臥式貫流泵故障分析及維修措施

蔣 晨，楊 崧

（江蘇省常州市城市防洪工程管理處，江蘇 常州 213003）

近年來，城市防洪工程中泵型的選用除傳統(tǒng)立式泵外，臥式豎井貫流泵也逐漸受到廣泛關(guān)注。臥式貫流泵作為一種新型低揚程的結(jié)構(gòu)形式，將電機、減速齒輪箱、泵體等置于平面近似呈紡錘型的鋼筋混凝土豎井內(nèi)，水流從豎井兩側(cè)流過，水利損失小，廠房低。雙向貫流泵可實現(xiàn)抽排、引水相結(jié)合的綜合運用情況，適合低洼地區(qū)的實際運用。文章主要針對臥式貫流泵在日常使用中存在的常見問題進(jìn)行分析，探索切實有效的維修方案。

1 臥式貫流泵

貫流泵工作原理是通過將電能轉(zhuǎn)化為機械能使葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生升力，完成將水舉升排至出水口。因為從水進(jìn)入到流出均是沿軸運動，所以稱之為貫流泵。臥式貫流泵中的2180ZGBS10-1.3 型，其葉輪直徑為2180 mm；轉(zhuǎn)速為每分鐘133.6 轉(zhuǎn)；設(shè)計額定流量是10 m3/s；設(shè)計凈揚程排澇時0.90 m、引水時0.70 m；配套有可實現(xiàn)雙向運轉(zhuǎn)的臥式異步電動機，電機使用水冷的冷卻方式進(jìn)行降溫；水導(dǎo)軸承采用稀油潤滑的方式進(jìn)行潤滑并配備外置油箱進(jìn)行輔助填油；滾動軸承采用干油潤滑方式進(jìn)行潤滑。臥式貫流泵結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 臥式雙向豎井貫流泵

2 臥式貫流泵故障分析

大型貫流泵組的故障多為機械、電氣方面，其中常見的故障包括：軸承損壞；密封失效、電機故障、葉片磨壞或損傷、主軸磨損嚴(yán)重、銹蝕、氣蝕等。主要體現(xiàn)在機械方面和電氣方面。

2.1 機械故障

機械故障的存在是潛在的、模糊的、逐漸發(fā)生不好辨識，主要包括有磨損超標(biāo)、金屬疲勞、部件老化、材料被腐蝕等形式。由于機組部件采用的材質(zhì)不同、安裝方式不同，或運行環(huán)境不同，均會對機組和重要部件產(chǎn)生不同程度的影響。例如旋轉(zhuǎn)主軸的轉(zhuǎn)動中心為偏心，對部件的潤滑程度不夠、未做好密封性工作、設(shè)備零部件安裝間隙過大或過小等均可能導(dǎo)致機組故障。

2.2 電氣故障

泵站具有眾多的電氣設(shè)備，往往牽一發(fā)而動全身，導(dǎo)致整個機組不能正常的工作。例如泵機組在運行過程中，由于電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致電機振動；電流或電壓超出額定范圍，或者由于通風(fēng)冷卻效果不明顯等均可能導(dǎo)致電機溫度過高，出現(xiàn)燒壞電機的風(fēng)險。

3 處理措施

3.1 維修措施

上述故障所產(chǎn)生的現(xiàn)象大致可分為三類：①產(chǎn)生響聲或振動；②流量不足；③不出水?？筛鶕?jù)這些現(xiàn)象查找原因，制定可行性維修方案。

（1）產(chǎn)生響聲或振動。產(chǎn)生響聲或振動的原因有：①葉片安裝角度超過規(guī)定；②葉輪與外殼有摩擦；③軸承損壞；④水位太低；⑤葉片上繞有雜物；⑥轉(zhuǎn)子不平衡；⑦泵軸或傳動軸不同軸或彎曲。根據(jù)這些情況對泵進(jìn)行徹底檢查，根據(jù)不同情況采取相對應(yīng)的維修措施：①調(diào)正葉片角度至所配用之功率范圍內(nèi)；②重新調(diào)正葉片與外殼之間的間隙；③更換軸承；④停止運行，水位達(dá)到運行標(biāo)準(zhǔn)后才可運行；⑤清除雜物；⑥重新校正平衡；⑦調(diào)正軸。

（2）交直流量不足。針對交直流電量不足的情況采取處理方式主要包括：①葉片安裝角度小時，采取調(diào)正葉片安裝角度的方式；②轉(zhuǎn)數(shù)沒有達(dá)到額定值，采用查找電機存在的故障，以消除電機故障的方式來調(diào)整流量正常；③葉片損傷或磨損嚴(yán)重，采取更換葉輪或葉片的方式來完成維修工作；④揚程過高、出口管堵塞或出口管路閥門開啟過小時，通過清理出口管路，開大出口閥門的方式使得流量充足。

（3）不出水。通過分析不出水的主要原因，并針對不同情況采用不同的維修措施：①葉片固定機構(gòu)松動或損壞，角度變化；②水位過低；③葉片損壞。針對以上情況采取不同的措施進(jìn)行維修處理：①修復(fù)固定機構(gòu)，調(diào)整葉片安裝角度；②提高液位；③通過重新更換葉輪或葉片。

通過對主要故障進(jìn)行分類及整理，可以快速找到相對應(yīng)的處理方法，縮短維修時間，提高工作效率。

3.2 定期檢查

貫流泵所處工作環(huán)境惡劣，通常在水下工作，對于出現(xiàn)的工作故障不便于及時發(fā)現(xiàn)和處理。為了保障貫流泵可靠運行，保證汛期來臨時貫流泵可以穩(wěn)定工作，通常采用定期檢查維護(hù)保養(yǎng)的方式對貫流泵的控制系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，具體檢查維護(hù)周期根據(jù)泵站實際情況確定，一般一年做不少于一次的全面預(yù)防檢查工作，不僅可以保證貫流泵的正常工作，也可以延長貫流泵的使用年限。

3.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）主軸。①軸頸的圓柱度為0.03 mm；且表面不得有傷痕；②確保軸的直線度保持在0.03 mm/m 范圍的內(nèi)。

（2）轉(zhuǎn)子。①最大的磨損程度應(yīng)在直徑的0.002 范圍內(nèi)；②安裝葉輪時，葉輪標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計要求；③葉輪與葉輪轂的間隙為0.5 mm。

（3）軸套。軸套與軸的結(jié)合面表面粗糙度為1.6。

（4）軸承。①軸承與主軸中心線的同軸度為0.04 mm；②軸承與軸配合為H8/d8，與軸承座配合為H7/g6，導(dǎo)葉體接合面與軸的中心線同軸度為0.10 mm；③承受徑向力的滾動軸承與軸的配合采用H7/k6。

（5）填料密封。①填料壓蓋與軸的徑向間隙為0.40 mm～0.50 mm；②壓蓋安裝后，壓蓋端面與填料盒端面四周間隙應(yīng)相等。

（6）傳動軸。①軸頸的徑向跳動值為0.06 mm，且表面不得有裂紋和傷痕，粗糙度為1.6；②傳動軸與泵軸的同軸度：傳動軸長小于2.5 m 時為0.05 mm，大于2.5 m 時為0.07 mm。

4 結(jié)語

城市防洪排澇工作中貫流泵站的作用非常突出，對人民的生命財產(chǎn)安全提供了強有力的保障。為保證各個機組正常運行，對泵站機組進(jìn)行日常維護(hù)和定期檢查、維修工作是當(dāng)前水利水電工程發(fā)展工作中的重要任務(wù)。實際工作過程中應(yīng)根據(jù)具體情況采取合理科學(xué)的維護(hù)檢修制度，對設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，為保證在泵站可以高效安全工作打下堅實基礎(chǔ)。