雙王城水庫入庫泵站機電設(shè)備運行問題分析及措施

王 榕，宋銀杰，武 健，董 通，任澤儉

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟南 250109；2.山東省調(diào)水工程運行維護中心煙臺分中心，山東 煙臺 264000；3.山東潤魯工程咨詢集團有限公司，山東 濟南 250100）

1 概述

大中型泵站作為重要的水利工程設(shè)施，承擔(dān)著水資源的調(diào)度和供應(yīng)任務(wù)，對保障農(nóng)田灌溉、城市供水等起到至關(guān)重要的作用[1]。然而，大中型泵站工程機電設(shè)備在運行過程中面臨著一系列的問題，如設(shè)備故障頻發(fā)、運行效率不高等，給泵站的正常運行帶來了一定的困擾，因此，實施泵站工程機電設(shè)備的運行問題原因分析與解決措施的研究具有重要的理論和實際意義。通過分析泵站工程機電設(shè)備運行中存在的問題，找出問題的原因，并提出相應(yīng)的解決措施，以提高泵站設(shè)備的安全性、可靠性和運行效率，進而提升工程機電設(shè)備的整體運行質(zhì)量和效益。

2 泵站基本情況

雙王城水庫入庫泵站位于水庫圍壩西南角，中心線處圍壩樁號0+000，與圍壩軸線正交。設(shè)計最大流量為8.61 m3/s，最小流量為1.50 m3/s，主要由清污機、前池、進水池、主副廠房、出水鋼管、出水池、壓力箱、入庫涵洞組成。主廠房內(nèi)安裝4臺立式混流泵機組，2臺1200HL-8.5型水泵，2臺800HL-11型水泵，總裝機容量1 750 kW。主副廠房內(nèi)還安裝電力、電氣、機械、自動化、通信等設(shè)備，并設(shè)有計算機監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)，中央控制室設(shè)在副廠房。

雙王城水庫于2010年8月開工建設(shè)，2013年5月通過了蓄水階段驗收，2018年10月通過了完工驗收。南水北調(diào)工程于2013年5月份啟動山東省內(nèi)試通水，雙王城水庫2013年6月7日~6月25日首次蓄水，入庫水量1 364萬m3。2018年6月26日，水庫首次蓄水至設(shè)計水位12.5 m；為南水北調(diào)東線山東干線工程重要調(diào)蓄水庫，雙王城水庫建成運行后，至今共調(diào)水入庫3.12億m3，向濰坊地區(qū)進行居民用水、工業(yè)用水、生態(tài)用水供給發(fā)揮巨大作用，累計供水2.17億m3。2018年和2019年為應(yīng)對臺風(fēng)“溫比亞”和“利奇馬”，緩解當(dāng)?shù)氐呐艥尘葹?zāi)壓力，雙王城水庫緊急開機調(diào)水共170.59萬m3。

3 目前存在問題和原因分析

3.1 設(shè)備故障頻發(fā)

設(shè)備故障頻發(fā)是大中型泵站工程機電設(shè)備運行中常見的問題之一，對泵站的正常運行和工程效益產(chǎn)生了嚴重影響[2-4]。

（1）設(shè)備自身的質(zhì)量問題。在大中型泵站工程中，各類設(shè)備是保證泵站正常運行的重要組成部分。如果設(shè)備本身質(zhì)量不過關(guān)，存在制造過程中的缺陷，或者使用壽命已經(jīng)達到甚至超過預(yù)期，就會導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)。此外，如果設(shè)備的維護保養(yǎng)不到位、使用不當(dāng)或者存在過度磨損等情況，也會加劇設(shè)備故障的發(fā)生概率。

（2）環(huán)境因素也是導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)的重要原因。泵站工程常常面臨惡劣的環(huán)境條件，如高溫、高濕等。這些因素對設(shè)備的正常運行產(chǎn)生了不可忽視的影響。例如，高溫環(huán)境會導(dǎo)致設(shè)備的散熱效果下降，使得設(shè)備易于過熱或損壞；高濕環(huán)境會導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能下降，增加設(shè)備發(fā)生短路或電氣故障的可能性。這些環(huán)境因素對設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性造成了挑戰(zhàn)，進而導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)的情況。

（3）運行中的人為因素也是設(shè)備故障頻發(fā)的重要原因。人為因素包括操作不當(dāng)、維護保養(yǎng)不到位、設(shè)備參數(shù)設(shè)置錯誤等。在泵站工程中，設(shè)備操作人員的素質(zhì)和經(jīng)驗水平直接影響到設(shè)備的正常運行。如果操作人員缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)和操作規(guī)范，就容易導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)的情況。此外，如果維護保養(yǎng)人員對設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工作不到位，也會加大設(shè)備故障的概率。

（4）運行中的管理控制不力也是設(shè)備故障頻發(fā)的一個重要原因。泵站工程涉及多個設(shè)備和多個系統(tǒng)的協(xié)同運作，如果對整個泵站的設(shè)備運行管理和控制不夠科學(xué)有效，就容易導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)。例如，若缺乏完善的設(shè)備維護保養(yǎng)計劃和記錄，無法及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備故障；若缺乏完備的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和報警機制，就無法及時得知設(shè)備運行狀態(tài)的異常情況。這些管理控制上的不足會導(dǎo)致設(shè)備的故障無法及時診斷和修復(fù)，進而使設(shè)備故障頻發(fā)問題加劇。

3.2 設(shè)備運行效率不高

泵站工程機電設(shè)備運行效率不高是指在泵站運行過程中，機電設(shè)備的工作效率不理想，無法充分發(fā)揮其應(yīng)有的功能和性能，導(dǎo)致設(shè)備的能源消耗大、運行成本高、維護負擔(dān)大等問題[5，6]。

（1）設(shè)備選型不合理是造成運行效率不高的主要原因之一。泵站設(shè)備可以涉及到多種類型的水泵、電機以及其他輔助設(shè)備。比如泵與電機的匹配度、選用的品牌、型號和規(guī)格等都會對泵站的運行效率產(chǎn)生重要影響。如果選型不當(dāng)，設(shè)備的運行效率會大打折扣。比如，選用功率過大或過小的水泵和電機，會導(dǎo)致運行時的能源浪費或無法滿足流量和揚程要求。

（2）設(shè)備安裝調(diào)試不規(guī)范也是導(dǎo)致運行效率不高的重要因素。設(shè)備的安裝和調(diào)試應(yīng)按照規(guī)范進行，如正確安裝設(shè)備、合理布置管道、調(diào)整傳動裝置等。若安裝過程中存在問題，如設(shè)備位置不平衡、管道連接不良、傳動裝置不精確等，都會對設(shè)備的運行效率產(chǎn)生不良影響。此外，機電設(shè)備的調(diào)試工作也非常重要，合理調(diào)整設(shè)備的參數(shù)及運行方式，能夠有效提高設(shè)備的工作效率。

（3）設(shè)備的維護保養(yǎng)不到位也是導(dǎo)致運行效率不高的關(guān)鍵因素。機電設(shè)備的正常運行需要定期維護和保養(yǎng)，包括清潔設(shè)備、更換易損件、檢查潤滑油、調(diào)整傳動裝置等。若維護保養(yǎng)不到位，設(shè)備可能會出現(xiàn)故障和損壞，進而導(dǎo)致設(shè)備的運行效率下降。而且，及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備問題也能夠減少停機維修時間，提高設(shè)備的連續(xù)運行能力。

（4）運行管理不科學(xué)也會對設(shè)備的運行效率產(chǎn)生一定的影響。泵站的運行管理應(yīng)合理規(guī)劃設(shè)備的使用方式，對泵站設(shè)備進行科學(xué)調(diào)度和合理運行，保障設(shè)備的充分利用。同時，定期進行設(shè)備的性能檢測和運行數(shù)據(jù)的分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施，進一步提高設(shè)備的運行效率。

（5）設(shè)備老化也是導(dǎo)致運行效率不高的重要原因。長時間使用的設(shè)備可能會出現(xiàn)磨損、松動或腐蝕等問題，這些都會導(dǎo)致設(shè)備的性能下降，進而影響運行效率。定期對設(shè)備進行檢測和維修，更新老舊的設(shè)備，是保持設(shè)備高效運行的關(guān)鍵。

3.3 設(shè)備維護保養(yǎng)不到位

設(shè)備維護保養(yǎng)不到位是大中型泵站工程機電設(shè)備運行中常見的問題之一，它直接影響著設(shè)備的正常運行和壽命[7，8]。

（1）設(shè)備維護保養(yǎng)不到位導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)。在設(shè)備長時間運行的過程中，由于磨損、老化、沉積物堆積等原因，設(shè)備的各個零部件會逐漸出現(xiàn)疲勞和損壞。如果沒有進行及時、全面的維護保養(yǎng)工作，這些問題就會逐漸積累，最終導(dǎo)致設(shè)備故障的發(fā)生。比如，泵站中的水泵，如果不定期清理和更換密封件，可能會出現(xiàn)漏水、滲水等問題，影響其正常運行。

（2）設(shè)備維護保養(yǎng)不到位造成設(shè)備效率下降。正常情況下，設(shè)備在運行過程中會逐漸積累灰塵、油垢、水垢等污染物，這些污染物會降低設(shè)備的傳熱、傳動和傳質(zhì)效率，導(dǎo)致能耗增加。而如果沒有定期清洗、清理設(shè)備，這些污染物就會導(dǎo)致設(shè)備效率下降，增加了設(shè)備的運行成本。

（3）設(shè)備維護保養(yǎng)不到位加速設(shè)備老化。設(shè)備在運行過程中會受到各種外界因素的影響，如溫度、濕度、振動等。如果設(shè)備沒有得到及時的維護保養(yǎng)，這些外界因素會加速設(shè)備的老化過程，增加設(shè)備的故障率和維修頻率。而設(shè)備的維修和更換是一個相對復(fù)雜和費時費力的過程，不僅會增加泵站運營人員的工作負擔(dān)，還會降低設(shè)備的可靠性和使用壽命。

（4）設(shè)備維護保養(yǎng)不到位還存在一定的安全隱患。在泵站運行過程中，設(shè)備可能會存在泄漏、短路、電器故障等安全隱患，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)和處理，就會對設(shè)備運行和人員安全造成潛在危害。例如，電氣設(shè)備部分的松動接線、電纜老化等問題，如果沒有定期維護保養(yǎng)，可能導(dǎo)致電氣火災(zāi)等事故的發(fā)生。

4 解決措施

4.1 設(shè)備故障頻發(fā)的解決措施

泵站的機電設(shè)備運行狀況直接影響到水利工程的安全和穩(wěn)定運行，針對設(shè)備故障頻發(fā)的問題，應(yīng)采取維護保養(yǎng)、技術(shù)培訓(xùn)、科學(xué)管理和設(shè)備改造等多方面的措施進行解決。通過落實這些措施，可以有效地預(yù)防和解決設(shè)備故障頻發(fā)的問題，提高泵站工程機電設(shè)備的運行效率和可靠性。

（1）要做好設(shè)備的日常維護保養(yǎng)工作。定期對設(shè)備進行檢查和保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患并進行處理。例如，定期檢查設(shè)備的潤滑情況，保證設(shè)備的潤滑工作正常進行，減少因為摩擦引起的故障。此外，還要定期對設(shè)備進行清洗和排污，保持設(shè)備的清潔，防止積污和雜物對設(shè)備造成影響。同時，還要注意設(shè)備的溫度和振動情況，確保設(shè)備運行在正常的工作參數(shù)范圍內(nèi)。

（2）加強設(shè)備的技術(shù)培訓(xùn)和維修隊伍建設(shè)。設(shè)備故障頻發(fā)往往與維修人員的技術(shù)水平和技術(shù)素養(yǎng)有關(guān)。因此，要加強對維修人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高其維修水平和技術(shù)能力。同時，要建立完善的維修隊伍，確保維修人員的數(shù)量和素質(zhì)能夠滿足設(shè)備維修的需求。在維修過程中，要注重維修記錄的積累和匯總，及時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，以便更好地指導(dǎo)后續(xù)的維修工作。

（3）加強設(shè)備的科學(xué)管理。首先，要制定合理的設(shè)備運行和維修計劃。根據(jù)設(shè)備的特點和工作條件，制定科學(xué)合理的設(shè)備運行和維修計劃，包括設(shè)備的檢修周期、維修方法和維修內(nèi)容等。同時，要建立健全設(shè)備運行記錄和維修記錄，對設(shè)備的運行狀況進行全面、準確的記錄和分析。其次，要加強對設(shè)備的監(jiān)控和預(yù)警。利用現(xiàn)代化的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行異常和故障預(yù)警，采取相應(yīng)的措施進行處理，防止故障發(fā)生或擴大。同時，要加強與設(shè)備制造商和專業(yè)機構(gòu)的聯(lián)系和合作，及時獲取設(shè)備的技術(shù)支持和信息，確保設(shè)備運行和維修工作的高效進行。

（4）加強對設(shè)備的改造和更新。隨著科技的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的更新?lián)Q代，一些設(shè)備可能已經(jīng)存在老化和落后的情況，容易引發(fā)故障。因此，要根據(jù)實際情況，及時進行設(shè)備的改造和更新，采用新的技術(shù)和設(shè)備，提高設(shè)備的可靠性和安全性。同時，要進行合理的設(shè)備調(diào)度和運行模式設(shè)計，避免設(shè)備的過度運行和工作負荷不均衡，減少因為過度磨損引起的故障。

4.2 設(shè)備運行效率不高的解決措施

設(shè)備運行效率不高是大中型泵站工程機電設(shè)備運行中常見的問題之一，針對設(shè)備運行效率不高的問題，可以從設(shè)備的維護與保養(yǎng)、設(shè)備運行監(jiān)控與管理、設(shè)備運行參數(shù)的優(yōu)化、設(shè)備技術(shù)改造和更新以及設(shè)備培訓(xùn)和操作規(guī)程等方面進行解決措施。通過采取這些措施，可以提高設(shè)備的運行效率，提高生產(chǎn)效益，降低運營成本，實現(xiàn)設(shè)備的可持續(xù)、穩(wěn)定運行。

（1）設(shè)備維護與保養(yǎng)。設(shè)備維護與保養(yǎng)是確保設(shè)備長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。通過定期的設(shè)備維護保養(yǎng)工作，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備運行中的故障問題，避免因故障導(dǎo)致設(shè)備停機維修，減少運行效率的下降。維護保養(yǎng)工作包括設(shè)備的清潔、潤滑、緊固件的檢查、電氣設(shè)備的檢修等。同時，還需要建立設(shè)備維修記錄和保養(yǎng)計劃，及時對設(shè)備進行維護和保養(yǎng)工作。

（2）設(shè)備運行監(jiān)控與管理。設(shè)備運行監(jiān)控與管理是提高設(shè)備運行效率的重要手段。通過監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)，可以及時了解設(shè)備的工作情況，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中存在的問題，并及時采取相應(yīng)的措施進行處理。監(jiān)控手段可以包括使用傳感器對設(shè)備進行實時監(jiān)測，采用智能化的監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析和預(yù)警等。同時，還可以建立設(shè)備運行的管理制度，明確設(shè)備運行的責(zé)任和流程。

（3）設(shè)備運行參數(shù)的優(yōu)化。通過對設(shè)備運行參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，可以提高設(shè)備的運行效率。優(yōu)化調(diào)整包括設(shè)備的啟?？刂?、操作參數(shù)的調(diào)整、工作流程的優(yōu)化等。例如，在水泵的運行中，可以通過調(diào)整泵的進出口壓力差、泵的轉(zhuǎn)速等參數(shù)，使泵的運行達到最佳狀態(tài)，提高泵的效率。另外，在設(shè)備工作流程的優(yōu)化中，可以避免或減少設(shè)備的空轉(zhuǎn)、重復(fù)動作等，提高設(shè)備的工作效率。

（4）設(shè)備技術(shù)改造和更新。對老化或性能不佳的設(shè)備進行技術(shù)改造和更新，是提高設(shè)備運行效率的重要途徑。技術(shù)改造和更新可以包括設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、零部件更換、控制系統(tǒng)升級等。通過改進設(shè)備的設(shè)計和技術(shù)性能，提高設(shè)備的運行效率和可靠性，實現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能和降低運行成本的目標。

（5）設(shè)備培訓(xùn)和操作規(guī)程。設(shè)備運行效率的提高還離不開操作人員的能力和水平。通過對操作人員進行培訓(xùn)，提高其設(shè)備操作和維護保養(yǎng)的技能和素質(zhì)，使其能夠正確、熟練地操作設(shè)備，減少人為因素對設(shè)備運行效率的影響。另外，制定并執(zhí)行科學(xué)、規(guī)范的操作規(guī)程，遵循設(shè)備操作流程和要求，有助于提高設(shè)備運行效率。

4.3 設(shè)備維護保養(yǎng)不到位的解決措施

設(shè)備維護保養(yǎng)在大中型泵站工程的運行中非常重要，它對于設(shè)備的性能、壽命和安全運行起著至關(guān)重要的作用。針對設(shè)備維護保養(yǎng)不到位的問題，通過建立健全的維護保養(yǎng)管理機制、加強日常巡檢和定期檢修、科學(xué)合理選用和管理維護保養(yǎng)材料、加強維護保養(yǎng)人員的培訓(xùn)和考核以及借助現(xiàn)代信息化技術(shù)等措施來解決。只有通過全面、系統(tǒng)地做好設(shè)備維護保養(yǎng)工作，才能保證設(shè)備長期的正常運行，提高工程項目效益，確保設(shè)備的安全性和可靠性。

（1）建立健全的維護保養(yǎng)管理機制。建立健全的維護保養(yǎng)管理機制是解決設(shè)備維護保養(yǎng)不到位問題的關(guān)鍵，該機制應(yīng)包括設(shè)備維護保養(yǎng)計劃的編制、維護保養(yǎng)人員的配備與培訓(xùn)、維護保養(yǎng)任務(wù)分解與落實等環(huán)節(jié)。通過制定明確的計劃，明確維護保養(yǎng)的內(nèi)容和時間節(jié)點，能夠幫助維護保養(yǎng)人員有條不紊地進行工作。

（2）加強設(shè)備的日常巡檢工作。加強設(shè)備的日常巡檢工作是確保設(shè)備維護保養(yǎng)不到位的重要手段之一，巡檢工作可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，并及時采取措施進行修復(fù)。巡檢人員應(yīng)該掌握設(shè)備的運行特點和常見故障情況，具備一定的維修技能，能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決一些較為簡單的故障。

（3）定期的設(shè)備檢修。除了日常巡檢，定期的設(shè)備檢修也是保證設(shè)備長期正常運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)備檢修包括設(shè)備的拆卸、清洗、檢修、更換易損部件等工作。定期檢修可以有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的潛在問題，并及時進行維修。在進行設(shè)備檢修時，要制定詳細的操作規(guī)程和技術(shù)要求，并配備專業(yè)的維護保養(yǎng)人員進行操作，確保操作的準確性和安全性。

（4）科學(xué)合理地選用和管理維護保養(yǎng)材料和工具?？茖W(xué)合理地選用和管理維護保養(yǎng)材料和工具也是解決設(shè)備維護保養(yǎng)不到位問題的關(guān)鍵因素。應(yīng)當(dāng)選用質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的材料和工具，并嚴格按照要求進行存放和管理。同時，還要建立健全的材料和工具使用記錄，及時補充和更新，避免因材料和工具不足而影響維護保養(yǎng)工作的正常開展。

（5）加強對維護保養(yǎng)人員的培訓(xùn)和考核。加強對維護保養(yǎng)人員的培訓(xùn)和考核也是提高設(shè)備維護保養(yǎng)水平的必要手段。維護保養(yǎng)人員應(yīng)具備一定的技術(shù)和專業(yè)知識，能夠熟練掌握設(shè)備的維護保養(yǎng)要求和操作方法。定期組織培訓(xùn)和考核，及時了解人員的技能水平和知識儲備情況，可以及時掌握并解決問題，確保設(shè)備維護保養(yǎng)的質(zhì)量和效果。

（6）借助現(xiàn)代信息化技術(shù)手段，提高設(shè)備維護保養(yǎng)工作的效率和精度?？梢岳糜嬎銠C、互聯(lián)網(wǎng)等工具進行設(shè)備故障的自動監(jiān)測和報警，以及維護保養(yǎng)記錄的電子化管理。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和分析，更好地預(yù)防和排除設(shè)備故障，提高維護保養(yǎng)工作的智能化水平。

5 結(jié)語

對入庫泵站工程機電設(shè)備運行中存在的問題進行了深入的分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。通過實施這些解決措施，我們可以提高泵站設(shè)備的安全性、可靠性和運行效率，從而提升工程機電設(shè)備的整體運行質(zhì)量和效益。這對于保障水資源的調(diào)度和供應(yīng)任務(wù)，促進農(nóng)田灌溉、城市供水等方面起到了重要的作用。