中國泵業(yè)網(wǎng)對大型排污泵站故障原因分析，指出由于輸送介質(zhì)中含有大量泥沙和各種纖維物體，使水泵磨損嚴重、堵塞嚴重、甚至燒毀電機;指出由于水泵長時間在低揚程、大流量工況下運行，產(chǎn)生汽蝕、振動、噪音、附加徑向力、水泵超功率等破壞。針對使用工況和運行工況，提出了改善解決措施確保泵站正常使用。 　　

? ? ? ?某污水提升泵站設(shè)計日排污水量19萬噸，提升泵型式為潛水排污泵，5用1備，共6臺套水泵并聯(lián)運行。其單臺排污泵流量Q=1620m3/h，揚程H=47.5m，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，配套功率P=315kW，通過固體顆粒為125×110mm。水泵無故障連續(xù)運行1年后，陸續(xù)出現(xiàn)各種故障，每次維修后正常運行沒多久，又會出現(xiàn)新的故障，如此反反復(fù)復(fù)1年多，也沒有徹底解決問題，已經(jīng)嚴重影響到泵站的正常排污，需要全面分析故障原因并徹底解決。 　　

1、故障描述 　　經(jīng)拆解水泵、查看運行記錄、維修記錄及泵站現(xiàn)場實際，主要表現(xiàn)為： 　

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(1)耦合接口與泵體的聯(lián)接螺栓斷裂3根，耦合接口斷裂(見圖1)。 　　

(2)葉輪磨損嚴重，出現(xiàn)蜂巢狀坑點，甚至有的葉片已經(jīng)穿孔，葉片缺失、失重非常嚴重(見圖2)。 　　

(3)葉輪輪轂有斷裂的情況，葉輪鎖緊螺母和葉輪有脫落的情況，與葉輪輪轂端面配合的主軸軸肩退刀槽處有斷裂的情況。 　　

(4)水泵上軸承損壞、更換多次。 　　

(5)電機多次燒毀，有掃膛痕跡和硬物劃傷痕跡。 　　

(6)多數(shù)情況下只有2臺水泵在并聯(lián)運行，偶爾運行3臺水泵，水泵運行時管路系統(tǒng)和水泵有振動的現(xiàn)象。 　　

(7)進水池泥沙含量很大，有時已經(jīng)淹沒到水泵的泵體上邊緣，在拆解水泵時，發(fā)現(xiàn)葉輪內(nèi)部已經(jīng)纏繞很多塑料袋、廢紙等纖維狀物體，造成葉輪嚴重堵塞。 　　

2、故障原因分析 　　

(1)耦合接口聯(lián)接螺栓斷及耦合接口斷裂，主要原因有：

①聯(lián)接螺栓強度不符合要求;

②耦合接口材料及機械性能不符合設(shè)計要求;

③產(chǎn)生很大的徑向力或者振動，使聯(lián)接螺栓和耦合接口疲勞破壞而產(chǎn)生斷裂。 　　

(2)葉輪磨損及出現(xiàn)蜂巢狀坑點的主要原因有：

①輸送介質(zhì)中含有大量的泥沙，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生機械磨損;

②水泵產(chǎn)生汽蝕破壞，致使葉輪在抽送液體的化學(xué)和電解作用下而產(chǎn)生磨蝕破壞。 　　

(3)葉輪脫落、主軸軸肩退刀槽處斷裂，主要原因有：

①葉輪鎖緊螺母松動，葉輪與主軸配合間隙過大，在運行過程中，特別是開停機過程中會造成機械破壞;

②主軸機械強度不達標，造成疲勞損壞;

③該處的退刀槽應(yīng)力集中，從而造成疲勞損壞;

④水泵產(chǎn)生過大的附加徑向力，致使主軸疲勞損傷。 　

(4)上軸承多次損壞，主要原因有：

①軸承選擇偏小，不能滿足長期運行要求;

②產(chǎn)生過大的附加徑向力，致使軸承疲勞損壞，提前達到額定壽命期限。 　

(5)電機燒毀，有掃膛和劃傷現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因有：

①電機過載發(fā)熱;

②通風(fēng)、散熱、冷卻效果差使電機發(fā)熱;

③電機轉(zhuǎn)子軸的強度、剛度差，產(chǎn)生過大擾度變形，從而出現(xiàn)掃膛等燒毀電機的現(xiàn)象;

④上軸承損壞后的軸承保持架等破損物落入電機腔內(nèi)，致使電機出現(xiàn)劃傷等現(xiàn)象。 　　

(6)水泵及管路系統(tǒng)振動的主要原因有：

①管路系統(tǒng)固定不牢;

②水泵耦合系統(tǒng)耦合不好，有漏水現(xiàn)象，引起機組振動;

③水泵偏大流量運行，產(chǎn)生汽蝕破壞，同時伴隨很大的附加徑向力，使機組產(chǎn)生振動和噪音。 　　

(7)抽送的液體泥沙含量大和葉輪堵塞嚴重，直接后果是造成葉輪等過流部件磨損嚴重;比重過大，電機易超功率，提前進入疲勞期，使用壽命明顯降低。 　　

綜上所述，結(jié)合現(xiàn)場實際和各種理論計算分析，總結(jié)故障產(chǎn)生的原因主要有： 　　

(1)由于特殊情況致使泵站淤泥淤塞嚴重，導(dǎo)致機組設(shè)備不能正常可靠運行。 　　

(2)水泵按照5用1備進行設(shè)計，而實際只運行2～3臺水泵，系統(tǒng)裝置揚程損失小，水泵在低揚程、大流量下運行，會產(chǎn)生汽蝕、振動、噪音、附加徑向力、水泵超功率、電機發(fā)熱等破壞現(xiàn)象。 　　

(3)水泵轉(zhuǎn)速過高，一旦偏離設(shè)計工況運行，容易引起汽蝕，從而產(chǎn)生一系列汽蝕破壞。 　　

(4)水泵主軸在附加徑向力和應(yīng)力集中的聯(lián)合作用下斷裂。 　　

(5)產(chǎn)生的附加徑向力，使上軸承提前達到壽命周期而損壞，在拆卸軸承的過程中，已經(jīng)使主軸的形位公差超差，特別是擾度增大，使電機運行氣隙不均，進而破壞電機運行電磁場，影響電機各項性能，使之提前損壞。 　　

(6)上軸承座在電機腔側(cè)沒有設(shè)計軸承端蓋，使損壞的軸承保持架掉落入電機內(nèi)腔，引起劃傷，甚至燒毀電機。 　　

3、解決措施 　　

(1)改善水泵的運行條件。對進水池、集水池、格柵井、沉沙井的淤泥進行清除，并且根據(jù)泥沙的含量情況進行定期或不定期清除。 　　

(2)增加一道格柵攔污裝置，盡可能攔截如廢紙、塑料袋、易拉罐等中小型垃圾，甚至清理如預(yù)制板、鋼筋、紅磚等建筑垃圾，為水泵的正常穩(wěn)定運行提供必要的條件。 　　

(3)對水泵進行大修，注意校核、修正各尺寸，特別是形位尺寸，使之在設(shè)計的精度范圍內(nèi);對燒毀的電機重新嵌線、浸漆處理，保證絕緣性能等質(zhì)量要求。 　　

(4)針對實際只有2～3臺水泵并聯(lián)運行的情況，如果近期排污量達不到19萬噸/天，建議選擇3臺流量、揚程合適該工況的潛水排污泵進行替換運行，以達到滿足使用要求、提高效率、節(jié)能的目的。如圖3所示，單臺水泵流量Q=2000m3/h，揚程H=39m，轉(zhuǎn)速n=980r/min，配套功率P=315kW。 　　

(5)如果依舊使用原水泵進行運行，如圖3所示，水泵會偏向大流量運行，極易發(fā)生汽蝕，可采用如下方法處理：

①通過水泵出口調(diào)節(jié)閥門把流量調(diào)小; 　　

②使用變頻調(diào)速裝置降低轉(zhuǎn)速運行;

③可適當(dāng)車大葉輪進口，或把葉片進口去掉一部分;

④減薄葉片的進口邊(或打磨修尖葉片的進口邊);

⑤根據(jù)實際運行的流量、揚程參數(shù)，重新設(shè)計葉輪替換原葉輪，同時使用耐汽蝕的材料，如選用硬質(zhì)合金系列(13Cr鋼)。 　　

4、本文列舉了故障產(chǎn)生的可能因素，根據(jù)實際情況找到了產(chǎn)生故障的原因，確定了解決辦法，可為解決類似問題提供經(jīng)驗。