大型水泵机组在机、电、水等方面均有可能引起机组故障,造成机组无法正常运行。明确大型水泵机组故障特点、主要故障形式及原因,可以有针对性地排除故障,缩短维修时间,提高维修质量,并采取措施,尽量避免故障的发生,保证泵站功能的发挥。
大型泵站抗旱、排涝、调水功能能否正常发挥,关系到人民生命财产的安全。水泵机组一旦在抢险排涝的关键时刻出现故障,如果得不到及时、快速准确的检测、诊断和维修,抽水流量不能得到保证,将造成巨大的经济损失和社会负面影响。对于梯级泵站,如果某一级泵站水泵机组出现故障,将影响到其他梯级泵站乃至整个调水工程的正常运行。因此,大型水泵机组故障的后果严重,影响面广,所以水泵机组的可靠性是重点考虑的问题。
(1)机械方面
磨损、腐蚀、疲劳、老化、汽蚀等失效形式,机组部件材料的性能、安装质量和运行条件都可能是水泵机组及其关键部件故障的原因。机械故障还具有潜在性、渐发性、耗损性、模糊性和多样性等特性。水泵是旋转机械,转子不平衡、不对中,部件的润滑和密封等都会导致机组故障。
(2)电气方面
电流、电压过高或过低都会引起电动机的发热,严重时会烧损电机。三相电压的不平衡和三相阻抗的不同都会产生三相电流不平衡,最严重程度是一项保险丝熔断,此时其它两相将通过很大的电流,电动机绕组温度将迅速上升,可能立即烧毁电动机。泵站电气设备众多,某一个出现故障,都有可能导致机组的故障。
(3)水力方面
主要是导致机组过载和水力振动。上下游水位超出设计水位有可能导致机组过载。水力振动原因有:汽蚀引起的压力脉动;非设计工况流速不均匀引起的振动,特别是脱流漩涡引起的振动;水泵起动过渡过程引起的振动。
(4)管理方面
水泵机组的日常维护和保养不当,管理人员不按规程操作等都会引起机组故障甚至事故。
水泵机组母体变化,故障率难以确定。大型水泵机组使用期限长,一般长达几十年,需要经过多次维修,虽然机组的整体机构没有改变,但是其各部件,特别是易磨、易损部件,已被全部或部分更换,且维修安装的技术条件、维修质量也在不断变化,且机组维修周期通常都比较长。因此发生故障的母体是变化的,再由于机械系统零部件的材料、加工工艺、负荷、功能等方面存在差异,故障模式千变万化,故障率的确定就缺少了相同的发生条件,难以准确统计出大型水泵机组的故障率分布规律。一般将大修之后的机组作“修复如新”的假设,即相邻故障时间独立同分布,按照原来维修周期对其进行大修。
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