淺談工業(yè)水泵常見故障
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摘要：水泵運(yùn)行中容易出現(xiàn)故障，影響水泵正常運(yùn)行，如果故障不能及時(shí)維修，會(huì)造成機(jī)組泄漏。離心泵主要由轉(zhuǎn)子、軸承、密封、泵體、泵軸和密封圈組成，任何部分損壞都可能直接導(dǎo)致離心泵故障。
引言
離心泵廣泛應(yīng)用于電力、煤炭、冶金等行業(yè)，在液體輸送、系統(tǒng)增壓等工作中發(fā)揮著重要作用。離心泵運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)泄漏、轉(zhuǎn)子彎曲等，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。因此，有必要加強(qiáng)故障診斷和維護(hù)。
1水泵常見故障原因
1.1水泵汽蝕
在泵的使用過程中，由于受到一些因素影響，泵的局部壓力落在蒸發(fā)壓力上，在蒸發(fā)壓力作用下，大量氣泡從水中抽出，隨著水流繼續(xù)，這些氣泡在高壓區(qū)周圍形成一個(gè)水坑而塌陷。水流顆粒對(duì)氣泡中心有強(qiáng)烈影響，形成局部水錘，如果泵處于嚴(yán)重汽蝕狀態(tài)，不僅會(huì)影響泵的性能，還會(huì)損壞部分水流；如果沒有汽蝕現(xiàn)象，水泵有時(shí)會(huì)引起劇烈振動(dòng)，噪聲隨之增大，大大降低水泵使用壽命，甚至斷流，嚴(yán)重影響水泵正常運(yùn)行。水泵汽蝕會(huì)導(dǎo)致葉輪嚴(yán)重?fù)p壞，如圖1所示。
1.2泥沙磨損
如果灌區(qū)水源泥沙較多，由于泥沙作用，水會(huì)接觸到一定量的磨蝕性磨料，這種磨蝕是由于水泵部件表面與磨料顆粒之間的摩擦造成的。壓力室內(nèi)壁和水泵主環(huán)因機(jī)械磨損，有時(shí)甚至損壞密封件，進(jìn)入水泵內(nèi)的空氣，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，很難保證水泵高效運(yùn)行。
1.3結(jié)構(gòu)不合理
如果泵站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不符合要求，在運(yùn)行過程中就不能保證可靠性，結(jié)構(gòu)布置不合理，池內(nèi)速度分布不夠均勻，使回流區(qū)出現(xiàn)漩渦，使進(jìn)水流態(tài)重復(fù)。嚴(yán)重的進(jìn)風(fēng)口會(huì)對(duì)設(shè)備造成振動(dòng)，進(jìn)而影響泵的效率，直接影響出水。
1.4機(jī)械密封損壞
泵的維修涉及到多種密封方法，機(jī)械密封應(yīng)用更為廣泛，在泵的維修中占有很大比重。機(jī)械密封的質(zhì)量和水平關(guān)系到水泵運(yùn)行的效率和壽命，大大降低生產(chǎn)和維護(hù)成本，不僅有效保護(hù)環(huán)境，而且實(shí)現(xiàn)資源高效利用。水泵的維護(hù)保養(yǎng)對(duì)保證壓縮起著至關(guān)重要的作用。有時(shí)維修時(shí)缺少同類型機(jī)械密封，整個(gè)密封結(jié)構(gòu)只能更換。機(jī)械密封的可替代性差，導(dǎo)致維修成本增加。雖然經(jīng)過密封質(zhì)量控制，但在實(shí)際使用中容易出現(xiàn)較大缺口。經(jīng)過反復(fù)檢查，仍未能深入解決滲漏問題，水泵效率無(wú)法提高。只有水壓試驗(yàn)才能達(dá)到有效的機(jī)械密封效果，起到保護(hù)作用。圖2為破損的水泵機(jī)械密封。
1.5發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械故障
在供電和旋轉(zhuǎn)設(shè)備中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些低強(qiáng)度振動(dòng)，機(jī)組不集中或其他因素會(huì)導(dǎo)致定子摩擦、軸承磨損嚴(yán)重、接地剛度弱、轉(zhuǎn)子靜平衡低、動(dòng)不平衡和地腳螺栓松動(dòng)。如果表面振動(dòng)，會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和整個(gè)泵設(shè)備造成振動(dòng)。
2水泵日常維護(hù)
2.1水泵檢修原因
首先，要加強(qiáng)對(duì)泵芯的定期控制。泵殼是高碳鋼材料，采用熱焊和冷焊措施強(qiáng)化維修加工。在日常維護(hù)中，要做好定期檢查和檢測(cè)，及時(shí)修改不合理設(shè)計(jì)，確保其正常運(yùn)行。
2.2泥沙清理及儲(chǔ)存措施
日常機(jī)械維修中，泥沙淤積嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行，因此，需要根據(jù)維修工作結(jié)果對(duì)場(chǎng)地結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行區(qū)分，用于分布式維修作業(yè)。例如，結(jié)殼沉淀物和泄漏原因必須分類清除，及時(shí)進(jìn)行清洗和修理，箱體易被腐蝕，增加日常腐蝕清洗和維修，車輪易被沉淀物密封，定期清洗，保證其正常工作。
2.3水泵維修措施
機(jī)體結(jié)構(gòu)不符合實(shí)際應(yīng)用規(guī)范，導(dǎo)致內(nèi)部擾動(dòng)。如果長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行維修，會(huì)嚴(yán)重影響泵體正常工作，紊流會(huì)使運(yùn)行中的泵體產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。在泵體維修過程中，也要實(shí)現(xiàn)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的有效控制，在維修過程中，可以通過改進(jìn)系統(tǒng)液路，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱感應(yīng)策略的有效適應(yīng)。同時(shí)，分析環(huán)境空氣有效分配，可以了解局部結(jié)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)，從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的有效改善。
2.4機(jī)械密封損壞的措施
機(jī)械密封安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照說明書操作，避免泵泄漏或非法使用帶來(lái)的任何風(fēng)險(xiǎn)。安裝過程中必須小心避免密封面摩擦，保護(hù)摩擦面。如果發(fā)現(xiàn)泥漿，必須用軟棉紙擦拭，然后用甘油或機(jī)械油安裝，以免水泵運(yùn)行過程中干燥；如果安裝過程中發(fā)現(xiàn)摩擦面損壞，必須根據(jù)損壞程度進(jìn)行處理。如果損壞嚴(yán)重，則必須直接更換磨損面。如果安裝多級(jí)水泵，必須確保安裝順序，不要顛倒安裝順序。然后啟動(dòng)泵，在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后關(guān)閉冷卻水。機(jī)械密封套通常與水泵維護(hù)有關(guān)。與傳統(tǒng)的軟包裝密封相比，機(jī)械密封具有使用壽命和維護(hù)周期長(zhǎng)、壓縮性好等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)閥桿零件的加工提出了更高要求。操作者必須具備一定專業(yè)技術(shù)能力，才能進(jìn)行更換和改進(jìn)，維修水平直接影響壓縮效果及使用壽命。需要規(guī)范安裝工藝，保證閥桿安裝的科學(xué)合理，提高維護(hù)水平質(zhì)量。此外，檢查機(jī)械密封閥桿時(shí)，有缺陷的閥桿與更換的軸桿長(zhǎng)度相同，但內(nèi)徑不同。為加強(qiáng)機(jī)械壓縮，可使用相同長(zhǎng)度的套筒和內(nèi)徑大于所安裝內(nèi)徑的備用軸作為替換件。一般來(lái)說，建議選擇內(nèi)徑大于5～15mm的閥桿外殼。確保閥桿的材料、形狀和尺寸與前閥桿的庫(kù)存一致，有效提高機(jī)械密封的質(zhì)量，避免水泵泄漏。機(jī)械密封泄漏是水泵不工作的主要原因之一，泄漏部位的驗(yàn)證是水泵檢修過程中的重要工作。在這種情況下，很難確定密封件的泄漏點(diǎn)。水泵長(zhǎng)期維護(hù)中，技術(shù)人員不斷檢查總結(jié)，延長(zhǎng)水泵使用壽命。
2.5發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)
發(fā)動(dòng)機(jī)故障引起的振動(dòng)和噪聲無(wú)法避免，水泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)故障可能導(dǎo)致設(shè)備故障。形成原因復(fù)雜，只有事后才能確定維修策略，如果這是由專業(yè)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)的，應(yīng)及時(shí)改進(jìn)信息。例如，軸承、皮帶等應(yīng)定期檢查，以確保其工作正常。振動(dòng)分析法是檢測(cè)離心泵故障最有效、應(yīng)用最廣泛的方法。它能檢測(cè)出上述故障以外的故障，如轉(zhuǎn)子不平衡、閥桿彎曲等，診斷方法也相對(duì)簡(jiǎn)單。首先要調(diào)查有關(guān)機(jī)組的信息和情況，了解離心泵的基本特性和規(guī)格，然后進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試、分析和信號(hào)處理。在這種背景下，復(fù)雜的振動(dòng)信號(hào)必須經(jīng)過各種修改處理，消除噪聲干擾，獲得有用的運(yùn)行狀態(tài)信息，然后與數(shù)據(jù)相結(jié)合。庫(kù)中常見的信號(hào)特征，振動(dòng)是否異常，如果異常，分析原因及對(duì)策，給與維護(hù)。這種分析方法是收集和處理信號(hào)，以便提取出一些有問題的振動(dòng)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確獲取所有信息，了解設(shè)備的整體運(yùn)行狀態(tài)和質(zhì)量。在泵的日常運(yùn)行情況下，其檢測(cè)和維修應(yīng)通過單獨(dú)系統(tǒng)進(jìn)行。日常的測(cè)量和維護(hù)是保證故障及時(shí)診斷的重要環(huán)節(jié)。離心泵不能避免所有類型的聲音運(yùn)行，但通過分析每種聲音在正常狀態(tài)下的分布頻率，并將不同類型的聲音頻率與誤差進(jìn)行比較，可以直接識(shí)別出一些部件問題，轉(zhuǎn)子等部件在設(shè)備運(yùn)行過程中都有各自的特征聲音頻率和范圍。在檢測(cè)誤差時(shí)，噪聲響應(yīng)是最方便的檢測(cè)器之一。檢測(cè)裝置懸掛前的噪聲分析和診斷，可以有效地提高維修的效率和準(zhǔn)確性，避免不必要的時(shí)間浪費(fèi)，這種分析和診斷方法與振動(dòng)分析方法有許多相似之處，但在信號(hào)的去除上有一定局限性，不能以這種方式作為一種廣泛的振動(dòng)分析方法。
3自動(dòng)泵站控制及日常運(yùn)行
一般情況下，泵站設(shè)備的使用由泵站的就地控制系統(tǒng)直接控制，就地控制系統(tǒng)主要根據(jù)泵的運(yùn)行工況如液位進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向泵站傳送全周期運(yùn)行的指令和運(yùn)行數(shù)據(jù)，其自動(dòng)調(diào)整過程應(yīng)視為自動(dòng)控制的關(guān)鍵條件，以配合監(jiān)控系統(tǒng)的流量管理過程?？梢愿鶕?jù)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的變化，采用計(jì)算機(jī)控制算法對(duì)泵站進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和控制，大大提高泵站使用效率。同時(shí)對(duì)相關(guān)輔助設(shè)施進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)和適應(yīng)，處理和接收水?dāng)?shù)據(jù)，并采用數(shù)據(jù)分析、顯示等方式實(shí)施分散保護(hù)和控制，主控室處理等功能。根據(jù)泵的實(shí)際運(yùn)行要求和運(yùn)行條件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制，避免造成資源浪費(fèi)和設(shè)備陳舊，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由計(jì)算、測(cè)量和攝像、通信平臺(tái)、監(jiān)控中心、泵站遙感和控制終端組成。具有報(bào)警、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程控制、信息查詢等功能。它能夠?qū)Ρ谜炯捌湓O(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，有助于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)各個(gè)行業(yè)的要求也在逐步提高，對(duì)操作人員提出了更高要求。為了更好地使用單級(jí)離心泵，操作人員應(yīng)掌握單級(jí)離心泵的性能、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，提高專業(yè)技能，確保單級(jí)離心泵的高效運(yùn)行。管理泵站運(yùn)行的關(guān)鍵還在于管理主體，即運(yùn)行管理人員，好的設(shè)備管理是建立在管理人員的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上的，需要管理人員維護(hù)。但他們也必須積累豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，在水泵的實(shí)際管理中發(fā)揮積極作用，才能保證水泵效率和安全，而且，還需要根據(jù)灌區(qū)的實(shí)際情況對(duì)水泵進(jìn)行維修和保養(yǎng)。對(duì)泵進(jìn)行維修保養(yǎng)，不僅可以顯著提高泵的效率，而且可以有效降低能耗，為其安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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作者：高磊 單位：黑龍江省大慶石化公司腈綸廠