大型水泵機組在機、電、水等方面均有可能引起機組故障,造成機組無法正常運行。明確大型水泵機組故障特點、主要故障形式及原因,可以有針對性地排除故障,縮短維修時間,提高維修質量,并采取措施,盡量避免故障的發生,保證泵站功能的發揮。
大型泵站抗旱、排澇、調水功能能否正常發揮,關系到人民生命財產的安全。水泵機組一旦在搶險排澇的關鍵時刻出現故障,如果得不到及時、快速準確的檢測、診斷和維修,抽水流量不能得到保證,將造成巨大的經濟損失和社會負面影響。對于梯級泵站,如果某一級泵站水泵機組出現故障,將影響到其他梯級泵站乃至整個調水工程的正常運行。因此,大型水泵機組故障的后果嚴重,影響面廣,所以水泵機組的可靠性是重點考慮的問題。
(1)機械方面
磨損、腐蝕、疲勞、老化、汽蝕等失效形式,機組部件材料的性能、安裝質量和運行條件都可能是水泵機組及其關鍵部件故障的原因。機械故障還具有潛在性、漸發性、耗損性、模糊性和多樣性等特性。水泵是旋轉機械,轉子不平衡、不對中,部件的潤滑和密封等都會導致機組故障。
(2)電氣方面
電流、電壓過高或過低都會引起電動機的發熱,嚴重時會燒損電機。三相電壓的不平衡和三相阻抗的不同都會產生三相電流不平衡,最嚴重程度是一項保險絲熔斷,此時其它兩相將通過很大的電流,電動機繞組溫度將迅速上升,可能立即燒毀電動機。泵站電氣設備眾多,某一個出現故障,都有可能導致機組的故障。
(3)水力方面
主要是導致機組過載和水力振動。上下游水位超出設計水位有可能導致機組過載。水力振動原因有:汽蝕引起的壓力脈動;非設計工況流速不均勻引起的振動,特別是脫流漩渦引起的振動;水泵起動過渡過程引起的振動。
(4)管理方面
水泵機組的日常維護和保養不當,管理人員不按規程操作等都會引起機組故障甚至事故。
水泵機組母體變化,故障率難以確定。大型水泵機組使用期限長,一般長達幾十年,需要經過多次維修,雖然機組的整體機構沒有改變,但是其各部件,特別是易磨、易損部件,已被全部或部分更換,且維修安裝的技術條件、維修質量也在不斷變化,且機組維修周期通常都比較長。因此發生故障的母體是變化的,再由于機械系統零部件的材料、加工工藝、負荷、功能等方面存在差異,故障模式千變萬化,故障率的確定就缺少了相同的發生條件,難以準確統計出大型水泵機組的故障率分布規律。一般將大修之后的機組作“修復如新”的假設,即相鄰故障時間獨立同分布,按照原來維修周期對其進行大修。
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