對防洪排澇泵站潛水軸流泵故障特點及其原因的分析

曾建文

摘 要：近年來，越來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施的重要組成部分，因此潛水軸流泵的穩定運行至關重要。但是，水泵機組在運行過程中不可避免地會出現各類故障，所以要及時掌握故障的特點以及發生的原因，對于保障機組的穩定運行，降低維修成本具有非常顯著的意義?；诖?，本文對于防洪排澇泵站潛水軸流泵的故障特點以及原因進行了探索與分析。

關鍵詞：防洪排澇泵站 潛水軸流泵 故障 原因 分析

中圖分類號：TV675 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（c）-0067-02

梅州市梅州大堤管理處現有11座防洪排澇泵站，裝機42臺，總裝機容量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。潛水軸流泵的穩定運行至關重要，但其在運行過程中難免會出現各種類型的故障，為了降低防洪排澇泵站潛水軸流泵故障發生的可能性，有必要對其故障進行分析，以便故障發生時能夠及時、準確、有效地排除故障，大大縮短維修時間，降低維修成本，使得維修質量可以得到有效的保障，保障防洪排澇泵站的安全運行，發揮應有的排水作用。

1 主要故障以及故障的特點

1.1 主要故障的確定

潛水軸流泵由潛水電機與軸、泵段構成一體，結構緊湊，由多個零部件所構成，每個零部件在水泵機組中承擔著相應的功能，其在運行過程中不可避免的會發生故障。對防洪排澇泵站潛水軸流泵的主要故障進行分析，可以起到預防的作用。通過對梅州大堤管理處7座防洪排澇泵站潛水軸流泵的多年來的整體運行情況進行分析，故障主要發生于密封、推力瓦、電機絕緣、導軸承等機構中。

1.2 故障的特點分析

潛水軸流泵由于運行管理方便、安裝簡便、易于自動化、工作可靠性高、美化環境而得到迅速發展，是現在防洪排澇泵站的重要設備，一般發生故障，其特點主要有以下幾個方面。

第一，影響較大。防洪排澇泵站主要的作用是及時排除內澇積水，其功能是否能夠正常、穩定地發揮，直接關乎著人民的生命財產。如果當防洪排澇泵站在防汛強排城市內澇的時候發生故障，如果無法及時、準確地檢測到故障發生的部件，無法采取準確的維修方案，將會導致該水泵機組的抽水量無法得到有效的保障，進而將會帶來無法預估的經濟損失。更為嚴重的，如果水泵機組出現故障，將會影響到整個程序的正常運行，影響范圍非常廣泛。

第二，引發故障的原因非常復雜多樣。總體而言，故障原因主要可以分為以下4個方面：（1）機械原因：由于使用年限較長，水泵機組將會出現被腐蝕、老化以及磨損等現象，這些損耗將會對機組部件的性能、質量以及運行效率等帶來非常明顯的影響，這些均可以成為水泵機組關鍵部件出現故障的主要原因。同時，機械故障還具有耗損性、模糊性、多樣性、潛在性以及漸發性等鮮明的特點。如水泵機組中的轉子缺乏平衡性、不對中以及部件的密封性等均會導致部件出現故障。（2）電氣原因：一般情況下，水泵機組在運行過程中必須要保證電流和電壓要在合適的范圍的，如果電壓和電流過高或過低均會導致電動機的溫度升高，甚至有可能會造成電機出現燒損現象。例如，三相電壓缺乏平衡性或者三相阻抗不同均會導致三相電流缺乏平衡性，從而造成保險絲出現熔斷現象。在防洪排澇泵站中的電氣設備非常多，如果一個電氣設備出現故障，很有可能會導致所有的機組出現故障。（3）水力原因：如果防洪排澇泵站中的啟動水位過低，超過設計最低水位；或者揚程過高；或者水流不均勻等都會造成機組出現過載或者水力振動的情況發生。一般情況下，出現水力共振的原因為：非設計工況流速的不均勻性所引發的振動，水泵起動過渡引起的振動等。（4）維護管理原因：如果水泵機組的日常維護不夠到位，將會引起機組的故障。

第三，故障具有較強的隱蔽性特點。防洪排澇泵站潛水軸流泵若發生故障，具有非常鮮明的隱蔽性特點，主要原因為以下兩大方面：一方面，水泵機組安裝在水中，維修人員無法直接進入到機組內部進行全面的檢查，也無法對機組進行解體檢查；另一方面，一般情況下，防洪排澇泵站在平常不會運行，只會在汛洪的時候才會進行開機抽水，而抽水的時間往往不長。因此，故障往往也只會在機組運行的時候才會體現出來，在其他停機的狀態下，卻很難發現機組中存在的問題。

2 常見故障發生的原因分析

2.1 機械密封滲漏的原因分析

機械密封滲漏問題比較常見，機械密封的運行好壞直接影響到水泵的正常運行，機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，進水流道與城市排污下水道連接，環境比較惡劣，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，轉子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承損壞（磨損），這種情況會縮短密封壽命和產生滲漏。

2.2 推力瓦燒損的原因分析

推力瓦出現燒損的原因主要有以下幾方面：第一，推力瓦荷載率過大。轉動部件自身的重量、軸向水推力以及轉子的軸向磁拉力三者共同構成了推力軸的荷載。第二，推力瓦受力不夠均勻。由于推力瓦在生產、制造、安裝以及運行等方面的因素影響，機組中的部分推力瓦將會出現受力不夠均勻的情況，從而導致推力瓦的溫度居高不下，甚至會出現燒損的現象。第三，推力瓦安裝時出現受力不夠均勻。在安裝推力瓦時，往往會采用錘擊法或者是降低抗重螺栓的方式進行安裝，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 電機老化絕緣的原因分析

電機負載發生變化、環境以及機械出現損耗等會導致電機出現老化現象，從而造成電機的絕緣性明顯下降，通過歸納總結可知，絕緣性主要受到以下幾個方面的影響：第一，熱老化。當電機的絕緣性材料在運行過程中，由于長期受熱將會出現各種類型的物理和化學變化，從而將會導致材料出現老化、揮發或者裂解等現象。除此之外，由于電機需要重復啟動，絕緣體將會反復遭受到熱循環等作用，絕緣體將會出現由于疲勞而損壞。冷卻方式不當也將會對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，這些氣隙在長期高壓的作用下將會導致電機出現電老化的狀況，從而將會出現局部放電的現象。第三，機械老化。機械老化主要是指絕緣體材料的外部出現裂縫和磨損的現象。當電機啟動的時候，絕緣體內將會出現很大的應力，絕緣體將會遭受到彎曲和擠壓等作用，從而將會出現斷裂等現象。

2.4 水泵導軸承故障的原因分析

如果水泵導軸承與軸頸遭受到非常嚴重的磨損，將會導致兩者之間的間距增加，軸承的晃動程度大大增強，將會產生非常劇烈的振動現象。一般情況下，水泵導軸承出現故障的原因主要是潤滑導致的原因。

3 結語

綜上所述，防洪排澇泵站潛水軸流泵出現故障的原因非常復雜多變，為了能夠保障機組的正常穩定的運行，必須能夠充分了解各種故障產生的原因，并及時采取相應的維修方案，從而降低故障發生的概率，保障防洪排澇泵站的安全運行，發揮應有的效益。

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