小型泵站機(jī)電設(shè)備存在問(wèn)題分析及改造措施

摘要：本文主要針對(duì)小型泵站機(jī)電設(shè)備存在問(wèn)題及改造措施展開了分析，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)機(jī)電設(shè)備存在的問(wèn)題及其原因作了詳細(xì)的說(shuō)明，并在闡述了機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造原則和目標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出了一系列相應(yīng)的改造措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：泵站機(jī)電設(shè)備；存在問(wèn)題；改造措施

一直以來(lái)，小型泵站是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，并且對(duì)于防洪排澇、引水灌溉、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收有著十分重要的作用。但是在目前情況下，小型泵站機(jī)電設(shè)備卻存在著一定的問(wèn)題，影響了泵站的正常運(yùn)行，需要我們及時(shí)對(duì)問(wèn)題存在的原因作好分析，并采取有效措施進(jìn)行改造，以保障機(jī)電設(shè)備的質(zhì)量和泵站的正常工作。

1 機(jī)電設(shè)備存在的問(wèn)題及其原因

1.1 水泵存在的問(wèn)題及其原因

1.1.1 原有的水泵不能滿足要求，需更換新水泵

原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）泵站重新選址建設(shè)或是泵站到了使用年限重新建設(shè)，泵站原有規(guī)模發(fā)生改變，舊水泵不能滿足新要求；

（2）水泵為“三無(wú)”產(chǎn)品；

（3）超過(guò)使用年限；

（4）維修更換零部件不經(jīng)濟(jì)。

1.1.2 水泵選型不合理，揚(yáng)程、流量、效率不能滿足泵站實(shí)際要求

造成問(wèn)題的原因：

（1）許多泵站建于上世紀(jì)六、七十年代，那時(shí)水泵及其配套設(shè)備規(guī)格不全，揚(yáng)程檔次差別過(guò)大，沒(méi)有過(guò)多地選擇空間；

（2）設(shè)計(jì)時(shí)泵站特征水位缺少，特征揚(yáng)程計(jì)算不準(zhǔn)確；

（3）沒(méi)有進(jìn)行泵型上的優(yōu)化比較；

（3）水泵產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

1.1.3 水泵汽蝕嚴(yán)重

目前使用的水泵，其過(guò)流部件大部分為鑄鐵材質(zhì)，長(zhǎng)期運(yùn)行被蝕成蜂窩狀，有的出現(xiàn)了穿孔，不少軸流泵站中的泵葉片、葉輪室和口環(huán)部分損壞得尤其明顯。形成汽蝕的主要原因：

（1）泵站進(jìn)水條件不好，水流不穩(wěn)；

（2）水泵安裝高程過(guò)高；

（3）泵在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速超過(guò)額定功率較多或流量偏大。

1.1.4 水泵異常振動(dòng)和噪音

原因：

（1）施工時(shí)安裝精度不夠，方法不恰當(dāng)，降低水泵效率；

（2）水泵在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，水泵軸和電機(jī)軸的同心度、垂直度保持得不理想，機(jī)械磨損大，偏差超過(guò)正常值；

（3）水泵基礎(chǔ)強(qiáng)度和穩(wěn)定性差，在開機(jī)時(shí)水泵振動(dòng)致使螺帽松動(dòng)；

（4）水流條件紊亂或是葉輪葉片破損。

1.2 電機(jī)存在的問(wèn)題及其原因

1.2.1 因泵站重新規(guī)劃設(shè)計(jì)，原有的電機(jī)與新水泵不配套，需要更換新電機(jī)。

1.2.2 過(guò)期的、已淘汰的低能高耗產(chǎn)品還在繼續(xù)使用。低能高耗的J、JO系列電機(jī)，因當(dāng)?shù)卣Y金不足，一直沒(méi)有更新?lián)Q代。

1.2.3 電機(jī)與水泵配套功率不匹配，存在小機(jī)帶大泵，使得電機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，縮短電機(jī)壽命，個(gè)別站出現(xiàn)過(guò)線圈燒毀的事故。另外，大機(jī)帶小泵，設(shè)備不能被充分利用，負(fù)載率低，電機(jī)能量損耗大。造成這種狀況的原因：

（1）泵站設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)正確計(jì)算，進(jìn)行合理選擇；

（2）泵站運(yùn)行水位發(fā)生較大改變，水泵的軸功率發(fā)生變化。

1.2.4 電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生異常振動(dòng)。造成這些問(wèn)題的原因有許多，應(yīng)根據(jù)泵站的實(shí)際情況加以分析，如有的振動(dòng)可能是水泵引起的，也可能是電機(jī)安裝的地面不平造成的，電機(jī)與水泵安裝精度不夠和電機(jī)本身的原因也可能引起振動(dòng)異常。

1.2.5 電機(jī)自身電氣及機(jī)械的故障。電氣故障如短路、斷線、過(guò)載及絕緣老化等；機(jī)械故障為定、轉(zhuǎn)子磨損受潮和軸承彎曲、磨損等。

1.3 變壓器及電氣設(shè)備存在的問(wèn)題及其原因

1.3.1 高耗能或被淘汰的變壓器在一些泵站中還在繼續(xù)使用。

1.3.2 因泵站更換新的水泵和電機(jī)，原有的變壓器容量不能滿足要求。

1.3.3 原有變壓器選型不合理。使負(fù)荷、效率、功率因數(shù)等明顯偏低，或低壓送電線路過(guò)長(zhǎng)，電壓降超過(guò)7%，或泵站內(nèi)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電壓低于變壓器出線端電壓的90%。原因：

（1）設(shè)計(jì)上缺陷，沒(méi)有考慮到泵站負(fù)荷變化的特點(diǎn)；

（2）泵站原有負(fù)荷情況發(fā)生了改變。

1.3.4 泵站變壓器運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生各種故障。如線圈故障、鐵芯故障、異響、漏油等，因?yàn)楣芾碇贫炔坏轿唬鄙偌夹g(shù)人員和資金限制等因素，使得泵站日常維護(hù)和檢修不到位，造成設(shè)備帶病工作，問(wèn)題長(zhǎng)期得不到解決。

1.3.5 沒(méi)有進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，有的泵站只有一臺(tái)主變壓器，沒(méi)有站用變壓器，在泵站停機(jī)檢修或是冬季不運(yùn)行時(shí)，主變壓器還要維持站內(nèi)生產(chǎn)生活用電，造成能源的浪費(fèi)，增加了泵站的經(jīng)濟(jì)成本。

1.3.6 開關(guān)柜元件在設(shè)計(jì)中考慮不周，選值過(guò)大，發(fā)生故障時(shí)，不能及時(shí)跳閘，過(guò)小易出現(xiàn)過(guò)早跳閘現(xiàn)象，設(shè)備不能正常啟動(dòng)。

1.3.7 電氣元件選用的產(chǎn)品質(zhì)量不合格、安裝不規(guī)范、超期和淘汰產(chǎn)品繼續(xù)使用等問(wèn)題，在泵站中具有普遍性。

1.4 管路存在的問(wèn)題及其原因

（1）進(jìn)、出水管年久失修，銹蝕嚴(yán)重引起漏氣漏水。

（2）軸線進(jìn)水水平出水的混流泵管線長(zhǎng)，管徑小，彎頭、閥件多，80%的泵站管路出口使用的是直管，水頭損失大，管路效率低。

（3）進(jìn)水管口懸空高度過(guò)大，引起管口附近淤積。或管路淹沒(méi)深度過(guò)小，造成吸水困難，產(chǎn)生漩渦。

（4）個(gè)別泵站出水方式為“高射炮”式出流方式，揚(yáng)程損失大，能源消耗高。

受建站時(shí)資金、施工質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)計(jì)等因素的影響，加之在以后的運(yùn)行中沒(méi)有得到足夠的認(rèn)識(shí)和重視，維修保養(yǎng)不及時(shí)，或沒(méi)有資金來(lái)源得不到更換，問(wèn)題越來(lái)越多。

2 機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造的原則

（1）從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，在原有工程和設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行講究實(shí)效的改造。

（2）機(jī)電設(shè)備修復(fù)改造工作要力求較高技術(shù)水平。盡量采用新技術(shù)、新工藝和先進(jìn)設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合技術(shù)改造。

（3）改造方案應(yīng)進(jìn)行充分論證，經(jīng)濟(jì)比較后選定，與改善運(yùn)行條件相結(jié)合，改造后的泵站要取得多年平均效率最高和較高的渠系水利用率。

（4）設(shè)備改造時(shí)不影響泵站正常運(yùn)用。

3 機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造的目標(biāo)

（1）提水量達(dá)到或是超過(guò)設(shè)計(jì)要求。

（2）達(dá)到泵站八項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

（3）機(jī)泵設(shè)備完好率達(dá)到95%以上。

（4）泵站效率η≥54.4%

（5）能源單消耗e≤1.35kg/（kt·m）

4 機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造措施

4.1 水泵的技術(shù)改造

4.1.1 更換泵型的技術(shù)改造。在更新方案設(shè)計(jì)中，不能簡(jiǎn)單地用與原有設(shè)備型號(hào)、性能相同的新設(shè)備去代替老設(shè)備，而是應(yīng)按照泵站規(guī)劃的灌排面積，復(fù)核泵站的特征水位，確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程和流量，對(duì)比不同的方案，選擇最優(yōu)的泵型。盡量選用國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)的水泵產(chǎn)品，采用高比轉(zhuǎn)速代替原低比轉(zhuǎn)速，在混流泵與軸流泵、混流泵與離心泵之間選擇時(shí)，優(yōu)先選擇混流泵。

4.1.2 增大泵型的更新改造。在進(jìn)水池尺寸比較富裕的泵站，考慮更換大一級(jí)的泵型。

4.1.3 維修更換水泵部件的改造。為了節(jié)省資金，減小工作量，對(duì)一些不符合要求的水泵進(jìn)行維修、更換零部件，較高揚(yáng)程的混流泵可換用比轉(zhuǎn)數(shù)300/350的轉(zhuǎn)輪，揚(yáng)程低的換成比轉(zhuǎn)數(shù)為500的。軸流泵的葉輪、葉輪室和導(dǎo)葉體等根據(jù)情況更換。

4.1.4 效率不理想的水泵改造。通過(guò)車削、變角、調(diào)速等手段，使水泵工況點(diǎn)在高效區(qū)內(nèi)工作。對(duì)比轉(zhuǎn)速低的混流泵，采取車削葉輪直徑的方法；導(dǎo)葉式混流泵和軸流泵則主要是通過(guò)調(diào)節(jié)葉片角度來(lái)滿足改造要求。

4.1.5 防止水泵發(fā)生汽蝕的方法有：

（1）降低水泵安裝高程，使H吸≤H允吸；

（2）降低水泵轉(zhuǎn)速；

（3）改變?nèi)~片的安裝角度；

（4）改善進(jìn)水池水流條件；

（5）及時(shí)清理攔污柵處的柴草，防止水位發(fā)生較大改變。

4.1.6 因安裝方法不當(dāng)造成水泵問(wèn)題的，對(duì)水泵泵軸進(jìn)行校正維修或更換，做好密封，調(diào)整位置與動(dòng)力機(jī)同心，堅(jiān)固螺栓。基礎(chǔ)不好的結(jié)合水工改造，使其底座強(qiáng)度加強(qiáng)，達(dá)到穩(wěn)定要求。

4.2 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)改造

（1）對(duì)已淘汰的、質(zhì)量差高耗能的電機(jī)予以更新。應(yīng)以Y系列新型節(jié)能電機(jī)替換J、JO系列電機(jī)。在選擇電機(jī)時(shí)，要考慮電機(jī)發(fā)熱、電網(wǎng)電壓波動(dòng)、電機(jī)容量級(jí)差等因素，所選電動(dòng)機(jī)容量比水泵要求的容量要適當(dāng)大些。一般水泵樣本給出了配套電機(jī)的功率，也可以根據(jù)以下公式計(jì)算：

式中，Pm——配套功率，kW；

γ——水的容重，N/m3；

Q、H、η——水泵工作范圍內(nèi)的最大軸功率所對(duì)應(yīng)的水泵的流量，m3/s，揚(yáng)程，m，效率，%；

η傳——傳動(dòng)效率，%；

K——電動(dòng)機(jī)的功率備用系數(shù)，參考表選用。

選用的電機(jī)其額定電壓應(yīng)和供電線路電壓相一致，轉(zhuǎn)數(shù)要和水泵轉(zhuǎn)數(shù)相近。

（2）電機(jī)的平均負(fù)載在70%以上時(shí)較為合適，容量過(guò)大則損耗大、效率低，過(guò)小會(huì)引起長(zhǎng)期過(guò)載、縮短電機(jī)壽命或是燒毀線圈。根據(jù)《泵站技術(shù)改造規(guī)程》要求，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載率β<0.5時(shí)，應(yīng)按配套要求進(jìn)行調(diào)整或更換。

（3）電機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的解決。處理方法：檢查是不是水泵的原因造電機(jī)振動(dòng)異常，將電動(dòng)機(jī)安裝在平穩(wěn)底座上，保證平衡性；再者需校對(duì)轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器平衡；還有就是校直轉(zhuǎn)軸，將皮帶輪找正后鑲套重車。

（4）電機(jī)自身故障的處理。根據(jù)故障的類型找出原因，加以排除維修。

4.3 變壓器及電氣設(shè)備的技術(shù)改造

（1）對(duì)于絕緣等級(jí)在B級(jí)以下，且使用年限在30年以上的變壓器應(yīng)予以報(bào)廢。有些油浸變壓器雖沒(méi)有達(dá)到使用年限，但是經(jīng)修復(fù)達(dá)不到安全使用標(biāo)準(zhǔn)或是不經(jīng)濟(jì)的，也應(yīng)予以報(bào)廢。根據(jù)供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)、泵站的用電負(fù)荷、電機(jī)電壓等條件，確定變壓器容量，做到經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

（2）變壓器根據(jù)故障的部位，發(fā)生的種類和現(xiàn)象，分析可能的原因，做出相應(yīng)的判斷和處理。做好變壓器的大修和小修工作。

（3）原來(lái)沒(méi)有站用變壓器的泵站，通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析覺(jué)得可以降低用電成本的，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件進(jìn)行增設(shè)。

（4）對(duì)于電氣設(shè)備、開關(guān)柜、線路達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的，或是經(jīng)修復(fù)后不安全不經(jīng)濟(jì)的，也應(yīng)報(bào)廢，選用更先進(jìn)、更可靠、更安全的產(chǎn)品。

4.4 管路的技術(shù)改造

（1）減少管路沿程阻力損失。更新的管路盡量使用新型管材，選擇內(nèi)壁光潔度高的，根據(jù)實(shí)際情況縮短長(zhǎng)度，加大出水管路直徑。

（2）減少管路出口的局部阻力損失。如在出口段采用漸擴(kuò)管，以增大出口口徑；使用輕質(zhì)拍門，增大拍門開啟角度；取消不必要的變頭和閘閥等。

（3）進(jìn)水管口懸空高度過(guò)大，或管路淹沒(méi)深度過(guò)小。通過(guò)降低水泵安裝高程，加長(zhǎng)進(jìn)水管，增加淹沒(méi)深度或是加蓋滅渦等方法，增大出水量，消除雜音和振動(dòng)。

（4）管路的改造要結(jié)合進(jìn)、出水池的改造，把高射炮出流方式變?yōu)檠蜎](méi)式出流，減少揚(yáng)程和能量的損失。

（5）正確安裝管路，防止漏水漏氣發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，小型泵站是保障農(nóng)業(yè)灌溉、抗御農(nóng)田干旱和減輕農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害的重要基礎(chǔ)設(shè)施，歷來(lái)在抗洪除澇和抗旱工作中發(fā)揮了不可替代的作用。針對(duì)目前小型泵站機(jī)電設(shè)備存在的問(wèn)題，我們需要用正確的理論解決問(wèn)題，并吸取工程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)防止重蹈覆轍，以保障泵站的工作質(zhì)量。

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