排涝泵站机组故障特点与原因

排涝泵站机组故障特点与原因

许志军

许志军惠州市水电建筑工程有限公司广东惠州516001

摘要:排涝泵站大中型水泵机组的故障有以下几个特点：影响大、原因复杂、隐蔽性强和故障率确定难。这些特点直接影响到机组的安全和可靠运行,以及泵站功能的发挥。文章根据这些故障的特点，分析主要故障的形式，并且从设计、结构、安装和运行各方面阐述了出现这些故障的原因。成果对改进排涝泵机组的设计选型,减少故障发生,及时准确诊断和排除故障,缩短维修时间,降低维修费用,确保维修质量有较重要地意义。

关键词:主要故障;故障特点;故障原因

相比大中型水泵机组的故障研究和维修性设计、评价和改善,只需针对比力少的一部分部件及机构,这些部件及机构故障的发生会影响泵站的正常和安全运行。这类故障即为主要故障。鉴定关键部件及机构必要确定系统、分系统每一层次中的关键部件及机构。首先,将机组按复杂程度依次列出其所有产品,然后将其故障显然对设备没有重要后果的部件从中略去,在留下来的部分中再选择一定进行故障及维修分析的部件及机构。

1故障特点

1.1原因复杂

(1)机械方面

机械被磨损、腐蚀或者老化都会使机组部件的性能和运行出现问题，电机是旋转机械，转子的不平衡或不对中以及润滑等问题也会导致机组故障，另外,机械故障还具有潜在性、渐发性、耗损性、模糊性和多样性等特性。

(2)电气方面

电气设备在工作时会发热，在电压或电流过高时，一般会熔断保险丝，最严重的情况也可能烧损电机，另外，当电气设备很多时，其他设备出现问题，也可能导致机组的故障。

(3)水力方面

水流的不匀速会使水泵振动，上下游水位超出设计水位有可能导致机组过载，从而导致水泵机组的故障。

(4)管理方面

操作人员不按操作规则使用水泵，日常维护和保养的不合适等都会引起机组故障。

1.2隐蔽性强

(1)实际情况下,我们无法进入机组内部进行检查,也不可能拆开机组进行检查。

(2)排涝泵站机组每年大部分时间是停机的，只有在汛期才开机运行。有的机组每年的运行时间有一星期左右，有的机组每年的运行时间也只有1-3个月，所以故障只有在机组运行时才出现。

1.3数据收集难

大中型水泵机组都是根据泵站所处地理环境特征和特定的结构形势生产的，相同型号的机组少，在加上开机的时间短，故障的数据只能依靠平时的记录，另外泵站现场的环境复杂，各技术水平也存在差异，使得故障处理数据收集难度大。

2电机绝缘老化原因分析

电机绝缘老化的原因主要是负载的变化、环境与机械损伤，这些因素具体表现在以下几点：

(1)热老化。电气设备在运行中会发热，绝缘材料长期受热，就会发生如挥发、裂解、起层、龟裂等变化,从而导致材料的变形或变质。另外,线圈绝缘也会由于受到机械变形而导致疲劳破坏。

(2)电老化。机组线圈绝缘中总会存在一些微小的气隙，这些气隙或微小的缝隙长期处于高压电的作用下，使得绝缘体发生局部放电或者漏电，最后导致绝缘几只的绝缘性逐渐的劣化，最后导致绝缘体整个被击穿。另外，如果绝缘体表面有污染或异物，高压电会使之碳化，从而丧失绝缘功能。

(3)机械老化。由于机械应力的出现，绝缘材料会出现疲劳裂纹等磨损。在应力过大时，电机线圈绝缘层会产生疲劳甚至断裂。同时热老化也会引起绝缘体的收缩，使其松动，最后导致线圈和内部的磨损。

(4)环境老化。环境老化主要表现为环境对绝缘的污染和侵蚀,如水份或油污等。环境因素就像催化剂一样加速着绝缘的老化，它们越来越快的使绝缘电阻降低和介质损耗增加，从而导致机组的故障。

3水泵导轴承故障原因分析

3.1油润滑导轴承故障原因

3.1.1润滑不足

在润滑不足的情况下，不能形成润滑油膜,轴承和电机等转动滑动装置的发热和磨损严重。润滑不足会出现的问题主要表现在以下两各方面，一种在机组转速突然减小时会出现不稳定的运行状况;另一种是毕托管出现故障,主要是因为:(1)机组运行时产生的振动使毕托管的进油角度发生变化，使得毕托管上油量减小,甚至不上油;(2)由于共振疲劳导致的毕托管折断。

3.1.2密封失效

水泵轴承密封失效会造成大量的漏水，其漏水量超过设计值，这时排水管来不及排水，使整个油润滑导轴承浸在水里，从而受到损害，故障主要表现为导叶体轮毂与转轮轮毂之间设置的水密封失效而造成漏水。其分为两种形式：

(1)端面密封失效原因。在静环座与固定座之间的连接有弹簧以及密封橡胶绳，如果此弹簧脱落，而橡胶绳装配过紧，在加上水泵导轴承端面密封属于接触式机械密封，从而导致静环座不能依靠自身重力和弹簧弹力下落;另外。动静环面由于摩擦或损害导致凹凸不平,静环座下落后不能很好的啮合,密封间隙增大。

(2)迷宫密封失效原因。由于水流在迷宫通道内的流动状况十分复杂,影响因素非常多,导轴承迷宫密封的机理也很复杂，所以在此方面的影响因素较多,如总体结构型式、压力温度条件、介质流向等。在水泵导轴承迷宫里密封的是水,因此还必须考虑水力摩擦和流体收缩的影响。

3.2水润滑导轴承故障原因

(1)轴承材料承载能力本身较低;

(2)径向荷载超过轴承承载的最大能力;

(3)在排涝泵站里进行水润滑时，有时会直接采用城市污水润滑,污水中含有较多杂质例如细小的硬性颗粒，会们会磨损轴颈，被磨损后表面凹凸不平的轴颈又反过来磨损轴承，形成恶性循环。橡胶接触到油性物质会产生膨胀现象,如果是用橡胶制作的轴承，遇到污水中的油性物质，就会发生损坏，很可能出现轴承和轴颈粘在一起的情形。所以在设计、安装轴承时应根据材料的膨胀性,考虑适当的放大轴承间隙。

4叶片调节机构故障原因分析

4.1机械式叶片调节机构故障原因

(1)分离器与主机泵转动部分的在转动时不同心,导致分离器轴承在直径方向的荷载过大，调节拉杆与水泵轴同心，而此时水泵轴的定点在调节器轴承的球面以外，不是球心，不能起到调心的作用，而产生偏心的轴承压力，在过大的分离器轴承径向荷载的压力下，左右两侧的滚子不均匀引起推力轴承烧坏。

(2)推力轴承轴向间隙过小。推力轴承轴向间隙过小会导致轴承的外圈被卡住,最后轴承的外圈与滚子一直摩擦导致烧损。

(3)分离器轴承内圈径向位移过大。心轴承内圈横移量的变大主要由下面三个原因造成：水泵轴的摆度造成的拉杆倾斜，上下拉杆之间的倾斜和上下拉杆的不同心。如果三者的偏移不在同一个方向,也会造成单侧部分滚珠长时间受力过大，设备长时间运行，增加的摩擦力矩会很快的使温度升高从而烧损轴承。

(4)联接强度差、固定方式不合理。上下拉杆的联接强度差，联接方式不合理，这些因素都会导致拉杆联接出螺纹的松动。上下拉杆的联接方式为对开形包壳联接或螺纹连接加止动垫片,这样并不能保证联接的强度和同心度,另外，如果机组停机或者发生反转,导致上、下拉杆发生了松动或者脱落，就很可能造成严重的事故。

(5)分离器温度过高。分离器内由于轴承转动产生的巨大热量会使润滑油变质，也会导致轴承硬度下降,严重影响轴承滚珠寿命，所以需要在分离器内加水来进行冷却。

4.2液压式叶片全调节机构故障原因

液压式条件机构具有调节力大、机械磨损件少、可靠性高等优点,但其缺点在于装置体积大,配油器安装难度高,接力器密封要求高。大型水泵要求较高的油压，也要求较高的调节力，从而导致容易出现漏油的情况。主要故障模式有:操作油管连接部位漏油,配压阀密封失效,最终使压力无法保持,叶片角度无法调节。

5结语

在前面我们介绍了排涝泵机组故障具有影响大、原因复杂、隐蔽性强和故障率确定难等特点。在实际情况中，发生最多的是电机绝缘老化或击穿，这这个方面，受热因素和环境因素的影响较大，可以考虑通过降温来解决。润滑方面的故障主要表现在：轴承与轴颈之间的严重磨损甚至大块脱落，材料承载耐磨性能差、润滑水质差以及油膜润滑和水密封问题。机械式叶片调节机构故障形式多,原因复杂。

参考文献

[1]仇宝云,王彤俊,魏强林,等.大型泵站常见故障分析[J].排灌机械,1999,17(2):2024.

[2]李迎春,余占湖.轴流泵叶片调节机构常见故障分析与处理[J].水泵技术,2002,(3):2741