抽水泵站機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行與管理風(fēng)險(xiǎn)研究

孫浩夫

(遼寧省海城市水務(wù)事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 海城 114200)

大型泵站主要由電氣自動(dòng)控制、抽水泵組、建筑裝飾工程、附屬設(shè)施、變電站、土建工程等組成，其建設(shè)是一個(gè)施工作業(yè)交叉多、專業(yè)設(shè)計(jì)多、技術(shù)要求高、系統(tǒng)復(fù)雜、周期長的高風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)過程。由于存在工程管理、技術(shù)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、場(chǎng)地狀況和自然環(huán)境等大量隨機(jī)的或未確定的因素，建設(shè)過程中具有許多風(fēng)險(xiǎn)，例如設(shè)計(jì)或制造失誤、自然災(zāi)害、安裝與制造精度不達(dá)標(biāo)，工程效率或功能無法滿足要求，安裝或試運(yùn)行不當(dāng)導(dǎo)致故障等，對(duì)工程建設(shè)預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生直接威脅。實(shí)施過程中工程項(xiàng)目存在許多風(fēng)險(xiǎn)，其中最主要的風(fēng)險(xiǎn)通常為技術(shù)與管理風(fēng)險(xiǎn)，這也是工程風(fēng)險(xiǎn)防控的重點(diǎn)[1]。

1 泵站機(jī)電安裝工程

1.1 工程技術(shù)與管理風(fēng)險(xiǎn)

工程技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是指在實(shí)際與理論上工程施工、設(shè)計(jì)中選用的技術(shù)參數(shù)或技術(shù)存在偏差，由此造成工程受損、人員傷亡的意外事故，特別是遇到操作失誤、使用錯(cuò)誤的技術(shù)措施、工藝方法、工程設(shè)計(jì)時(shí)極易導(dǎo)致安全質(zhì)量事故。

工程管理風(fēng)險(xiǎn)是指由于決策失誤或主觀判斷無法適應(yīng)客觀條件的變化、施工和設(shè)計(jì)上存在安全質(zhì)量管理偏差等，使得管理過程中具有不確定性，因管理問題可能導(dǎo)致工程意外事故或巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 泵站機(jī)電安全風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

1.2.1 人為風(fēng)險(xiǎn)為主

以技術(shù)為基礎(chǔ)的各種機(jī)電設(shè)備，需要很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)開展設(shè)備的試運(yùn)行和安裝工作。施工過程中設(shè)備安裝人員的專業(yè)技術(shù)、責(zé)任心、工程經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備安裝質(zhì)量檢測(cè)能力、施工設(shè)備、技術(shù)措施、施工方法，安裝單位的管理水平與組織制度，安裝中的水電氣供應(yīng)，用人機(jī)制等因素均可導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。因此，雖然機(jī)電安裝工程也存在著技術(shù)與自然風(fēng)險(xiǎn)，但其主要風(fēng)險(xiǎn)以人為風(fēng)險(xiǎn)為主。

1.2.2 試運(yùn)行階段風(fēng)險(xiǎn)最大

實(shí)踐表明在機(jī)電安裝工程的施工階段，不運(yùn)行機(jī)器設(shè)備通常不會(huì)產(chǎn)生與設(shè)備相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素。雖然安裝過程的施工質(zhì)量與風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生直接相關(guān)，但只有投入試運(yùn)行后才會(huì)暴露機(jī)電設(shè)備的各種問題，如制造、設(shè)計(jì)、施工中的缺陷等，這與貫穿于土建工程施工每個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)有所不同[2]。

1.2.3 技術(shù)決策風(fēng)險(xiǎn)突出

科技進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展是不可改變的歷史規(guī)律，產(chǎn)品更新速度加快、新科技層數(shù)不窮、機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展迅速。許多新產(chǎn)品還未定型，沒來得及完善、驗(yàn)證就被更新的產(chǎn)品所取代。從商業(yè)利潤的角度，產(chǎn)品更新?lián)Q代導(dǎo)致同一產(chǎn)品不同常見的質(zhì)量存在較大差異。所以，在采購決策及選擇機(jī)電產(chǎn)品類型時(shí)，特別是關(guān)鍵技術(shù)的決策對(duì)控制機(jī)電安裝工程風(fēng)險(xiǎn)發(fā)揮著重要作用[3]。

1.2.4 風(fēng)險(xiǎn)復(fù)雜

從機(jī)械方面，抽水泵站機(jī)電設(shè)備安裝工程有通用機(jī)械、水力機(jī)械的安裝；從電氣工程的角度，主要有計(jì)算機(jī)監(jiān)控、二次電氣、高低壓變配電等弱電工程，還有消防、通風(fēng)、照明、防雷接地等。這些因素彼此獨(dú)立、互相影響且又相互關(guān)聯(lián)，并形成綜合的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使得防范和控制工程風(fēng)險(xiǎn)工作更加復(fù)雜。

1.2.5 難以界定責(zé)任

一旦發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故，由于難以再現(xiàn)機(jī)電設(shè)備安裝工程事故前的周邊環(huán)境和工況，技術(shù)解釋同一現(xiàn)象時(shí)也無法保持統(tǒng)一，考慮到自身的利益責(zé)任各方都對(duì)其工程行為進(jìn)行辯護(hù)，這時(shí)技術(shù)觀點(diǎn)就產(chǎn)生了偏移、扭曲，無法保證公正和公平性，難以準(zhǔn)確界定風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任。

1.3 機(jī)電設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)分析

1.3.1 螺栓聯(lián)接風(fēng)險(xiǎn)

機(jī)電行業(yè)中螺母、螺栓連接屬于一種基本裝配，聯(lián)接過緊則螺栓在長期電磁力與機(jī)械力作用下易出現(xiàn)金屬疲勞，發(fā)生螺牙滑絲或剪切破壞，等效于部件之間裝配松動(dòng)或聯(lián)接過松的情況，并導(dǎo)致事故的發(fā)生[4]。對(duì)于發(fā)揮電流傳導(dǎo)作用的螺母、螺栓聯(lián)接，要特別強(qiáng)調(diào)其電熱、機(jī)械效應(yīng)，由于壓接不緊極易增大電阻，通電條件下出現(xiàn)接觸面氧化、電阻增大、發(fā)熱的不利循環(huán)，并造成發(fā)熱嚴(yán)重、聯(lián)接處燒融、接地?cái)嚅_或短路事故。聯(lián)接線的接線柱、并溝、設(shè)備和T型線夾，均可使得母線和一次設(shè)備出現(xiàn)不同程度的事故。

1.3.2 主要電氣設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)

1)隔離開關(guān)

隔離開關(guān)安裝時(shí)因操作不當(dāng)、動(dòng)靜觸頭接觸面積或壓力不夠、三相不同期等，很容易使得接觸面發(fā)生電熱氧化，接觸電阻增大導(dǎo)致觸頭灼傷或燒蝕，并引發(fā)事故。

2)斷路器

斷路器弧觸指和觸頭插入行程、接觸壓力、分合閘速度、同期性不符合要求以及裝配不正確，將導(dǎo)致壓力驟增、熄弧時(shí)間延長、絕緣介質(zhì)分解和觸頭過熱的問題，由此產(chǎn)生的斷路器爆炸事故比較常見[5]。

3)安裝檢修不當(dāng)

由于安裝檢修不當(dāng)使得二次繞組開路，形成的過電壓較高危及設(shè)備和人身安全。

4)雜物落入

不慎將雜物落入有載調(diào)壓裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，裝配錯(cuò)誤或機(jī)構(gòu)卡住等，都會(huì)導(dǎo)致一定的安全事故。

5)主變壓器

主變壓器的絕緣被擊穿、破壞：安裝高壓管、主變吊芯時(shí)不慎掉入雜物，如工程實(shí)踐中比較常見的有鑰匙、螺帽等，密封裝置安裝錯(cuò)誤或損壞，套內(nèi)和器身排水不徹底等將顯著降低主變絕緣強(qiáng)度，以此導(dǎo)致局部絕緣被擊穿甚至惡性事故的發(fā)生。

6)主變壓器保護(hù)拒動(dòng)

主變壓器出線側(cè)或內(nèi)部發(fā)生接地、短路，斷路器保護(hù)拒動(dòng)且不跳閘，短路電流使得主變內(nèi)部溫度驟升，將變壓器油快速分解汽化成高爆可燃物，從而導(dǎo)致爆炸事故，而且擴(kuò)大了短路處事故狀態(tài)，為有效防止這種事故科學(xué)設(shè)計(jì)了消防設(shè)施和緊急事故油池。進(jìn)一步分析引起主變出線側(cè)接地故障或短路的原因有：制作電纜頭時(shí)掉入雜質(zhì)、不清潔、工藝錯(cuò)誤，線路硬母線故障、排氣不徹底、留有空腔，地刀分閘距離不夠或不在合閘位置、進(jìn)線柜盤頂母線緊固件松動(dòng)以及出線側(cè)并列對(duì)線的多根電纜対相錯(cuò)誤等。

7)調(diào)試操作失誤

隔離開關(guān)誤操作和地刀誤操作為變電站電氣工程安裝調(diào)試時(shí)最有可能出現(xiàn)的誤操作事故，若帶負(fù)載分合隔離開關(guān)或合上不在分閘位置上的帶電隔離開關(guān)，觸頭間將產(chǎn)生較大電弧以及發(fā)生嚴(yán)重的接地故障，并引發(fā)短路事故。

8)二次保護(hù)

引起二次保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的原有有分?jǐn)嗄芰Σ蛔?、觸電氧化、二次元件安裝不正確、接線松動(dòng)造成接觸不良和二次回路接線不正確等，可擴(kuò)大事故狀態(tài)或引發(fā)事故。

9)火災(zāi)事故

外部燃燒或因損傷、短路電纜等引發(fā)火災(zāi)事故，并對(duì)其他電氣設(shè)備產(chǎn)生不利影響，為防止電纜火災(zāi)阻燃電纜具有顯著成效。

1.3.3 抽水泵組及其附屬設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)

1)路管卡阻

關(guān)鍵設(shè)備部件卡阻或磨損、管內(nèi)雜物阻塞管道、管道安裝時(shí)清潔工作不到位或沒做、機(jī)組共用系統(tǒng)部件安裝錯(cuò)誤等，很容易產(chǎn)生供油、供水故障，甚至產(chǎn)生機(jī)組及拉瓦故障[6]。

2)斷流蝶閥誤動(dòng)或拒動(dòng)

抽水泵站斷流裝置選用液控蝶閥時(shí)，保證其工作可靠性極其重要，蝶閥誤動(dòng)或拒動(dòng)主要與液壓系統(tǒng)安裝不當(dāng)有關(guān)，其對(duì)蝶閥和機(jī)組系統(tǒng)產(chǎn)生的危害極大。

3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、定子短路

轉(zhuǎn)子與定子掉入雜物、安裝時(shí)損傷轉(zhuǎn)子和定子絕緣、接線盒中接線錯(cuò)誤等均可在一定程度上產(chǎn)生短路事故。

4)聯(lián)軸器安裝失敗

針對(duì)過盈配合的軸頸和聯(lián)軸器，將聯(lián)軸器加熱后熱套為其主要裝配工藝，若裝配過程中軸對(duì)位與聯(lián)軸器偏差過大、聯(lián)軸膨脹量過小、升溫不夠或倒角工藝處理不到位、鍵與鍵槽鈍邊、抽頸外徑和聯(lián)軸內(nèi)徑測(cè)量尺寸不準(zhǔn)確等，均會(huì)產(chǎn)生熱套失敗，若中途卡住將其拔下需要花費(fèi)較大功夫，并可能損傷軸與聯(lián)軸器，有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致主軸報(bào)廢。

1.3.4 其他風(fēng)險(xiǎn)

泵站廠房不同結(jié)構(gòu)層內(nèi)安裝的泵站機(jī)電戶內(nèi)設(shè)備，若施工安裝期間遇到洪水或暴雨，因排水設(shè)施上部完善、設(shè)備上不結(jié)構(gòu)漏水等因素，電氣盤柜等設(shè)備易受潮或被水浸泡而產(chǎn)生損壞。

2 實(shí)例工程

海城市某大型調(diào)水工程布設(shè)抽水泵站4個(gè)，對(duì)城市供水發(fā)揮著關(guān)鍵性控制作用。為降低泵站機(jī)電安裝風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率，該工程深入研究分析了工程風(fēng)險(xiǎn)，在初步設(shè)計(jì)階段就給出了有效的防控對(duì)策，風(fēng)險(xiǎn)管理措施貫穿于工程實(shí)施的全過程。

通過對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)色全面分析，提出的風(fēng)險(xiǎn)防控策略主要包括：

(1)通過保險(xiǎn)轉(zhuǎn)移來處理責(zé)任范圍內(nèi)的工程保險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)，考慮工程風(fēng)險(xiǎn)程度被保險(xiǎn)人向保險(xiǎn)人繳納一定的保險(xiǎn)費(fèi)作為安裝工程保險(xiǎn)，若工程項(xiàng)目發(fā)生意外事故或自然災(zāi)害等保險(xiǎn)責(zé)任范圍內(nèi)的事故并造成工程經(jīng)濟(jì)損失，則保險(xiǎn)人給予相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償以確保工程建設(shè)的順利實(shí)施。

(2)工藝不合理、原材料或制造缺陷、設(shè)計(jì)重大錯(cuò)誤等引起的物質(zhì)損失風(fēng)險(xiǎn)，通過工程安裝施工合同、設(shè)備采購合同、設(shè)計(jì)合同等轉(zhuǎn)移給有關(guān)責(zé)任方，促使其通過管理手段或科學(xué)技術(shù)避免或減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

(3)社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)是建設(shè)者無法規(guī)避的，這種取決于經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境變化的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)由業(yè)主承擔(dān)。

(4)其他風(fēng)險(xiǎn)，如機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率因安裝精度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但是能夠正常使用的非事故損失，為更好的減損或防損應(yīng)加強(qiáng)管理和新技術(shù)應(yīng)用[7]。

2.1 重大技術(shù)決策

對(duì)于重大技術(shù)決策，如主設(shè)備的選型、泵站機(jī)電工程的設(shè)計(jì)及其主要技術(shù)參數(shù)的確定等，該工程邀請(qǐng)國內(nèi)外有關(guān)專家和技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)考察，召開專家會(huì)議進(jìn)行橫向比較，通過公開招投標(biāo)進(jìn)一步優(yōu)化工程質(zhì)量、功能和價(jià)格。派駐專業(yè)人員監(jiān)造主設(shè)備制造廠家，采用一系列的驗(yàn)收手段、完備的出廠試驗(yàn)等等保障產(chǎn)品質(zhì)量。針對(duì)關(guān)鍵設(shè)備，如機(jī)電、水泵等開展型式試驗(yàn)、真機(jī)試驗(yàn)，并派出由專家、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主等組成的專家小組，完成驗(yàn)收、鑒定和見證等工作[8]。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)防范措施

組建一支專業(yè)技術(shù)強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的安裝隊(duì)伍是風(fēng)險(xiǎn)防范的重要手段，通過不定期開展技術(shù)研討、培訓(xùn)，切實(shí)提升安裝人員管理水平和專業(yè)技能，安裝單位要完善質(zhì)保體系、健全各種規(guī)章制度[9]。

安裝準(zhǔn)備工作主要包括：安裝流程要熟練掌握，并對(duì)核心面、線、點(diǎn)準(zhǔn)確確定；測(cè)試重要部件及機(jī)電設(shè)備的擺度、垂直度，以此保證制造上的設(shè)備誤差方向；校核安裝基礎(chǔ)，對(duì)土建施工和設(shè)計(jì)過程中可能出現(xiàn)的誤差及時(shí)排除，實(shí)施有效的整理；安裝計(jì)劃科學(xué)、合理，并取得監(jiān)理審核和設(shè)備常見的認(rèn)可、指導(dǎo)；對(duì)所需的測(cè)量工具要提前準(zhǔn)備好[10]。

采取以下措施確保安裝過程順利實(shí)施：

(1)貫徹落實(shí)操作規(guī)程和“三檢”制度，按照先檢查、再安裝的原則完成每一單元的安裝，安裝過程中隨時(shí)測(cè)試重要部位，完成安裝后開展復(fù)檢，復(fù)檢數(shù)據(jù)達(dá)到要求后方可開展下一步工作；

(2)機(jī)電廠家技術(shù)人員要進(jìn)行必要的技術(shù)交底，在安全現(xiàn)場(chǎng)給予指導(dǎo)；

(3)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和理論分析成果，在安裝過程中準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可能導(dǎo)致的失敗后果，采取有效的對(duì)策解決安裝失敗的問題；

(4)認(rèn)真觀察安裝過程，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象立即停止安裝，并邀請(qǐng)監(jiān)理人員和生產(chǎn)廠家技術(shù)人員分析原因，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和理論分析明確退出本步安裝的方法，在本步安裝退出過程中確保機(jī)組部件不受損壞，本步安裝退出后要認(rèn)真檢查部件，并進(jìn)一步分析原因以便選擇行之有效的安裝方法。

3 結(jié)語

機(jī)電設(shè)備實(shí)施過程中存在諸多風(fēng)險(xiǎn)，其中最主要是技術(shù)與管理風(fēng)險(xiǎn)，這也是風(fēng)險(xiǎn)防控的重點(diǎn)。對(duì)此，本文以海城市某大型調(diào)水工程為例，結(jié)合工程資料和實(shí)際情況，深入探究了設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)因素、風(fēng)險(xiǎn)事故以及技術(shù)管理風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，從多個(gè)角度提出風(fēng)險(xiǎn)防范對(duì)策，以期為保證抽水泵站的正常安全和運(yùn)行提供技術(shù)支持。