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摘 要：随着水电工程的发展，水泵修筑越来越考虑安全性问题，针对水泵故障的诊断方法研究也逐渐增多，但面对具体检测水泵故障仍旧是一项难题。本文根据泵站设备的特征来分析研究泵站设备出现故障的原因及问题，并提出相关解决办法。
关键词：泵站设备、故障原因 、诊断原则及方法、故障类型
随着水电工程越来越多，水泵设备所选的类型向着大型、复杂的方向发展，针对这一点，选择安全性能高的泵站设备极为重要，由此对于水泵故障的检测诊断工作必须加强。笔者将在下文中着重探究泵站出现故障的原因、诊断方法和故障类型。
一、泵站出现故障的原因及诊断原则
根据故障这一词的解释我们可知是指一个机器在运转过程中它的各项功能指标低于正常值，导致机器运行发生问题出现危害。简单来说就是机器出了问题或阻碍。但泵站设备出现故障往往不是由单一的问题造成的，并且故障的类型也分为很多种，例如水泵不出液体、振动、过载或电流量过大、出现异常的声响等等。这些故障的解决办法也是各不相同的。笔者认为找到诊断出现故障的行之有效的原则也很关键，在通常情形下可以根据现场状况来诊断，例如水泵是不是刚检修完毕，是不是正在切换的状态，备用的水泵有没有停止使用很长的时间或者正处于调试状态。掌握着一类原则不仅对于准确诊断故障有帮助，更利于在判断出故障后快速找到解决的办法。
二、水泵故障的诊断方法
（一）信号诊断法
主要有三种类型，一是频谱分析方法，利用频谱可以找到振动的根本所在，对水泵进行深层次的诊断，但是由于这类诊断办法只能找出一般的小问题，所以多用在对小泵的故障诊断上面；二是功率谱估算诊断法，这一方法在诊断中使用的很多，可以表述频域内的信号能量的分布状况，也能分辨出水泵最优的工作数值，及时分析出水泵内有哪些故障，为水泵给予最好的维修保障，但这类诊断仍有局限，多用在水泵内信号较为稳定的时候；三是小波分析，相较于前两个方法有其独特的优点，可以用于检测突变信号和非平稳信号，但这类方法还在升级研究中，有待检验。
（二）知识诊断法
一是粗糙集理论，该诊断方法不要求有初始的数据值，可以马上对数据进行分析处理，利用粗糙集理论能够快速对水泵内的故障进行检测，找出故障的原因所在；二是专家系统诊断法，利用计算机对在水泵内收集的信息进行技术检测，迅速找出水泵故障的根源；三是模糊故障诊断法，重点利用相关函数模型来调和故障与预兆间的不确定联系，从而实现对水泵进行故障上的监测。这类诊断法往往计算简便、使用简易和结论明确直观。
（三）解析模型诊断法
一是状态估计法，使用系统内本身存在的模型和检测到的信号来建立一个能够检测到的变量，并用原先估算的数值和之后测量的数值的差来作为残差，这可以快速检测出故障；二是等价空间诊断法，使用系统输进和输出的现实检测的数值来检测系统内的数学模型的一致性，来检验故障所在。
三、泵站设备故障的类型
笔者主要探究的是对泄露、不出液体、振动、过载或电流量太大、出现异常的声响这几类故障的诊断和解决方法。
（一）泄露故障
泄露分为两种类型，一是短暂性，既对设备进行相应的修复后可以将设备调整回来，使其回归到故障前的样子；二是长久性，即水泵受到的破坏太严重，普通的修复都不能将其复原。造成端面泄露的原因多半是在密封的机器中的某个部件遭到破坏引起密封泄漏，或者是密封的端面的压力太小，有废物潜入到端面的内部使端面磨坏，双端面密封有封液压力小而导致泄露。轴向泄露的原因则是密封圈的松紧不合适，橡胶的密封圈进入间隔时大小不合适发生破损，选择密封材料时没有考虑到它是否能忍受高温或高强度的腐蚀，密封圈的表层有破损。
针对端面泄露可以增加弹簧的压缩量，加大端面的比压，选择质量好不易磨损的材质来制作端面，加大密封液的压力，变单密封为双密封增加密封的保险性。轴面泄露则可以在配置是挑选适合的密封圈大小，调整好间隔，选择质量好的密封圈，安装前做好对装备的检查，能有效防止泄露故障的发生。
（二）泵站不出水故障
水泵不出水多数情况下是有空气进入到进水管或水泵内。水泵在用之前没有将水灌满，表面看起来空气已经被全部排出，但由于没有转动泵轴，仍有少量空气存在。水泵外部的填充材料由于使用时间太长而被破坏，导致一部分水从有空隙的地方喷出来，使得空气顺着水喷出来的地方进入到泵体内部；进水管因长时间深埋在地下，导致管壁被磨坏出现孔隙，水从孔隙流出，空气也从孔隙进入；还有可能在进水管有弯的部位出先裂隙，空气随之进入；泵内的空气存在量超过了允许范围；进水管太长或阻力很大；泵里存在垃圾堵塞没有及时的清理。根据诊断出的情况，可以试着打开泵内的排气阀对泵内进行放气，更换新的质量好的进水管减少磨损情况，在使用之前要仔细检查水是否灌满；清理或修改管道。
（三）振动故障
振动故障形成的原因有很多种，可大致划分成渐进和突发两种，渐进的是指泵体内部的部件经过长期的使用后容易被磨坏，进而使其中形成很大的空隙并导致振动故障发生，例如叶轮被损坏、泵轴弯曲 、平衡部件被磨坏等，突发性的是指水泵的轴承被磨损或轴基础松动。
离心泵的设计也会引起振动故障，由于离心泵的生产厂家不同且多，导致最后生产出的离心泵的大小尺寸参差不齐，间隔比例没有达到最优数值，在安装过程中出现失误也会导致部件遭到磨损。为了能够减少叶轮两边的压力不平衡的状况，通常会在叶轮的靠后的盖板上留出用来平衡轴向的推力的孔，但是不少的生产厂都没有注意到这一个关键点，最终造成轴承的更替频率过高，从而造成离心泵的寿命降低。为延长它的使用寿命，我们可以规范离心泵和其内部的各种零件的标准，减少在安装过程中出现的失误，优化部件的设计，例如对轴承的生产加大规范，使用规格较大的轴承。
（三）异常声响的故障
异常声响通常是随着一系列故障出现的，为诊断出声响的具体位置就可以采用听声法。而水泵启动后噪声太大，振动大，电动机的电流量下降后反复摆动，泵压表的指针摆动幅度大并且压力降低，排出量减少，伴随有气蚀现象出现；泵内发出敲打声音，泵内的压力变化很小，电流量增加，是定子和转子出现撞击或严重摩擦使口环和衬套脱落； 泵内传出变化比较小的奇怪摩擦声响，但是进过检测水泵的各类运行仍显示正常，这表明叶轮与导翼或其中段等发生轻微的摩擦，在这类情形下泵仍旧能够运行，声响在泵运转一段时间后也会自动消失的。未解决这一故障，可以安装用来防止水泵振动的器材，尽管这类办法对减少水泵内部的空气噪声没有很大的影响，但是对减小住户房内的噪声很有效果，甚至工程造价均也能调整在万元之内，工程性价比很高。
四、结语
现今水电工程修建越来越多，水泵的安全性重要性日渐突出，但由于各方面的原因，水泵故障层出不穷，寻找正确的诊断方法不仅能快速找到故障的根源，对于后续找出解决问题的办法也极为重要，并能够减小工程损失，将水泵的安全性调到最高。
参考文献
[1]李斌，郑源，徐瑛丽. 大中型泵站机组特性测试与诊断系统研究[J]. 中国农村水利水电. 2012（08）
[2]高春宝.玉田县泵站存在问题及对策[J].水科学与工程技术. 2010（05）
[3]陈婕，杨祖强. 离心泵转子质量不平衡振动特性分析[J]. 中国农村水利水电. 2013（12）
关键词：泵站设备、故障原因 、诊断原则及方法、故障类型
随着水电工程越来越多，水泵设备所选的类型向着大型、复杂的方向发展，针对这一点，选择安全性能高的泵站设备极为重要，由此对于水泵故障的检测诊断工作必须加强。笔者将在下文中着重探究泵站出现故障的原因、诊断方法和故障类型。
一、泵站出现故障的原因及诊断原则
根据故障这一词的解释我们可知是指一个机器在运转过程中它的各项功能指标低于正常值，导致机器运行发生问题出现危害。简单来说就是机器出了问题或阻碍。但泵站设备出现故障往往不是由单一的问题造成的，并且故障的类型也分为很多种，例如水泵不出液体、振动、过载或电流量过大、出现异常的声响等等。这些故障的解决办法也是各不相同的。笔者认为找到诊断出现故障的行之有效的原则也很关键，在通常情形下可以根据现场状况来诊断，例如水泵是不是刚检修完毕，是不是正在切换的状态，备用的水泵有没有停止使用很长的时间或者正处于调试状态。掌握着一类原则不仅对于准确诊断故障有帮助，更利于在判断出故障后快速找到解决的办法。
二、水泵故障的诊断方法
（一）信号诊断法
主要有三种类型，一是频谱分析方法，利用频谱可以找到振动的根本所在，对水泵进行深层次的诊断，但是由于这类诊断办法只能找出一般的小问题，所以多用在对小泵的故障诊断上面；二是功率谱估算诊断法，这一方法在诊断中使用的很多，可以表述频域内的信号能量的分布状况，也能分辨出水泵最优的工作数值，及时分析出水泵内有哪些故障，为水泵给予最好的维修保障，但这类诊断仍有局限，多用在水泵内信号较为稳定的时候；三是小波分析，相较于前两个方法有其独特的优点，可以用于检测突变信号和非平稳信号，但这类方法还在升级研究中，有待检验。
（二）知识诊断法
一是粗糙集理论，该诊断方法不要求有初始的数据值，可以马上对数据进行分析处理，利用粗糙集理论能够快速对水泵内的故障进行检测，找出故障的原因所在；二是专家系统诊断法，利用计算机对在水泵内收集的信息进行技术检测，迅速找出水泵故障的根源；三是模糊故障诊断法，重点利用相关函数模型来调和故障与预兆间的不确定联系，从而实现对水泵进行故障上的监测。这类诊断法往往计算简便、使用简易和结论明确直观。
（三）解析模型诊断法
一是状态估计法，使用系统内本身存在的模型和检测到的信号来建立一个能够检测到的变量，并用原先估算的数值和之后测量的数值的差来作为残差，这可以快速检测出故障；二是等价空间诊断法，使用系统输进和输出的现实检测的数值来检测系统内的数学模型的一致性，来检验故障所在。
三、泵站设备故障的类型
笔者主要探究的是对泄露、不出液体、振动、过载或电流量太大、出现异常的声响这几类故障的诊断和解决方法。
（一）泄露故障
泄露分为两种类型，一是短暂性，既对设备进行相应的修复后可以将设备调整回来，使其回归到故障前的样子；二是长久性，即水泵受到的破坏太严重，普通的修复都不能将其复原。造成端面泄露的原因多半是在密封的机器中的某个部件遭到破坏引起密封泄漏，或者是密封的端面的压力太小，有废物潜入到端面的内部使端面磨坏，双端面密封有封液压力小而导致泄露。轴向泄露的原因则是密封圈的松紧不合适，橡胶的密封圈进入间隔时大小不合适发生破损，选择密封材料时没有考虑到它是否能忍受高温或高强度的腐蚀，密封圈的表层有破损。
针对端面泄露可以增加弹簧的压缩量，加大端面的比压，选择质量好不易磨损的材质来制作端面，加大密封液的压力，变单密封为双密封增加密封的保险性。轴面泄露则可以在配置是挑选适合的密封圈大小，调整好间隔，选择质量好的密封圈，安装前做好对装备的检查，能有效防止泄露故障的发生。
（二）泵站不出水故障
水泵不出水多数情况下是有空气进入到进水管或水泵内。水泵在用之前没有将水灌满，表面看起来空气已经被全部排出，但由于没有转动泵轴，仍有少量空气存在。水泵外部的填充材料由于使用时间太长而被破坏，导致一部分水从有空隙的地方喷出来，使得空气顺着水喷出来的地方进入到泵体内部；进水管因长时间深埋在地下，导致管壁被磨坏出现孔隙，水从孔隙流出，空气也从孔隙进入；还有可能在进水管有弯的部位出先裂隙，空气随之进入；泵内的空气存在量超过了允许范围；进水管太长或阻力很大；泵里存在垃圾堵塞没有及时的清理。根据诊断出的情况，可以试着打开泵内的排气阀对泵内进行放气，更换新的质量好的进水管减少磨损情况，在使用之前要仔细检查水是否灌满；清理或修改管道。
（三）振动故障
振动故障形成的原因有很多种，可大致划分成渐进和突发两种，渐进的是指泵体内部的部件经过长期的使用后容易被磨坏，进而使其中形成很大的空隙并导致振动故障发生，例如叶轮被损坏、泵轴弯曲 、平衡部件被磨坏等，突发性的是指水泵的轴承被磨损或轴基础松动。
离心泵的设计也会引起振动故障，由于离心泵的生产厂家不同且多，导致最后生产出的离心泵的大小尺寸参差不齐，间隔比例没有达到最优数值，在安装过程中出现失误也会导致部件遭到磨损。为了能够减少叶轮两边的压力不平衡的状况，通常会在叶轮的靠后的盖板上留出用来平衡轴向的推力的孔，但是不少的生产厂都没有注意到这一个关键点，最终造成轴承的更替频率过高，从而造成离心泵的寿命降低。为延长它的使用寿命，我们可以规范离心泵和其内部的各种零件的标准，减少在安装过程中出现的失误，优化部件的设计，例如对轴承的生产加大规范，使用规格较大的轴承。
（三）异常声响的故障
异常声响通常是随着一系列故障出现的，为诊断出声响的具体位置就可以采用听声法。而水泵启动后噪声太大，振动大，电动机的电流量下降后反复摆动，泵压表的指针摆动幅度大并且压力降低，排出量减少，伴随有气蚀现象出现；泵内发出敲打声音，泵内的压力变化很小，电流量增加，是定子和转子出现撞击或严重摩擦使口环和衬套脱落； 泵内传出变化比较小的奇怪摩擦声响，但是进过检测水泵的各类运行仍显示正常，这表明叶轮与导翼或其中段等发生轻微的摩擦，在这类情形下泵仍旧能够运行，声响在泵运转一段时间后也会自动消失的。未解决这一故障，可以安装用来防止水泵振动的器材，尽管这类办法对减少水泵内部的空气噪声没有很大的影响，但是对减小住户房内的噪声很有效果，甚至工程造价均也能调整在万元之内，工程性价比很高。
四、结语
现今水电工程修建越来越多，水泵的安全性重要性日渐突出，但由于各方面的原因，水泵故障层出不穷，寻找正确的诊断方法不仅能快速找到故障的根源，对于后续找出解决问题的办法也极为重要，并能够减小工程损失，将水泵的安全性调到最高。
参考文献
[1]李斌，郑源，徐瑛丽. 大中型泵站机组特性测试与诊断系统研究[J]. 中国农村水利水电. 2012（08）
[2]高春宝.玉田县泵站存在问题及对策[J].水科学与工程技术. 2010（05）
[3]陈婕，杨祖强. 离心泵转子质量不平衡振动特性分析[J]. 中国农村水利水电. 2013（12）