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摘 要：近年来，越来越多的防洪排涝泵站采用潜水轴流泵，而防洪排涝泵站是城市防洪排涝设施的重要组成部分，因此潜水轴流泵的稳定运行至关重要。但是，水泵机组在运行过程中不可避免地会出现各类故障，所以要及时掌握故障的特点以及发生的原因，对于保障机组的稳定运行，降低维修成本具有非常显著的意义。基于此，本文对于防洪排涝泵站潜水轴流泵的故障特点以及原因进行了探索与分析。
关键词：防洪排涝泵站 潜水轴流泵 故障 原因 分析
中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（c）-0067-02
梅州市梅州大堤管理处现有11座防洪排涝泵站，装机42台，总装机容量13040kW，排涝流量193.76m3/s。大型1座、中型2座、小型8座，其中有7座防洪排涝泵站采用了潜水轴流泵。潜水轴流泵的稳定运行至关重要，但其在运行过程中难免会出现各种类型的故障，为了降低防洪排涝泵站潜水轴流泵故障发生的可能性，有必要对其故障进行分析，以便故障发生时能够及时、准确、有效地排除故障，大大缩短维修时间，降低维修成本，使得维修质量可以得到有效的保障，保障防洪排涝泵站的安全运行，发挥应有的排水作用。
1 主要故障以及故障的特点
1.1 主要故障的确定
潜水轴流泵由潜水电机与轴、泵段构成一体，结构紧凑，由多个零部件所构成，每个零部件在水泵机组中承担着相应的功能，其在运行过程中不可避免的会发生故障。对防洪排涝泵站潜水轴流泵的主要故障进行分析，可以起到预防的作用。通过对梅州大堤管理处7座防洪排涝泵站潜水轴流泵的多年来的整体运行情况进行分析，故障主要发生于密封、推力瓦、电机绝缘、导轴承等机构中。
1.2 故障的特点分析
潜水轴流泵由于运行管理方便、安装简便、易于自动化、工作可靠性高、美化环境而得到迅速发展，是现在防洪排涝泵站的重要设备，一般发生故障，其特点主要有以下几个方面。
第一，影响较大。防洪排涝泵站主要的作用是及时排除内涝积水，其功能是否能够正常、稳定地发挥，直接关乎着人民的生命财产。如果当防洪排涝泵站在防汛强排城市内涝的时候发生故障，如果无法及时、准确地检测到故障发生的部件，无法采取准确的维修方案，将会导致该水泵机组的抽水量无法得到有效的保障，进而将会带来无法预估的经济损失。更为严重的，如果水泵机组出现故障，将会影响到整个程序的正常运行，影响范围非常广泛。
第二，引发故障的原因非常复杂多样。总体而言，故障原因主要可以分为以下4个方面：（1）机械原因：由于使用年限较长，水泵机组将会出现被腐蚀、老化以及磨损等现象，这些损耗将会对机组部件的性能、质量以及运行效率等带来非常明显的影响，这些均可以成为水泵机组关键部件出现故障的主要原因。同时，机械故障还具有耗损性、模糊性、多样性、潜在性以及渐发性等鲜明的特点。如水泵机组中的转子缺乏平衡性、不对中以及部件的密封性等均会导致部件出现故障。（2）电气原因：一般情况下，水泵机组在运行过程中必须要保证电流和电压要在合适的范围的，如果电压和电流过高或过低均会导致电动机的温度升高，甚至有可能会造成电机出现烧损现象。例如，三相电压缺乏平衡性或者三相阻抗不同均会导致三相电流缺乏平衡性，从而造成保险丝出现熔断现象。在防洪排涝泵站中的电气设备非常多，如果一个电气设备出现故障，很有可能会导致所有的机组出现故障。（3）水力原因：如果防洪排涝泵站中的启动水位过低，超过设计最低水位；或者扬程过高；或者水流不均匀等都会造成机组出现过载或者水力振动的情况发生。一般情况下，出现水力共振的原因为：非设计工况流速的不均匀性所引发的振动，水泵起动过渡引起的振动等。（4）维护管理原因：如果水泵机组的日常维护不够到位，将会引起机组的故障。
第三，故障具有较强的隐蔽性特点。防洪排涝泵站潜水轴流泵若发生故障，具有非常鲜明的隐蔽性特点，主要原因为以下两大方面：一方面，水泵机组安装在水中，维修人员无法直接进入到机组内部进行全面的检查，也无法对机组进行解体检查；另一方面，一般情况下，防洪排涝泵站在平常不会运行，只会在汛洪的时候才会进行开机抽水，而抽水的时间往往不长。因此，故障往往也只会在机组运行的时候才会体现出来，在其他停机的状态下，却很难发现机组中存在的问题。
2 常见故障发生的原因分析
2.1 机械密封渗漏的原因分析
机械密封渗漏问题比较常见，机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行，机械密封渗漏原因主要有以下几方面：第一，由于密封装置老化、磨损所致。潜水轴流泵多用于城市防汛排涝，进水流道与城市排污下水道连接，环境比较恶劣，密封装置受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀容易老化、磨损。第二，转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
2.2 推力瓦烧损的原因分析
推力瓦出现烧损的原因主要有以下几方面：第一，推力瓦荷载率过大。转动部件自身的重量、轴向水推力以及转子的轴向磁拉力三者共同构成了推力轴的荷载。第二，推力瓦受力不够均匀。由于推力瓦在生产、制造、安装以及运行等方面的因素影响，机组中的部分推力瓦将会出现受力不够均匀的情况，从而导致推力瓦的温度居高不下，甚至会出现烧损的现象。第三，推力瓦安装时出现受力不够均匀。在安装推力瓦时，往往会采用锤击法或者是降低抗重螺栓的方式进行安装，主要依靠手部的力量使得推力瓦受力，具有较大的随意性，并且有着较大的误差。
2.3 电机老化绝缘的原因分析
电机负载发生变化、环境以及机械出现损耗等会导致电机出现老化现象，从而造成电机的绝缘性明显下降，通过归纳总结可知，绝缘性主要受到以下几个方面的影响：第一，热老化。当电机的绝缘性材料在运行过程中，由于长期受热将会出现各种类型的物理和化学变化，从而将会导致材料出现老化、挥发或者裂解等现象。除此之外，由于电机需要重复启动，绝缘体将会反复遭受到热循环等作用，绝缘体将会出现由于疲劳而损坏。冷却方式不当也将会对绝缘体的散热情况造成直接的影响。第二，电老化。电老化主要包括漏电、电腐蚀以及局部放电等现象。电阻圈中的绝缘体不可避免地存在着微小的气隙，这些气隙在长期高压的作用下将会导致电机出现电老化的状况，从而将会出现局部放电的现象。第三，机械老化。机械老化主要是指绝缘体材料的外部出现裂缝和磨损的现象。当电机启动的时候，绝缘体内将会出现很大的应力，绝缘体将会遭受到弯曲和挤压等作用，从而将会出现断裂等现象。
2.4 水泵导轴承故障的原因分析
如果水泵导轴承与轴颈遭受到非常严重的磨损，将会导致两者之间的间距增加，轴承的晃动程度大大增强，将会产生非常剧烈的振动现象。一般情况下，水泵导轴承出现故障的原因主要是润滑导致的原因。
3 结语
综上所述，防洪排涝泵站潜水轴流泵出现故障的原因非常复杂多变，为了能够保障机组的正常稳定的运行，必须能够充分了解各种故障产生的原因，并及时采取相应的维修方案，从而降低故障发生的概率，保障防洪排涝泵站的安全运行，发挥应有的效益。
参考文献
[1] 沈磊.水电站机械设备的运行管理与维护[J].黑龙江水利科技，2017，45（11）：189-191.
[2] 张英.水电站机械设备运行管理工作浅析[J].中小企业管理与科技，2011（5）：52.
[3] 王乐勤.屏蔽泵失效问題及其可靠性的探讨[A].中国机械工程学会.2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C].2006：5.
关键词：防洪排涝泵站 潜水轴流泵 故障 原因 分析
中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（c）-0067-02
梅州市梅州大堤管理处现有11座防洪排涝泵站，装机42台，总装机容量13040kW，排涝流量193.76m3/s。大型1座、中型2座、小型8座，其中有7座防洪排涝泵站采用了潜水轴流泵。潜水轴流泵的稳定运行至关重要，但其在运行过程中难免会出现各种类型的故障，为了降低防洪排涝泵站潜水轴流泵故障发生的可能性，有必要对其故障进行分析，以便故障发生时能够及时、准确、有效地排除故障，大大缩短维修时间，降低维修成本，使得维修质量可以得到有效的保障，保障防洪排涝泵站的安全运行，发挥应有的排水作用。
1 主要故障以及故障的特点
1.1 主要故障的确定
潜水轴流泵由潜水电机与轴、泵段构成一体，结构紧凑，由多个零部件所构成，每个零部件在水泵机组中承担着相应的功能，其在运行过程中不可避免的会发生故障。对防洪排涝泵站潜水轴流泵的主要故障进行分析，可以起到预防的作用。通过对梅州大堤管理处7座防洪排涝泵站潜水轴流泵的多年来的整体运行情况进行分析，故障主要发生于密封、推力瓦、电机绝缘、导轴承等机构中。
1.2 故障的特点分析
潜水轴流泵由于运行管理方便、安装简便、易于自动化、工作可靠性高、美化环境而得到迅速发展，是现在防洪排涝泵站的重要设备，一般发生故障，其特点主要有以下几个方面。
第一，影响较大。防洪排涝泵站主要的作用是及时排除内涝积水，其功能是否能够正常、稳定地发挥，直接关乎着人民的生命财产。如果当防洪排涝泵站在防汛强排城市内涝的时候发生故障，如果无法及时、准确地检测到故障发生的部件，无法采取准确的维修方案，将会导致该水泵机组的抽水量无法得到有效的保障，进而将会带来无法预估的经济损失。更为严重的，如果水泵机组出现故障，将会影响到整个程序的正常运行，影响范围非常广泛。
第二，引发故障的原因非常复杂多样。总体而言，故障原因主要可以分为以下4个方面：（1）机械原因：由于使用年限较长，水泵机组将会出现被腐蚀、老化以及磨损等现象，这些损耗将会对机组部件的性能、质量以及运行效率等带来非常明显的影响，这些均可以成为水泵机组关键部件出现故障的主要原因。同时，机械故障还具有耗损性、模糊性、多样性、潜在性以及渐发性等鲜明的特点。如水泵机组中的转子缺乏平衡性、不对中以及部件的密封性等均会导致部件出现故障。（2）电气原因：一般情况下，水泵机组在运行过程中必须要保证电流和电压要在合适的范围的，如果电压和电流过高或过低均会导致电动机的温度升高，甚至有可能会造成电机出现烧损现象。例如，三相电压缺乏平衡性或者三相阻抗不同均会导致三相电流缺乏平衡性，从而造成保险丝出现熔断现象。在防洪排涝泵站中的电气设备非常多，如果一个电气设备出现故障，很有可能会导致所有的机组出现故障。（3）水力原因：如果防洪排涝泵站中的启动水位过低，超过设计最低水位；或者扬程过高；或者水流不均匀等都会造成机组出现过载或者水力振动的情况发生。一般情况下，出现水力共振的原因为：非设计工况流速的不均匀性所引发的振动，水泵起动过渡引起的振动等。（4）维护管理原因：如果水泵机组的日常维护不够到位，将会引起机组的故障。
第三，故障具有较强的隐蔽性特点。防洪排涝泵站潜水轴流泵若发生故障，具有非常鲜明的隐蔽性特点，主要原因为以下两大方面：一方面，水泵机组安装在水中，维修人员无法直接进入到机组内部进行全面的检查，也无法对机组进行解体检查；另一方面，一般情况下，防洪排涝泵站在平常不会运行，只会在汛洪的时候才会进行开机抽水，而抽水的时间往往不长。因此，故障往往也只会在机组运行的时候才会体现出来，在其他停机的状态下，却很难发现机组中存在的问题。
2 常见故障发生的原因分析
2.1 机械密封渗漏的原因分析
机械密封渗漏问题比较常见，机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行，机械密封渗漏原因主要有以下几方面：第一，由于密封装置老化、磨损所致。潜水轴流泵多用于城市防汛排涝，进水流道与城市排污下水道连接，环境比较恶劣，密封装置受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀容易老化、磨损。第二，转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
2.2 推力瓦烧损的原因分析
推力瓦出现烧损的原因主要有以下几方面：第一，推力瓦荷载率过大。转动部件自身的重量、轴向水推力以及转子的轴向磁拉力三者共同构成了推力轴的荷载。第二，推力瓦受力不够均匀。由于推力瓦在生产、制造、安装以及运行等方面的因素影响，机组中的部分推力瓦将会出现受力不够均匀的情况，从而导致推力瓦的温度居高不下，甚至会出现烧损的现象。第三，推力瓦安装时出现受力不够均匀。在安装推力瓦时，往往会采用锤击法或者是降低抗重螺栓的方式进行安装，主要依靠手部的力量使得推力瓦受力，具有较大的随意性，并且有着较大的误差。
2.3 电机老化绝缘的原因分析
电机负载发生变化、环境以及机械出现损耗等会导致电机出现老化现象，从而造成电机的绝缘性明显下降，通过归纳总结可知，绝缘性主要受到以下几个方面的影响：第一，热老化。当电机的绝缘性材料在运行过程中，由于长期受热将会出现各种类型的物理和化学变化，从而将会导致材料出现老化、挥发或者裂解等现象。除此之外，由于电机需要重复启动，绝缘体将会反复遭受到热循环等作用，绝缘体将会出现由于疲劳而损坏。冷却方式不当也将会对绝缘体的散热情况造成直接的影响。第二，电老化。电老化主要包括漏电、电腐蚀以及局部放电等现象。电阻圈中的绝缘体不可避免地存在着微小的气隙，这些气隙在长期高压的作用下将会导致电机出现电老化的状况，从而将会出现局部放电的现象。第三，机械老化。机械老化主要是指绝缘体材料的外部出现裂缝和磨损的现象。当电机启动的时候，绝缘体内将会出现很大的应力，绝缘体将会遭受到弯曲和挤压等作用，从而将会出现断裂等现象。
2.4 水泵导轴承故障的原因分析
如果水泵导轴承与轴颈遭受到非常严重的磨损，将会导致两者之间的间距增加，轴承的晃动程度大大增强，将会产生非常剧烈的振动现象。一般情况下，水泵导轴承出现故障的原因主要是润滑导致的原因。
3 结语
综上所述，防洪排涝泵站潜水轴流泵出现故障的原因非常复杂多变，为了能够保障机组的正常稳定的运行，必须能够充分了解各种故障产生的原因，并及时采取相应的维修方案，从而降低故障发生的概率，保障防洪排涝泵站的安全运行，发挥应有的效益。
参考文献
[1] 沈磊.水电站机械设备的运行管理与维护[J].黑龙江水利科技，2017，45（11）：189-191.
[2] 张英.水电站机械设备运行管理工作浅析[J].中小企业管理与科技，2011（5）：52.
[3] 王乐勤.屏蔽泵失效问題及其可靠性的探讨[A].中国机械工程学会.2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C].2006：5.