大型水利泵站機(jī)電設(shè)備安裝與檢修研究

羅曉亮

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400）

引言

大型水利泵站是水利工程中十分重要的設(shè)施，大型水利泵站運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性與安全性在一定程度上直接影響到整個(gè)水利工程的運(yùn)行安全。而大型水利泵站中的機(jī)電設(shè)備又是大型水利泵站中極其重要的組成結(jié)構(gòu)，具有投入成本高、組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，在安裝與檢修的過程中，具有一定的操作難度。如果機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行或安裝過程中發(fā)生故障，會(huì)直接影響到整個(gè)大型水利泵站的工作效果與使用安全，進(jìn)而威脅到相關(guān)工作人員的人身安全與企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全。因此，為確保水利工程項(xiàng)目能夠順利進(jìn)行，有關(guān)部門必須重視大型水利泵站機(jī)電設(shè)備安裝與檢修工作質(zhì)量。

1 大型水利泵站機(jī)電設(shè)備安裝原則

1.1 科學(xué)性

機(jī)電設(shè)備安裝的科學(xué)性主要是指機(jī)電設(shè)備安裝方案設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。大型水利泵站的整體規(guī)模通常相對(duì)較大，在機(jī)電設(shè)備安裝過程中，必須保障相關(guān)操作的科學(xué)規(guī)范性。為提高機(jī)電設(shè)備安裝與實(shí)際應(yīng)用的高效性，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)在安裝前期對(duì)大型水利泵站進(jìn)行實(shí)地考察研究，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確測(cè)量，確定好合理科學(xué)的安裝點(diǎn)位后，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與行業(yè)相關(guān)制度設(shè)計(jì)出完善健全的安裝方案，同時(shí)將其以圖紙文件的形式展現(xiàn)出來(lái)，為安裝施工人員提供良好的信息保障[1]?？茖W(xué)合理的機(jī)電設(shè)備安裝方案設(shè)計(jì)能夠有效提高機(jī)電設(shè)備的實(shí)際安裝質(zhì)量，同時(shí)降低在安裝過程中發(fā)生故障的幾率，從而提高大型水利泵站機(jī)電設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用效率。

1.2 精確性

一般情況下，大型水利泵站與水源位置相對(duì)較近，雖然部分大型水利泵站具有一定防水性能，但是，大部分中小型水利泵站并不具備良好的防水性能。因此，針對(duì)不同需求的機(jī)電設(shè)備安裝，應(yīng)當(dāng)制定不同的安裝標(biāo)準(zhǔn)與制度規(guī)范。并根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，制定不同的安裝方案。在安裝實(shí)施過程中，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)定位，提高機(jī)電設(shè)備的精確性。同時(shí)，復(fù)雜的安裝操作需要施工人員具備良好的專業(yè)素養(yǎng)與綜合能力，對(duì)施工人員同樣具有較大的挑戰(zhàn)性。在機(jī)電設(shè)備安裝過程中，如果實(shí)際操作與方案預(yù)期情況不符，施工部門應(yīng)當(dāng)及時(shí)與設(shè)計(jì)部門進(jìn)行溝通，在問題確認(rèn)無(wú)誤后，方可繼續(xù)安裝。

2 大型水利泵站機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)要點(diǎn)

2.1 安裝前的質(zhì)量保障工作

在大型水利泵站機(jī)電設(shè)備正式安裝前，需要相關(guān)部門做好場(chǎng)地部署工作，技術(shù)人員需要做好技術(shù)交底工作，確保安裝人員能夠有效掌握具體的安裝流程與注意事項(xiàng)，同時(shí)，安裝人員應(yīng)具備良好的安裝技能。嚴(yán)格審核機(jī)電設(shè)備安裝設(shè)計(jì)方案，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)方案內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保整個(gè)安裝工序與實(shí)際情況相符，防止出現(xiàn)二次返工現(xiàn)象。安裝技術(shù)必須完全符合水利工程機(jī)電設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，禁止安裝人員隨意施工，擅自修改安裝操作。對(duì)于安裝過程中需要使用到的相關(guān)專業(yè)器械與用具，需要提前進(jìn)行質(zhì)量檢查工作，確保其能夠有效支持安裝工作順利進(jìn)行。同時(shí)，還需要嚴(yán)格檢查安裝過程的安全防護(hù)措施以及電力系統(tǒng)的保護(hù)措施，確保安裝過程安全操作。此外，在大型機(jī)電設(shè)備安裝項(xiàng)目中，還需要在安裝施工場(chǎng)地配置技術(shù)監(jiān)管部門與調(diào)度指揮部門，在相關(guān)部門完善后，方可正式進(jìn)行安裝施工。

2.2 安裝過程中施工技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備安裝過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與方案計(jì)劃，對(duì)施工過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。對(duì)預(yù)埋件、預(yù)埋孔等施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)孔洞尺寸、位置以及大小等數(shù)據(jù)進(jìn)行精確核實(shí)。在起吊施工環(huán)節(jié)中，先將起吊設(shè)施固定在泵房頂端，在安裝水泵前對(duì)基礎(chǔ)中心線等進(jìn)行檢查，嚴(yán)格控制基準(zhǔn)線誤差。同時(shí)，為防止水泵發(fā)生安裝松動(dòng)現(xiàn)象，要對(duì)地面固定螺栓進(jìn)行加固[2]。在主電機(jī)安裝過程中，必須嚴(yán)格遵守安裝順序，主電機(jī)設(shè)備是整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)中的核心動(dòng)力裝置，一旦發(fā)生故障問題，會(huì)直接影響到整個(gè)水泵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，還需嚴(yán)格監(jiān)管閥門與管道部件的安裝工作，確保連接部位的密封性，同時(shí)，對(duì)管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐處理，以此提高管道結(jié)構(gòu)的使用壽命。

2.3 安裝完畢后的質(zhì)量驗(yàn)收工作

機(jī)電設(shè)備在安裝完畢后需要及時(shí)開展施工質(zhì)量驗(yàn)收工作，嚴(yán)格檢查各類結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，同時(shí)對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行。可以利用開停機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，用以檢查機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性與安全性，防止正式投入使用時(shí)發(fā)生機(jī)電故障。同時(shí)，對(duì)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，重點(diǎn)關(guān)注水泵的靈敏度，防止發(fā)生卡死現(xiàn)象。在機(jī)電設(shè)備調(diào)試運(yùn)行過程中，需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，依據(jù)電氣圖紙與線路接線圖，防止系統(tǒng)發(fā)生接錯(cuò)線的現(xiàn)象。除此之外，還要對(duì)電氣系統(tǒng)的絕緣性能進(jìn)行檢查，確保系統(tǒng)的運(yùn)行安全。在調(diào)試過程中明確電氣系統(tǒng)的動(dòng)作閥值。在通電試驗(yàn)前，確?？刂苹芈废到y(tǒng)保持在正常狀態(tài)，在通電后觀察其是否發(fā)生異?，F(xiàn)象。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)立即停止供電，針對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)解決，從而提高機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量。機(jī)電設(shè)備在安裝過程中常見的機(jī)械振動(dòng)故障問題，如表1所示。

表1 機(jī)電設(shè)備在安裝過程中常見的機(jī)械振動(dòng)故障以及原因

3 泵站機(jī)電設(shè)備檢修案例分析

3.1 工程概況

某泵站于2018年正式建成投入使用，在運(yùn)行3年后發(fā)生水導(dǎo)軸承油溫過高以及漏油現(xiàn)象，需要每天進(jìn)行2次加油操作，且每次最少3 kg。與此同時(shí)，水導(dǎo)軸承自身溫度同樣較高，在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，水導(dǎo)軸承最高溫度達(dá)到65℃，同時(shí)油溫達(dá)到54℃，整體耗油量相對(duì)較大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致軸承燒毀，對(duì)泵站的運(yùn)行安全以及運(yùn)行效益構(gòu)成了極大的影響。為保障系統(tǒng)運(yùn)行安全，解決油耗過大問題，對(duì)該泵站水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面系統(tǒng)的檢修。

3.2 軸承漏油、溫度過高以及油溫過高原因分析

檢修人員對(duì)水導(dǎo)軸承實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致觀察分析，發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承發(fā)生漏油、溫度過高以及油溫過高現(xiàn)象的主要原因?yàn)檩S承間隙較大，經(jīng)過專業(yè)工具測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，雙邊間隙已經(jīng)超過0.5 mm，與安裝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值差距較大，潤(rùn)滑油在進(jìn)入水導(dǎo)軸承瓦面后無(wú)法有效形成油楔，進(jìn)而導(dǎo)致潤(rùn)滑油的冷卻作用受到一定影響，水導(dǎo)軸承發(fā)生整體溫度過高現(xiàn)象。軸瓦與軸承底座之間利用螺栓進(jìn)行連接，該方法導(dǎo)致兩者間存在一定間隙距離，在機(jī)組運(yùn)行過程中，旋轉(zhuǎn)油盆會(huì)進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)，少量潤(rùn)滑油并沒有流進(jìn)進(jìn)油孔，在外力作用下流到軸瓦與軸承底座的間隙中，進(jìn)而從螺栓孔位置流出，最終導(dǎo)致水導(dǎo)軸承發(fā)生漏油問題[3]?；赜凸茉谖礉M油狀態(tài)下，水導(dǎo)瓦之間的溫度差值超過6℃，同時(shí)，由于甩油溢流板并不平衡，導(dǎo)致油循環(huán)效果較差，部分油液飛濺到回油管中，進(jìn)而導(dǎo)致油盆中的油液溫度提高，潤(rùn)滑油冷卻效果受到一定影響，部分油液在影響作用下飛出軸承，最終導(dǎo)致水導(dǎo)軸承漏油現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 檢修措施

在明確水導(dǎo)軸承故障原因后，檢修人員依據(jù)相關(guān)技術(shù)制定了以下維修方法：在軸瓦與軸承底座以及軸承之間增加一定數(shù)量的銅墊片，以此縮小部件結(jié)構(gòu)間隙，將其有效控制在安裝使用標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。對(duì)大軸承和擋油圈結(jié)構(gòu)之間的間隙距離進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，將誤差調(diào)節(jié)到1 mm以內(nèi)。對(duì)進(jìn)油孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，以保證潤(rùn)滑油能夠有效進(jìn)入軸承與軸瓦之間的結(jié)合面。對(duì)軸瓦與軸承底座之間的間隙距離進(jìn)行優(yōu)化處理，利用密封膠進(jìn)行密封填充，以保障縫隙能夠得到有效修復(fù)，阻止油液進(jìn)入。對(duì)溢流板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，將上朝向結(jié)構(gòu)改造成下朝向結(jié)構(gòu)，并且保證內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)高出外側(cè)結(jié)構(gòu)0.5 mm，確保溢流板中的油液能夠正?；亓鳎柚拱l(fā)生油液甩出軸承的問題。

3.4 檢修效果分析

在水導(dǎo)軸承全部檢修工作完成后，檢修人員對(duì)水導(dǎo)軸承實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行全面細(xì)致地觀察，通過與檢修前的運(yùn)行情況對(duì)比分析，能夠發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承上油情況良好。同時(shí)，回油量比較均勻，回油管能夠正常回油。除此之外，水導(dǎo)軸承的整體油耗量呈大幅度降低現(xiàn)象，加油周期在9 d左右，每次加油量約為2 kg，水導(dǎo)軸承在實(shí)際運(yùn)行過程中的各項(xiàng)性能參數(shù)均為正常狀態(tài)。

4 大型水利泵站機(jī)電設(shè)備檢修注意事項(xiàng)

4.1 不同機(jī)電設(shè)備應(yīng)用不同的檢修方法

在機(jī)電設(shè)備日常檢修過程中，需要依據(jù)不同的機(jī)電設(shè)備開展不同形式的檢修工作。例如，在針對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)，可以針對(duì)異步電機(jī)結(jié)構(gòu)與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行分析，探究電機(jī)發(fā)生故障的具體原因，利用相對(duì)應(yīng)的維修手段，針對(duì)性地解決問題，確保電機(jī)運(yùn)行安全與運(yùn)行效率。針對(duì)定子引出線電纜進(jìn)行檢修時(shí)，可以加強(qiáng)設(shè)備表面破損檢修力度，在發(fā)現(xiàn)電纜存在破損問題后，第一時(shí)間利用絕緣膠帶等對(duì)故障部位進(jìn)行包扎保護(hù)，以避免破損問題進(jìn)一步擴(kuò)大[4]。在檢修過程中，應(yīng)當(dāng)確保機(jī)電設(shè)備處于停電狀態(tài)，避免電纜發(fā)生漏電威脅到檢修人員生命安全。同時(shí)，施工部門應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行定期檢查工作，確保機(jī)電系統(tǒng)的工作環(huán)境良好。

4.2 提高機(jī)電設(shè)備調(diào)度能力

在機(jī)電設(shè)備檢修過程中，應(yīng)當(dāng)注重提高機(jī)電設(shè)備的調(diào)度能力，可以利用調(diào)度數(shù)學(xué)模型的方法，對(duì)故障檢修方法進(jìn)行仿真模擬，提高檢修質(zhì)量與效率?？梢越⒋?lián)梯級(jí)水位信息模型：

其中，大型水利泵站（n）為n級(jí)水泵站揚(yáng)程數(shù)值，大型水利泵站n1與大型水利泵站n2分別為下游水位高值與上游水位高值。通過分析公式中的各項(xiàng)因素能夠發(fā)現(xiàn)，梯級(jí)水泵站之間流量具有十分明顯的關(guān)聯(lián)關(guān)系，下級(jí)水泵站所需流量需要上級(jí)水泵站提供。因此，可以得出公式：

式中：Qn為n級(jí)水泵站的抽水量，Qn+1為n+1級(jí)水泵站的抽水量；Sn，n+1為n級(jí)與n+1級(jí)水泵站之間的流量與流量差。

5 結(jié)論

大型水利泵站是水利工程中十分重要的動(dòng)力系統(tǒng)，大型水利泵站的整體運(yùn)行情況會(huì)直接影響到整個(gè)水利工程的運(yùn)行質(zhì)量。因此，有關(guān)部門必須加強(qiáng)大型水利泵站監(jiān)督管理力度。在實(shí)際監(jiān)管工作中，應(yīng)注重機(jī)電設(shè)備安裝與日常維修檢查工作，在安裝過程中注重安裝全過程的監(jiān)督管理，通過安裝設(shè)計(jì)方案核對(duì)、安裝過程監(jiān)管以及安裝完畢后的質(zhì)量檢查等手段，保障機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量。在機(jī)電設(shè)備檢修工作中，針對(duì)不同類型的機(jī)電設(shè)備使用不同的檢修方法，同時(shí)，注重提高機(jī)電設(shè)備的調(diào)度能力，確保機(jī)電設(shè)備在日常運(yùn)行中的質(zhì)量，為水利工程健康穩(wěn)定發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)保障。