防洪排涝泵站水泵机组试机运行时的故障分析、诊断及处理

1、防洪排涝泵站水泵机组试机运行时的故障分析、诊断及处理防洪排涝泵站水泵机组试机运行时的故障分析诊断及处理赖桂元摘要:本文作者详细介绍了防洪排涝泵站的机电设备水泵机组,在试运行时出现的情况以及对故障的分析与维修处理的方法,以供参考.关键词:防洪排涝泵站潜水轴流泵:试机运行故障分析;诊断及处理1背景某防洪工程a泵站设计安装了3台oz系列潜水轴流泵,泵站水泵型号为7ooqz一100g;叶片安装角一2oc;叶轮直径650ram;配套电动机型号为yqgn520m28型;单机额定装机容量为132kw;额定电流268a;额定电压380v_+5%;额定转速730r/min.泵站设计扬程为4.0m,最高扬程为7.

2、10m,最低扬程为1.80m,单机抽排流量为1.455m3/s.泵站水泵安装形式为钢制井筒立式安装,水泵配套电气控制柜产品型号为tbg一132型,启动方式为自耦降压启动.泵站于98年投入运行,至今已运行12年.按照渡汛工作计划,泵站水泵机组进行汛前蓄水试机运行,结果发现a泵站1#水泵机组无法启动;2#水泵机组在启动运行后产生强烈振动,并伴有问歇性较大的噪声;3#水泵机组运行电流不稳定,水泵出水流量不足.立即对出现故障的水泵机组进行停机检查.现对泵站的潜水轴流泵运行中发生的故障进行分析,诊断及处理.2泵站潜水轴流泵结构特点分析潜水轴流泵是一种机电一体化的产品,电机与水泵一体式结构,完全淹没在水中

3、运行.潜水轴流泵主要由潜水电机,导叶体,叶轮和进水喇叭等构成.潜水电机功率等级:电气性能指标符合gb755,防护等级:ip68,电压等级:380v,额定频率:5orz,绝缘等级:f级.叶轮:叶轮为半调节式,即在需改变工况时,松下螺母,扣片,拆出定位销,转动叶片,使叶片的基准线对准轮毅体上的某一要求的角度线,然后装好定位销并拧紧螺母,从而达到调节的目的(各叶片安装角应一致).轴封:设有2道机械密封,第一道与水直接接触的机械密封安装在油室外,为水润滑和冷却,动静环摩擦副的材料为碳化硅对碳化硅,第二道机械密封安装在油室里,为油润滑和冷却,动静环摩擦副的材料为碳化硅对石墨.防漏保护:0z系列潜水轴流泵

4、设有防漏保护装置:水泵侧机械密封的导叶内侧油室安装油水信号探头;电机侧机械密封的电机腔安装渗漏浮球开关;电缆接线腔密封的接线盒安装渗漏探头.当油室,电机腔或接线盒内发生水渗漏时,保护装置发出警报或停机,并保留故障信号.过热保护装置:潜水电机绕组中设有过热保护器,当温度超撞囫2011年3月过规定时,发出信号或停机.qz系列潜水轴流泵典型结构图见图1:lt!越竺t一一一l-ipmtli*ihtnt.|i-麒啦挂疆l嚣叫一对t丹塑巴丛匹童墓农一qz系列潜水轴流泵结构图3泵站潜水轴流泵运行时出现的故障理论分析及故障诊断泵站的潜水轴流泵在本次试机运行中,出现的故障包括:机组无法启动,机组在启动运行后产生

5、强烈振动并伴有间歇性较大的噪声以及机组运行电流不稳定和水泵出水流量不足等现象.3.1泵站1#水泵机组无法启动的故障原因分析可引起故障的原因有以下几个方面:电机绕组,接头或电缆断路;水泵叶轮卡死;水泵机组的防漏,过热控制保护装置动作;供电源电压不在正常范围内;控制接线不正确,启动控制柜电器故障等.1#机组故障诊断:首先,判断水泵机组的防漏,过热控制保护情况,当按水泵启动按钮时,发现水泵机组启动控制柜湿度和泄漏指示灯亮,并报警,用万用表欧姆挡分别检测水泵侧机械密封的导叶内侧油室油水信号探头,以及电机侧机械密封的电机腔渗漏浮球开关的电缆接线端子,发现其阻值均小于无穷大,因此诊断出1#机组故障原因之一

6、很有可能是水泵侧密封和电机侧密封损坏引起渗漏水,导致导叶内油水信号探头发出信号以及电机腔的浮球开关上浮后触点导通,触发水泵综合保护器中的继电器动作,断开水泵控制回路,使机组无法启动.其次,用万用表测量,发现电机绕组,接头和电缆均无断路故障,低压进线柜,机组启动控制柜进线三相电压均为395v,符合电源的正常电压范围,也符合水泵的运行电压等级,进一步检查水泵启动控制柜,检查结果为控制接线无问题,控制柜电器元件无损坏.3-2泵站2#水泵机组在运行中产生强烈振动,并伴有间歇性较大噪声的故障原因分析可引起故障的原因有以下几个方面:叶轮浸入深度不够;潜水泵井筒基础不够紧固或螺栓螺母松动;叶轮叶片外圆与叶轮

7、外壳有摩擦,叶轮不平衡;轴承损坏;叶片部分被杂物打碎或脱落;进水流态不稳定,产生漩涡等.2#机组故障诊断:首先,检查井筒基础地脚螺栓螺母,发现井筒基础无松动现象.其次,检查泵站进水前池水位情况,发现泵站前池的现行水位达最低运行水位(81.80m)以上.根据潜水轴流泵最小淹没深度数据表,经测量该潜水轴流泵设计淹没深度(即最低运行水位至进水喇叭低部)的数值超出最小淹没深度hs=1250mm范围,不存在叶轮浸入深度不够的现象,且在机组运行时检查前池,进水口拦污栅,进水流道等均发现无阻水物,进水流态稳定,没有产生漩涡现象.于是,打开井筒端盖,起吊水泵,检查水泵叶轮叶片发现无杂物打碎或脱落现象;进一步拆

8、卸水泵的进水喇叭和叶轮,检查时发现叶轮叶片外圆与外壳有摩擦产生的痕迹,叶片锈蚀较严重.将叶轮在水泵叶轮平衡设备上进行校核时,发现叶轮有不平衡现象.因此,诊断出2#机组的故障原因是叶轮叶片锈蚀后,导致叶轮不平衡,叶片外圆与外壳有摩擦,造成机组运行时产生强烈振动,并伴有间歇性较大的噪声.3-3泵站3#水泵机组在运行中电流不稳定及水泵出水流量不足的故障原因分析可引起故障的原因有以下几个方面:叶轮浸入深度不够;叶轮外圆磨损或叶片部分被击坏;潜水泵转向错误;出水管路阻塞;潜水泵转速未达到规定转速;潜水泵轮毂体与叶片之间断裂或叶片固定螺母松动.3样机组故障诊断:检查水泵叶轮转向和转速情况.经检查,水泵电机

9、接线正确,叶轮转向正确,水泵的转速达到规定转速值.检查水泵的出水管路情况,经检查水泵的出水管路无堵塞.判断水泵及叶轮的浸入深度情况,经测量该潜水轴流泵设计淹没深度(即最低运行水位至进水喇叭低部)小于hs=1250mm的深度范围.因此,诊断出3#机组故障原因是安装问题:因水泵电缆被盗割,在起吊水泵进行更换电缆后,重新吊人水泵井筒时,水泵安装没有达到浸入淹没深度,即水泵叶轮的浸入深度不够,导致水泵运行时出水流量不足和运行负荷变化使电流表指针摆动.4泵站潜水轴流泵运行的故障处理方法泵站1#故障机组水泵的水泵侧和电机侧渗漏的处理方法:打开井筒端盖,起吊水泵,用专用工具拆开叶轮,吊出电机,将导叶内油水放

10、掉和电机腔内的积水放掉,清洁信号探头和浮球开关,并进行干燥处理,更换水泵侧和电机侧机械密封件,导叶内加注新的润滑油.电机回装时保证电缆接线漏水密封,回装完毕后检测电缆线接线腔密封的渗漏探头和水泵侧密封的油水信号探头是否在正常状态下,用万用表检查其值为无穷大(表示在正常状态下),同时检测电机侧机械密封的渗漏浮球开关是否在正常状态下,用万用表检查其值为无穷大(表示在正常状态下).泵站2#故障机组水泵产生强烈振动并伴有间歇性较大噪声的处理方法:因故障原因是叶轮叶片外圆与叶轮外壳有摩擦及叶片锈蚀使叶轮不平衡,处理方法为更换新的叶轮.叶轮回装时应确保叶轮部件之间没有摩擦,并检查或调整叶片的安装角度和泵轴垂直度.泵站3#故障机组水泵出水流量不足的处理方法:将水泵吊装至设计的水泵淹没深度范围,保证叶轮浸入水中有足够的深度.吊装水泵注意事项:吊起水泵时泵轴线应垂直,并缓慢放入管中,当水泵放至管底,其导叶体圆锥面导向下能自动落在泵座锥面法兰上,使泵和泵座结合面上的止水橡胶(0型圈)密封良好,并使泵固定.5结束语由于潜水轴流泵长期淹没在水中运行,泵的工作环境恶劣,且存在运转情况无法直观监测等不利的客观因素,因此对水泵的密封,防漏,过热保护等要求很高.实际工作中,水泵在运行时往往会碰到许多异常故障现象,应对故障原因加以分析,并作出正确处理,从而增加系统的可靠性,