大型水泵機(jī)組在機(jī)、電、水等方面均有可能引起機(jī)組故障,造成機(jī)組無法正常運(yùn)行。明確大型水泵機(jī)組故障特點(diǎn)、主要故障形式及原因,可以有針對(duì)性地排除故障,縮短維修時(shí)間,提高維修質(zhì)量,并采取措施,盡量避免故障的發(fā)生,保證泵站功能的發(fā)揮。
大型泵站抗旱、排澇、調(diào)水功能能否正常發(fā)揮,關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。水泵機(jī)組一旦在搶險(xiǎn)排澇的關(guān)鍵時(shí)刻出現(xiàn)故障,如果得不到及時(shí)、快速準(zhǔn)確的檢測(cè)、診斷和維修,抽水流量不能得到保證,將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響。對(duì)于梯級(jí)泵站,如果某一級(jí)泵站水泵機(jī)組出現(xiàn)故障,將影響到其他梯級(jí)泵站乃至整個(gè)調(diào)水工程的正常運(yùn)行。因此,大型水泵機(jī)組故障的后果嚴(yán)重,影響面廣,所以水泵機(jī)組的可靠性是重點(diǎn)考慮的問題。
(1)機(jī)械方面
磨損、腐蝕、疲勞、老化、汽蝕等失效形式,機(jī)組部件材料的性能、安裝質(zhì)量和運(yùn)行條件都可能是水泵機(jī)組及其關(guān)鍵部件故障的原因。機(jī)械故障還具有潛在性、漸發(fā)性、耗損性、模糊性和多樣性等特性。水泵是旋轉(zhuǎn)機(jī)械,轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中,部件的潤(rùn)滑和密封等都會(huì)導(dǎo)致機(jī)組故障。
(2)電氣方面
電流、電壓過高或過低都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒損電機(jī)。三相電壓的不平衡和三相阻抗的不同都會(huì)產(chǎn)生三相電流不平衡,最嚴(yán)重程度是一項(xiàng)保險(xiǎn)絲熔斷,此時(shí)其它兩相將通過很大的電流,電動(dòng)機(jī)繞組溫度將迅速上升,可能立即燒毀電動(dòng)機(jī)。泵站電氣設(shè)備眾多,某一個(gè)出現(xiàn)故障,都有可能導(dǎo)致機(jī)組的故障。
(3)水力方面
主要是導(dǎo)致機(jī)組過載和水力振動(dòng)。上下游水位超出設(shè)計(jì)水位有可能導(dǎo)致機(jī)組過載。水力振動(dòng)原因有:汽蝕引起的壓力脈動(dòng);非設(shè)計(jì)工況流速不均勻引起的振動(dòng),特別是脫流漩渦引起的振動(dòng);水泵起動(dòng)過渡過程引起的振動(dòng)。
(4)管理方面
水泵機(jī)組的日常維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng),管理人員不按規(guī)程操作等都會(huì)引起機(jī)組故障甚至事故。
水泵機(jī)組母體變化,故障率難以確定。大型水泵機(jī)組使用期限長(zhǎng),一般長(zhǎng)達(dá)幾十年,需要經(jīng)過多次維修,雖然機(jī)組的整體機(jī)構(gòu)沒有改變,但是其各部件,特別是易磨、易損部件,已被全部或部分更換,且維修安裝的技術(shù)條件、維修質(zhì)量也在不斷變化,且機(jī)組維修周期通常都比較長(zhǎng)。因此發(fā)生故障的母體是變化的,再由于機(jī)械系統(tǒng)零部件的材料、加工工藝、負(fù)荷、功能等方面存在差異,故障模式千變?nèi)f化,故障率的確定就缺少了相同的發(fā)生條件,難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出大型水泵機(jī)組的故障率分布規(guī)律。一般將大修之后的機(jī)組作“修復(fù)如新”的假設(shè),即相鄰故障時(shí)間獨(dú)立同分布,按照原來維修周期對(duì)其進(jìn)行大修。
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