電廠水泵故障分析及整治方法研究

白騏瑞 孫正新 劉天岳 張洪

摘要：電廠水泵應用雖廣但較為分散，因此，在使用過程中需要配備智能化監測系統。然而，就目前經濟情況來講，費用昂貴，一時無法實現，只能通過人工監測來完成，如：定期的檢查、維修等。而在事實中，這些檢查根本解決不了電廠水泵事故的頻頻發生，因此，構建完善有效的故障監測、診斷是目前為重點研究的事情。

關鍵詞：電廠水泵;故障分析;整治方法

引言

在火力發電廠中，水泵的應用非常廣泛和分散，使得電廠的水泵不能配備鍋爐、汽輪機等功能十分完善的智能監控系統。從經濟角度來看，裝備大量昂貴的監測系統是非常昂貴的，而且很難實現。目前，電廠水泵運行監測基本上是通過定期檢查、大、小修期間的檢查或事故后的檢查，達到人工監測的水平。然而，這種檢查對降低電廠水泵事故率的作用不大，因此建立有效的故障監測和診斷手段是十分必要的。

1電廠水泵的常見故障原因分析

1.1電廠水泵故障的機械原因

主要包含電機、水泵轉動部件，如果兩者的質量不平衡，中心是不對稱的，那么，水泵在轉動的時候會出現一個轉速，如果轉速與泵體原本固定的頻率不能一致，就會引起強烈的振動，發出很大的噪音。當中，如果電動機和水泵的旋轉部件存在質量不平衡，則可以從初始和運行過程之間的不平衡來考慮。在初始狀態中，導致水泵失去平衡性的主要原因，歸根結底是制造過程的質量達不到標準，導致質量分布不均勻，終影響整體平衡。而在運行過程中，導致水泵失去平衡性能的主要原因，泵中有流動的介質，而介質中又含有過多的雜質，如果這些雜質長期已久不做任何處理，就會在泵體結垢，結垢久了，自然會造成對泵體的腐蝕、磨損，終影響到泵的質量分布不均衡，進而導致水泵失去平衡性。眾所周知，水泵轉子上會有零部件，如果零部件脫落進入水泵，也將會造成水泵故障。

1.2水泵水力故障的振動原因

主要有汽蝕、喘振這兩種情況。其中，汽蝕造成對水泵的傷害影響，主要是泵內有流動的液體，而液體會流動，它從某處流到另一處液體時，存在壓強，如果壓強下降到一定程度，出現等于或低于當時液體溫度下飽和壓力時，液體中就會出現氣泡，這些氣泡在一定的壓力作用下，就會破裂，破裂的同時會有足夠大的壓力發生，進而造成對水泵的傷害。而喘振，則是管內有流動的液體，如果液體在流動的時候不能穩定進行，那么會出現流量的變動，而失去原有的周期性流動，在這種情況下，會有很多噪音和振動，這證明泵已經發生故障。

1.3水泵的電氣故障

主要包括電機內部磁場的不平衡和電氣系統的故障。它會產生巨大的噪音和振動。對于這種故障，應及時檢查泵軸，并將操作參數控制在一定范圍內。如果無法控制，要及時關機，然后拆下整個泵以解除故障，從而釋放故障，使泵恢復正常運行狀態。

2電廠水泵故障障的診斷方法

2.1常規診斷法

電廠水泵振動故障的常規診斷方法有3種：參數分析法、時間序列分析法和譜分析法。參數分析法的原理是根據中壓給水系統的模態參數的變化對影響系統動力數據的各類因素進行系統的分析;時間序列分析法是根據給水泵的振動信號時間序列來分析判斷故障來源;譜分析法則是根據以各種譜的相位、幅值、特征為依據，結合經驗分析判斷故障來源。相關人員在對電廠水泵的振動故障進行診斷的時候，需要根據實際情況以及不同分析方法的原理和適用范圍，單獨或組合運用這3種診斷方法。

2.2智能診斷法

智能診斷法是以計算機技術為核心的機器設備故障診斷方法，是一種以信號處理為基礎，以知識處理為核心的故障檢測與判斷技術。常用的智能診斷技術包括：證據理論、小波分析、專家系統、支持向量機、人工神經網絡、粗糙理論、模糊診斷技術、灰色診斷技術等。智能故障診斷技術與常規診斷法相比較，最突出的特征是不需要精確的數學模型，智能性較強，對故障的診斷更加客觀，受到個人經驗和思維慣性的影響較小。

3電廠水泵故障整治方法

對電廠水泵故障進行具體分析，假設水泵為立式類型，也就是說水泵的下方是電機，而中間是聯軸器。假設該水泵以前有過故障的現象，但在維修中進行重新改造，并且某兩個區域內的振動較比以前增加了很多。在這個區域間，而它們如果正處在水泵正常運轉狀態，那么，將會對水泵造成磨損、傷害，具有一定的危險性，此時，就要對該區間的凝結水泵的振動值進行調整，并將其降低。在此過程中，可以發現，轉速越大，振動越大，如果超過該有的正處范圍，那么，顯示凝結水泵的振動超標。如果通過分層診斷方法分析故障，則可以精確地測量不同部件的振動，結果顯示，如果轉速為780rpm和900rpm時，就會證明振動出現了兩種峰值。振動值大的原因有兩個，其中一種是臨界轉速，而另一種是泵轉速和本體共振。對于共振導致的振動值偏大現象，在解決的時候，好的方法便是避開共振區域。

4案例分析

以某電廠凝結水泵故障為例進行分析。水泵的類型為立式，即電機位于水泵的上方，中間是聯軸器。在某次大修期間對該水泵進行了變頻改造，改造后850r/min和900r/min兩個區域內的振動增加明顯。因為這個區間是水泵正常運行時的區間，所以會給水泵的正常運行造成極大的危險性，必須要降低該區間內凝結水泵的振動值。通過振動測試，得到以下數據，如表1所示。

通過對振動測試所得結果進行分析可得一下結果：水泵的振動主要為基礎頻率的振動，所以可以得到其性質為強迫式的;在轉速為900r/min時，振動最為嚴重，振動的峰值達到了205μm，這說明在該轉速下，凝結水泵的振動嚴重超標。為了找出水泵故障超標的原因，采用上文給出的故障層次診斷方法進行分析。測量了不同部位的振動情況，所得結果如表2所示。

從表2中可以看出，振動的幅值隨著轉速的升高先增大，然后逐漸減小。在轉速為780rpm和900rpm時出現了兩個振動峰值。振動值偏大的原因主要有兩個：一種原因是由于泵的轉動處于臨界轉速，此時泵軸對泵體的激振力增加，從而增加泵體的振動量;另一種原因是泵轉速和本體共振。分析本文的研究對象可得故障的主要原因是第二種。對于共振原因導致的振幅偏大的問題，需要采取避開共振區域的方法來解決問題。對于凝結泵來講，可以通過改變泵的固有頻率來解決，也通過改變泵的工作轉速來解決。

結束語

本文對電廠水泵的故障進行全面分析，并采取層次法對其進行整治、分析，在進一步的研究中發現，層次診斷法具有一定的效果，準確度高，可信，要由于傳統的分析方法，可以準確地找出故障，并對其進行分析，找準關鍵點，進而尋求解決路徑。

參考文獻

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