抽水泵站機電設備安全運行與管理風險研究

孫浩夫

(遼寧省海城市水務事務服務中心，遼寧 海城 114200)

大型泵站主要由電氣自動控制、抽水泵組、建筑裝飾工程、附屬設施、變電站、土建工程等組成，其建設是一個施工作業交叉多、專業設計多、技術要求高、系統復雜、周期長的高風險生產過程。由于存在工程管理、技術條件、社會經濟、場地狀況和自然環境等大量隨機的或未確定的因素，建設過程中具有許多風險，例如設計或制造失誤、自然災害、安裝與制造精度不達標，工程效率或功能無法滿足要求，安裝或試運行不當導致故障等，對工程建設預期目標的實現產生直接威脅。實施過程中工程項目存在許多風險，其中最主要的風險通常為技術與管理風險，這也是工程風險防控的重點[1]。

1 泵站機電安裝工程

1.1 工程技術與管理風險

工程技術風險是指在實際與理論上工程施工、設計中選用的技術參數或技術存在偏差，由此造成工程受損、人員傷亡的意外事故，特別是遇到操作失誤、使用錯誤的技術措施、工藝方法、工程設計時極易導致安全質量事故。

工程管理風險是指由于決策失誤或主觀判斷無法適應客觀條件的變化、施工和設計上存在安全質量管理偏差等，使得管理過程中具有不確定性，因管理問題可能導致工程意外事故或巨大的經濟損失。

1.2 泵站機電安全風險特點

1.2.1 人為風險為主

以技術為基礎的各種機電設備，需要很強的專業技術開展設備的試運行和安裝工作。施工過程中設備安裝人員的專業技術、責任心、工程經驗、設備安裝質量檢測能力、施工設備、技術措施、施工方法，安裝單位的管理水平與組織制度，安裝中的水電氣供應，用人機制等因素均可導致風險的發生。因此，雖然機電安裝工程也存在著技術與自然風險，但其主要風險以人為風險為主。

1.2.2 試運行階段風險最大

實踐表明在機電安裝工程的施工階段，不運行機器設備通常不會產生與設備相關的風險因素。雖然安裝過程的施工質量與風險事故的發生直接相關，但只有投入試運行后才會暴露機電設備的各種問題，如制造、設計、施工中的缺陷等，這與貫穿于土建工程施工每個環節的風險有所不同[2]。

1.2.3 技術決策風險突出

科技進步、社會發展是不可改變的歷史規律，產品更新速度加快、新科技層數不窮、機電產品發展迅速。許多新產品還未定型，沒來得及完善、驗證就被更新的產品所取代。從商業利潤的角度，產品更新換代導致同一產品不同常見的質量存在較大差異。所以，在采購決策及選擇機電產品類型時，特別是關鍵技術的決策對控制機電安裝工程風險發揮著重要作用[3]。

1.2.4 風險復雜

從機械方面，抽水泵站機電設備安裝工程有通用機械、水力機械的安裝；從電氣工程的角度，主要有計算機監控、二次電氣、高低壓變配電等弱電工程，還有消防、通風、照明、防雷接地等。這些因素彼此獨立、互相影響且又相互關聯，并形成綜合的機電一體化系統，使得防范和控制工程風險工作更加復雜。

1.2.5 難以界定責任

一旦發生風險事故，由于難以再現機電設備安裝工程事故前的周邊環境和工況，技術解釋同一現象時也無法保持統一，考慮到自身的利益責任各方都對其工程行為進行辯護，這時技術觀點就產生了偏移、扭曲，無法保證公正和公平性，難以準確界定風險責任。

1.3 機電設備安全風險分析

1.3.1 螺栓聯接風險

機電行業中螺母、螺栓連接屬于一種基本裝配，聯接過緊則螺栓在長期電磁力與機械力作用下易出現金屬疲勞，發生螺牙滑絲或剪切破壞，等效于部件之間裝配松動或聯接過松的情況，并導致事故的發生[4]。對于發揮電流傳導作用的螺母、螺栓聯接，要特別強調其電熱、機械效應，由于壓接不緊極易增大電阻，通電條件下出現接觸面氧化、電阻增大、發熱的不利循環，并造成發熱嚴重、聯接處燒融、接地斷開或短路事故。聯接線的接線柱、并溝、設備和T型線夾，均可使得母線和一次設備出現不同程度的事故。

1.3.2 主要電氣設備風險

1)隔離開關

隔離開關安裝時因操作不當、動靜觸頭接觸面積或壓力不夠、三相不同期等，很容易使得接觸面發生電熱氧化，接觸電阻增大導致觸頭灼傷或燒蝕，并引發事故。

2)斷路器

斷路器弧觸指和觸頭插入行程、接觸壓力、分合閘速度、同期性不符合要求以及裝配不正確，將導致壓力驟增、熄弧時間延長、絕緣介質分解和觸頭過熱的問題，由此產生的斷路器爆炸事故比較常見[5]。

3)安裝檢修不當

由于安裝檢修不當使得二次繞組開路，形成的過電壓較高危及設備和人身安全。

4)雜物落入

不慎將雜物落入有載調壓裝置的調節機構，裝配錯誤或機構卡住等，都會導致一定的安全事故。

5)主變壓器

主變壓器的絕緣被擊穿、破壞：安裝高壓管、主變吊芯時不慎掉入雜物，如工程實踐中比較常見的有鑰匙、螺帽等，密封裝置安裝錯誤或損壞，套內和器身排水不徹底等將顯著降低主變絕緣強度，以此導致局部絕緣被擊穿甚至惡性事故的發生。

6)主變壓器保護拒動

主變壓器出線側或內部發生接地、短路，斷路器保護拒動且不跳閘，短路電流使得主變內部溫度驟升，將變壓器油快速分解汽化成高爆可燃物，從而導致爆炸事故，而且擴大了短路處事故狀態，為有效防止這種事故科學設計了消防設施和緊急事故油池。進一步分析引起主變出線側接地故障或短路的原因有：制作電纜頭時掉入雜質、不清潔、工藝錯誤，線路硬母線故障、排氣不徹底、留有空腔，地刀分閘距離不夠或不在合閘位置、進線柜盤頂母線緊固件松動以及出線側并列對線的多根電纜対相錯誤等。

7)調試操作失誤

隔離開關誤操作和地刀誤操作為變電站電氣工程安裝調試時最有可能出現的誤操作事故，若帶負載分合隔離開關或合上不在分閘位置上的帶電隔離開關，觸頭間將產生較大電弧以及發生嚴重的接地故障，并引發短路事故。

8)二次保護

引起二次保護誤動或拒動的原有有分斷能力不足、觸電氧化、二次元件安裝不正確、接線松動造成接觸不良和二次回路接線不正確等，可擴大事故狀態或引發事故。

9)火災事故

外部燃燒或因損傷、短路電纜等引發火災事故，并對其他電氣設備產生不利影響，為防止電纜火災阻燃電纜具有顯著成效。

1.3.3 抽水泵組及其附屬設備風險

1)路管卡阻

關鍵設備部件卡阻或磨損、管內雜物阻塞管道、管道安裝時清潔工作不到位或沒做、機組共用系統部件安裝錯誤等，很容易產生供油、供水故障，甚至產生機組及拉瓦故障[6]。

2)斷流蝶閥誤動或拒動

抽水泵站斷流裝置選用液控蝶閥時，保證其工作可靠性極其重要，蝶閥誤動或拒動主要與液壓系統安裝不當有關，其對蝶閥和機組系統產生的危害極大。

3)電動機轉子、定子短路

轉子與定子掉入雜物、安裝時損傷轉子和定子絕緣、接線盒中接線錯誤等均可在一定程度上產生短路事故。

4)聯軸器安裝失敗

針對過盈配合的軸頸和聯軸器，將聯軸器加熱后熱套為其主要裝配工藝，若裝配過程中軸對位與聯軸器偏差過大、聯軸膨脹量過小、升溫不夠或倒角工藝處理不到位、鍵與鍵槽鈍邊、抽頸外徑和聯軸內徑測量尺寸不準確等，均會產生熱套失敗，若中途卡住將其拔下需要花費較大功夫，并可能損傷軸與聯軸器，有時也會導致主軸報廢。

1.3.4 其他風險

泵站廠房不同結構層內安裝的泵站機電戶內設備，若施工安裝期間遇到洪水或暴雨，因排水設施上部完善、設備上不結構漏水等因素，電氣盤柜等設備易受潮或被水浸泡而產生損壞。

2 實例工程

海城市某大型調水工程布設抽水泵站4個，對城市供水發揮著關鍵性控制作用。為降低泵站機電安裝風險的發生概率，該工程深入研究分析了工程風險，在初步設計階段就給出了有效的防控對策，風險管理措施貫穿于工程實施的全過程。

通過對各種風險色全面分析，提出的風險防控策略主要包括：

(1)通過保險轉移來處理責任范圍內的工程保險風險，考慮工程風險程度被保險人向保險人繳納一定的保險費作為安裝工程保險，若工程項目發生意外事故或自然災害等保險責任范圍內的事故并造成工程經濟損失，則保險人給予相應的經濟補償以確保工程建設的順利實施。

(2)工藝不合理、原材料或制造缺陷、設計重大錯誤等引起的物質損失風險，通過工程安裝施工合同、設備采購合同、設計合同等轉移給有關責任方，促使其通過管理手段或科學技術避免或減少風險的發生。

(3)社會政治經濟風險是建設者無法規避的，這種取決于經濟社會環境變化的風險應由業主承擔。

(4)其他風險，如機電設備運行效率因安裝精度無法達到設計要求，但是能夠正常使用的非事故損失，為更好的減損或防損應加強管理和新技術應用[7]。

2.1 重大技術決策

對于重大技術決策，如主設備的選型、泵站機電工程的設計及其主要技術參數的確定等，該工程邀請國內外有關專家和技術人員現場考察，召開專家會議進行橫向比較，通過公開招投標進一步優化工程質量、功能和價格。派駐專業人員監造主設備制造廠家，采用一系列的驗收手段、完備的出廠試驗等等保障產品質量。針對關鍵設備，如機電、水泵等開展型式試驗、真機試驗，并派出由專家、監理、設計、業主等組成的專家小組，完成驗收、鑒定和見證等工作[8]。

2.2 風險防范措施

組建一支專業技術強、綜合素質高的安裝隊伍是風險防范的重要手段，通過不定期開展技術研討、培訓，切實提升安裝人員管理水平和專業技能，安裝單位要完善質保體系、健全各種規章制度[9]。

安裝準備工作主要包括：安裝流程要熟練掌握，并對核心面、線、點準確確定；測試重要部件及機電設備的擺度、垂直度，以此保證制造上的設備誤差方向；校核安裝基礎，對土建施工和設計過程中可能出現的誤差及時排除，實施有效的整理；安裝計劃科學、合理，并取得監理審核和設備常見的認可、指導；對所需的測量工具要提前準備好[10]。

采取以下措施確保安裝過程順利實施：

(1)貫徹落實操作規程和“三檢”制度，按照先檢查、再安裝的原則完成每一單元的安裝，安裝過程中隨時測試重要部位，完成安裝后開展復檢，復檢數據達到要求后方可開展下一步工作；

(2)機電廠家技術人員要進行必要的技術交底，在安全現場給予指導；

(3)結合經驗和理論分析成果，在安裝過程中準確預測可能導致的失敗后果，采取有效的對策解決安裝失敗的問題；

(4)認真觀察安裝過程，發現異常現象立即停止安裝，并邀請監理人員和生產廠家技術人員分析原因，結合工程經驗和理論分析明確退出本步安裝的方法，在本步安裝退出過程中確保機組部件不受損壞，本步安裝退出后要認真檢查部件，并進一步分析原因以便選擇行之有效的安裝方法。

3 結語

機電設備實施過程中存在諸多風險，其中最主要是技術與管理風險，這也是風險防控的重點。對此，本文以海城市某大型調水工程為例，結合工程資料和實際情況，深入探究了設備風險因素、風險事故以及技術管理風險特點，從多個角度提出風險防范對策，以期為保證抽水泵站的正常安全和運行提供技術支持。