探析水利工程泵站機(jī)電設(shè)備故障診斷方法

方壯松

【摘要】：水利工程中泵站的安全運(yùn)行直接關(guān)系到防洪排澇，冷水供應(yīng)等方面的作用。在維護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，城市給排水，跨流域供水中起著重要作用。已成為人們生活中不可替代的一部分。泵站機(jī)電設(shè)備影響較大，具有維護(hù)時(shí)間短，任務(wù)繁重的特點(diǎn)。一旦泵站機(jī)電設(shè)備的某些部分出現(xiàn)問題，將影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。泵站機(jī)電設(shè)備故障診斷和排除是首要問題。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域科研工作者和同行業(yè)工作人員具有十分重要的參考意義。

【關(guān)鍵詞】：水利工程;泵站機(jī)電設(shè)備;故障診斷方法

1引言

泵站機(jī)電設(shè)備的維護(hù)是運(yùn)行管理的重要組成部分，這是安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，必須認(rèn)真對(duì)待。為了為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供更好的服務(wù)，泵站中的所有設(shè)備應(yīng)具有較高的運(yùn)行可靠性，以確保該機(jī)組始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)，否則會(huì)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。該項(xiàng)目如表1所示。因此，必須盡快檢查泵站的所有機(jī)電設(shè)備是否存在相應(yīng)的故障，并應(yīng)進(jìn)行正常的檢查、維護(hù)和修理，對(duì)那些易維修的易損部件應(yīng)進(jìn)行檢查，進(jìn)行更新，并修復(fù)那些可維修的零件。

2泵站機(jī)電設(shè)備概述

通常，大中型泵站上的各種機(jī)電設(shè)備統(tǒng)稱為泵站機(jī)電設(shè)備，主要由主泵、電氣和輔助設(shè)備組成，因?yàn)楸谜緳C(jī)電設(shè)備在結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜，所以它的技術(shù)性能更強(qiáng)大，如圖1所示。泵安裝后，為減輕問題或提高水利工程設(shè)備的可靠性應(yīng)當(dāng)考慮以可靠性為中心的維護(hù)。涉及確定可能導(dǎo)致運(yùn)行中的設(shè)備產(chǎn)生不良后果的故障事件類型、其無法執(zhí)行功能的方式（功能故障）以及關(guān)鍵性能指標(biāo)。理解導(dǎo)致泵站機(jī)電設(shè)備故障的真正原因的最實(shí)用方法是對(duì)與故障事件相關(guān)的問題進(jìn)行系統(tǒng)的、基于事實(shí)的分析。這樣，將完全理解所承擔(dān)的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，這可以在設(shè)計(jì)階段主動(dòng)完成，也可以在維護(hù)階段被動(dòng)完成。無論哪種情況，都必須發(fā)現(xiàn)潛在的問題，以揭示造成泵站機(jī)電設(shè)備故障的方式和的真正原因。

3水利工程泵站機(jī)電設(shè)備的常見故障

3.1水泵設(shè)備故障

臥式雙吸泵可安裝有90度彎頭，該彎頭安裝在吸嘴上，使通往彎頭的管線與泵軸的軸線平行。當(dāng)液體掃過彎頭時(shí)，將其離心到長半徑，這會(huì)在泵殼中造成液體不平衡，從而可能導(dǎo)致在葉輪上施加過大的軸向推力。這種布置的正常結(jié)果是，在軸上最靠近吸力源的一端，機(jī)械密封或軸承（當(dāng)安裝了填料時(shí)）持續(xù)出現(xiàn)頻繁的故障。不管安裝的密封件或軸承的類型如何，這種故障通常會(huì)在大約六個(gè)月的間隔內(nèi)發(fā)生。在臥式端吸離心泵中，頻繁且有規(guī)律地使用不同的密封件導(dǎo)致密封件故障，這表明軸尺寸過小，會(huì)發(fā)生過度撓曲。對(duì)于填充式泵而言，同樣的情況也是如此，它無法在任何時(shí)間長度內(nèi)保持最小的泄漏量，并且似乎在不斷地泄漏過多，而與花費(fèi)在最小化泄漏上的時(shí)間和專業(yè)知識(shí)無關(guān)。這個(gè)問題經(jīng)常歸咎于最后重新包裝該泵的人，甚至是所使用的包裝類型，導(dǎo)致嘗試了許多不同的包裝樣式。在這種情況下，困難的根源也是軸的尺寸過小，軸會(huì)承受過度的撓曲。在理想的工作條件下，泵將以最佳效率點(diǎn)運(yùn)行，通過葉輪上的各種液壓負(fù)載施加在軸上的徑向力將很小，并且不會(huì)影響軸。但是，當(dāng)泵未在BEP附近運(yùn)行時(shí)，通過葉輪上的各種液壓負(fù)載施加在軸上的徑向力會(huì)過大，并有使軸偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。當(dāng)所討論的泵是雙蝸殼設(shè)計(jì)時(shí)，可以消除此問題，在這種設(shè)計(jì)中，徑向載荷是平衡的，并且對(duì)軸的影響最小。在大多數(shù)端吸單蝸殼工藝泵中，將發(fā)生的偏轉(zhuǎn)量將取決于軸的有效直徑。如果有效直徑足夠大，則撓度將最小。但是，如果有效直徑太小，則撓度將過大，并導(dǎo)致密封和填料過早失效。如果將軸套縮緊到軸上，則有效直徑將為軸套直徑。但是，如果軸套通過鉤形設(shè)計(jì)固定或鍵接到軸上，則有效直徑將成為軸在軸套下方的直徑。這導(dǎo)致軸的強(qiáng)度大大降低，在出現(xiàn)液壓失常情況（例如可能在彎道的切斷點(diǎn)附近發(fā)生）的情況下，幾乎不容易受到撓曲。

3.2電氣設(shè)備故障

電動(dòng)機(jī)電流和功率分析用于檢測(cè)一些操作和結(jié)構(gòu)問題，例如吸濾器堵塞和設(shè)備未對(duì)準(zhǔn)。在檢測(cè)由系統(tǒng)和過程特定來源引起的不穩(wěn)定過程條件的影響時(shí)，電動(dòng)機(jī)監(jiān)控的參數(shù)比振動(dòng)傳感器敏感得多。特定頻率范圍內(nèi)的電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)的能量含量被用作故障指示器，以檢測(cè)離心泵中發(fā)生的故障，即部分流運(yùn)行、氣蝕、反向旋轉(zhuǎn)等。

4有效診斷和處理設(shè)備故障的途徑

4.1定期檢修

泵站機(jī)電設(shè)備從正在運(yùn)行攪拌器或流體混合器的儲(chǔ)罐中抽吸，也會(huì)發(fā)生類似情況。如果可行的話，可以通過在水箱中使用適當(dāng)?shù)膿醢鍖⑦@些問題最小化。也可以通過在管路中使用過多的彎頭來形成通往泵的吸入管路中的紊流。即使直接位于泵的吸入法蘭上的一個(gè)彎頭也會(huì)產(chǎn)生足夠的湍流，從而引起空氣夾帶。如果在不同平面上的吸入管道中有兩個(gè)彎頭彼此靠近，則液體將以渦旋方式從第二個(gè)彎頭流出，這將引起相當(dāng)大的湍流。通過在液體流中引起低壓氣穴，從而可能發(fā)生汽化，這將為泵帶來空氣夾帶問題。理想的情況是在吸力減小器和管路中的第一個(gè)障礙物之間，為吸力側(cè)提供一條直管，其長度相當(dāng)于該管直徑的5至10倍。這將確保向葉輪的眼部輸送均勻的液體，并避免任何湍流和空氣夾帶。

4.2電氣設(shè)備的養(yǎng)護(hù)

定期檢查發(fā)電機(jī)、開關(guān)和斷路器的牢固連接和配線是否完好。如果發(fā)現(xiàn)缺陷，電工通常會(huì)進(jìn)行維修。根據(jù)接線條件，通常通過將電線拼接在一起進(jìn)行維修。在某些情況下，它們被包裹在稱為導(dǎo)管的金屬管中以防止磨損。保持良好的布線狀態(tài)可確保加熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的電源始終如一。

5結(jié)語

總而言之，在泵站機(jī)電設(shè)備的診斷和處理過程中，確保各種部件正常安全運(yùn)行的關(guān)鍵措施對(duì)防止安全事故的發(fā)生具有重要意義。對(duì)此，泵站管理人員應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的檢查和維護(hù)。發(fā)現(xiàn)輕微故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，應(yīng)當(dāng)記錄和報(bào)告重大故障，以免損壞范圍擴(kuò)大，提高水利工程的運(yùn)作效率，保障工業(yè)農(nóng)業(yè)用水安全。

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