夠正常、穩(wěn)定地發(fā)揮，直接關(guān)乎著人民的生命財(cái)產(chǎn)。如果當(dāng)防洪排澇泵站在防汛強(qiáng)排城市內(nèi)澇的時(shí)候發(fā)生故障，如果無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)到故障發(fā)生的部件，無(wú)法采取準(zhǔn)確的維修方案，將會(huì)導(dǎo)致該水泵機(jī)組的抽水量無(wú)法得到有效的保障，進(jìn)而將會(huì)帶來(lái)無(wú)法預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失。更為嚴(yán)重的，如果水泵機(jī)組出現(xiàn)故障，將會(huì)影響到整個(gè)程序的正常運(yùn)行，影響范圍非常廣泛。

第二，引發(fā)故障的原因非常復(fù)雜多樣。總體而言，故障原因主要可以分為以下4個(gè)方面：（1）機(jī)械原因：由于使用年限較長(zhǎng)，水泵機(jī)組將會(huì)出現(xiàn)被腐蝕、老化以及磨損等現(xiàn)象，這些損耗將會(huì)對(duì)機(jī)組部件的性能、質(zhì)量以及運(yùn)行效率等帶來(lái)非常明顯的影響，這些均可以成為水泵機(jī)組關(guān)鍵部件出現(xiàn)故障的主要原因。同時(shí)，機(jī)械故障還具有耗損性、模糊性、多樣性、潛在性以及漸發(fā)性等鮮明的特點(diǎn)。如水泵機(jī)組中的轉(zhuǎn)子缺乏平衡性、不對(duì)中以及部件的密封性等均會(huì)導(dǎo)致部件出現(xiàn)故障。（2）電氣原因：一般情況下，水泵機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中必須要保證電流和電壓要在合適的范圍的，如果電壓和電流過(guò)高或過(guò)低均會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的溫度升高，甚至有可能會(huì)造成電機(jī)出現(xiàn)燒損現(xiàn)象。例如，三相電壓缺乏平衡性或者三相阻抗不同均會(huì)導(dǎo)致三相電流缺乏平衡性，從而造成保險(xiǎn)絲出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象。在防洪排澇泵站中的電氣設(shè)備非常多，如果一個(gè)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，很有可能會(huì)導(dǎo)致所有的機(jī)組出現(xiàn)故障。（3）水力原因：如果防洪排澇泵站中的啟動(dòng)水位過(guò)低，超過(guò)設(shè)計(jì)最低水位；或者揚(yáng)程過(guò)高；或者水流不均勻等都會(huì)造成機(jī)組出現(xiàn)過(guò)載或者水力振動(dòng)的情況發(fā)生。一般情況下，出現(xiàn)水力共振的原因?yàn)椋悍窃O(shè)計(jì)工況流速的不均勻性所引發(fā)的振動(dòng)，水泵起動(dòng)過(guò)渡引起的振動(dòng)等。（4）維護(hù)管理原因：如果水泵機(jī)組的日常維護(hù)不夠到位，將會(huì)引起機(jī)組的故障。

第三，故障具有較強(qiáng)的隱蔽性特點(diǎn)。防洪排澇泵站潛水軸流泵若發(fā)生故障，具有非常鮮明的隱蔽性特點(diǎn)，主要原因?yàn)橐韵聝纱蠓矫妫阂环矫?，水泵機(jī)組安裝在水中，維修人員無(wú)法直接進(jìn)入到機(jī)組內(nèi)部進(jìn)行全面的檢查，也無(wú)法對(duì)機(jī)組進(jìn)行解體檢查；另一方面，一般情況下，防洪排澇泵站在平常不會(huì)運(yùn)行，只會(huì)在汛洪的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行開(kāi)機(jī)抽水，而抽水的時(shí)間往往不長(zhǎng)。因此，故障往往也只會(huì)在機(jī)組運(yùn)行的時(shí)候才會(huì)體現(xiàn)出來(lái)，在其他停機(jī)的狀態(tài)下，卻很難發(fā)現(xiàn)機(jī)組中存在的問(wèn)題。

2 常見(jiàn)故障發(fā)生的原因分析

2.1 機(jī)械密封滲漏的原因分析

機(jī)械密封滲漏問(wèn)題比較常見(jiàn)，機(jī)械密封的運(yùn)行好壞直接影響到水泵的正常運(yùn)行，機(jī)械密封滲漏原因主要有以下幾方面：第一，由于密封裝置老化、磨損所致。潛水軸流泵多用于城市防汛排澇，進(jìn)水流道與城市排污下水道連接，環(huán)境比較惡劣，密封裝置受到污水中的弱酸、弱堿的腐蝕容易老化、磨損。第二，轉(zhuǎn)子周期性振動(dòng)。原因是定子與上、下端蓋未對(duì)中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承損壞（磨損），這種情況會(huì)縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。

2.2 推力瓦燒損的原因分析

推力瓦出現(xiàn)燒損的原因主要有以下幾方面：第一，推力瓦荷載率過(guò)大。轉(zhuǎn)動(dòng)部件自身的重量、軸向水推力以及轉(zhuǎn)子的軸向磁拉力三者共同構(gòu)成了推力軸的荷載。第二，推力瓦受力不夠均勻。由于推力瓦在生產(chǎn)、制造、安裝以及運(yùn)行等方面的因素影響，機(jī)組中的部分推力瓦將會(huì)出現(xiàn)受力不夠均勻的情況，從而導(dǎo)致推力瓦的溫度居高不下，甚至?xí)霈F(xiàn)燒損的現(xiàn)象。第三，推力瓦安裝時(shí)出現(xiàn)受力不夠均勻。在安裝推力瓦時(shí)，往往會(huì)采用錘擊法或者是降低抗重螺栓的方式進(jìn)行安裝，主要依靠手部的力量使得推力瓦受力，具有較大的隨意性，并且有著較大的誤差。

2.3 電機(jī)老化絕緣的原因分析

電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化、環(huán)境以及機(jī)械出現(xiàn)損耗等會(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而造成電機(jī)的絕緣性明顯下降，通過(guò)歸納總結(jié)可知，絕緣性主要受到以下幾個(gè)方面的影響：第一，熱老化。當(dāng)電機(jī)的絕緣性材料在運(yùn)行過(guò)程中，由于長(zhǎng)期受熱將會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的物理和化學(xué)變化，從而將會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)老化、揮發(fā)或者裂解等現(xiàn)象。除此之外，由于電機(jī)需要重復(fù)啟動(dòng)，絕緣體將會(huì)反復(fù)遭受到熱循環(huán)等作用，絕緣體將會(huì)出現(xiàn)由于疲勞而損壞。冷卻方式不當(dāng)也將會(huì)對(duì)絕緣體的散熱情況造成直接的影響。第二，電老化。電老化主要包括漏電、電腐蝕以及局部放電等現(xiàn)象。電阻圈中的絕緣體不可避免地存在著微小的氣隙，這些氣隙在長(zhǎng)期高壓的作用下將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)電老化的狀況，從而將會(huì)出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象。第三，機(jī)械老化。機(jī)械老化主要是指絕緣體材料的外部出現(xiàn)裂縫和磨損的現(xiàn)象。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，絕緣體內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)很大的應(yīng)力，絕緣體將會(huì)遭受到彎曲和擠壓等作用，從而將會(huì)出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象。

2.4 水泵導(dǎo)軸承故障的原因分析

如果水泵導(dǎo)軸承與軸頸遭受到非常嚴(yán)重的磨損，將會(huì)導(dǎo)致兩者之間的間距增加，軸承的晃動(dòng)程度大大增強(qiáng)，將會(huì)產(chǎn)生非常劇烈的振動(dòng)現(xiàn)象。一般情況下，水泵導(dǎo)軸承出現(xiàn)故障的原因主要是潤(rùn)滑導(dǎo)致的原因。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，防洪排澇泵站潛水軸流泵出現(xiàn)故障的原因非常復(fù)雜多變，為了能夠保障機(jī)組的正常穩(wěn)定的運(yùn)行，必須能夠充分了解各種故障產(chǎn)生的原因，并及時(shí)采取相應(yīng)的維修方案，從而降低故障發(fā)生的概率，保障防洪排澇泵站的安全運(yùn)行，發(fā)揮應(yīng)有的效益。

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