論揚水泵(bèng)站機泵聯控條件下的水泵軸(zhóu)套鬆動問題

2019-02-14

陸彩霞
(紅寺堡揚水管理處)
  摘 要:由於出水閥門電源的控(kòng)製回路經過機組開關的輔助接點,因此,運行(háng)中的機組停運,直接分斷開關。當開關處於斷開的瞬間,由(yóu)開關的輔助接點直接(jiē)斷開蝶閥的控(kòng)製回(huí)路,達到關(guān)閥的目的。
  關鍵詞:控製回路;機(jī)電設備;泵站
  隨(suí)著科學技術的快速發展(zhǎn),為了實現揚水泵站機電設(shè)備自動化管理,引黃灌溉的大中型揚水泵站已經從過去的機組、閥門分項(xiàng)控製實現了機閥(fá)聯控(kòng)的自動控製,但基本(běn)上都是通過主機組高壓開關的輔助接點的通斷來控製出水閥門的控製回路,實現出水閥門的自動開(kāi)啟或(huò)關(guān)閉。這樣在停運機組時,主電機與出水閥控製電(diàn)源近於同時斷開的情況下,勢必造成因出水管路高壓水的作用在關閥的過程中間使機組發生(shēng)快速倒轉。長此以往會嚴重損壞水泵的一些重要零部(bù)件。
  1 西北地區(qū)大中型(xíng)泵(bèng)站運行特點
  1.1揚程高、出水管路長、管徑較大:西北地區山丘地較多,地勢落差比較大,所建泵站揚程多在40米-55米之間,屬於高揚程、多梯級泵站,出水管路大多在1KM左右,大型泵站離心泵出水管徑都在(zài)1.2-1.6米左右。根據水泵的運行性(xìng)能,一般都選用“S”型單級雙(shuāng)吸式離心泵,因此(cǐ)水泵運行中出口(kǒu)的壓力大都在4.0-5.5MP。
  1.2出(chū)水閥的關閉特性:根據離心泵的停運安全特性,為了避免水泵停機後快速倒轉或長時間倒轉給水(shuǐ)泵零(líng)部件造成的損害以及水泵停機後出水管路中的高壓水錘對出水閥門和管路造成的(de)破壞,而製定先關閥後停機的(de)正常操(cāo)作程序。為了實現機泵自動化控製,現在的大中(zhōng)型泵站的出(chū)水閥門基本上都改造使用(yòng)液控緩(huǎn)閉止回蝶閥。這種閥門的關閥(fá)程序是:當出水閥失去電源或得到(dào)關閥指(zhǐ)令時,蝶閥就立即動作。先是快關,用2.5-3.0秒鍾的時間關去總行程的2/3,然後自動切換到慢關程序,用15-20秒鍾的時間,將蝶閥完全關閉。
  出水閥門的自(zì)動關閥時間過短,在機組(zǔ)停運時,由於高揚程、長(zhǎng)輸(shū)水管路,出水管道中的高(gāo)壓水流(liú)在閥門未關閉的瞬間,向下瀉去,而閥門要在此時快速關閉,因此就會在閥門處產生的強大的水錘壓力,將嚴重破壞出水閥門或者出水(shuǐ)管路,甚至造成出水閥(fá)門或管路爆裂造成水淹泵(bèng)房等災害(hài)性的後果;如果自動關閥時(shí)間過長,在機組停運後的關閥過程(chéng)中,就會有大量的高壓水通(tōng)過閥、泵流回到(dào)前池,也就是說(shuō)通過瀉流的方式削弱了水(shuǐ)錘壓(yā)力,不至於(yú)損壞設備。但是,這樣就會造成水泵的高速倒轉。以50米揚程、1公裏管路(lù)長(zhǎng)度的水(shuǐ)錘(chuí)壓力計算,能夠保證出水管路、出水閥門不被出水管道中產生(shēng)的水錘壓力所破壞,關閥(fá)時間應在20-23秒左右(其中快關3秒,慢關(guān)17-20秒左右)。
  1.3水泵的軸封裝置。由於“S”型水(shuǐ)泵,是采取水泵軸向兩端填料密封,填料直接與水泵上的軸套摩擦接觸,密封性能由填(tián)料壓蓋(gài)的鬆緊度(dù)調(diào)節,如果密封性能不好,就會有空(kōng)氣通過填料函(hán)進(jìn)入泵內,引起機組的震動使運行條件惡(è)化、水泵的出水量減(jiǎn)小(xiǎo),效率下降,嚴重者會造(zào)成上水中斷。而且泵(bèng)內的水還會(huì)通過填料函流出泵外,影(yǐng)響泵站效率和文明生產。另外在泥(ní)沙含(hán)量較大的水域,加快了填料的磨損程度,為了提高填料(liào)的密封性能,應把(bǎ)填料壓蓋適當壓緊。
  2 目前閥泵聯控的停機過(guò)程
  由於出水閥門電源的控製回路經過機組開(kāi)關的輔助接點(diǎn),因(yīn)此,運行中的機組停運(yùn),直接分(fèn)斷開關。當開關處於斷開的瞬間,由開關的輔助接點直接斷開(kāi)蝶閥的控製回(huí)路,達到關(guān)閥(fá)的目(mù)的。機組停運的瞬間,出水管道中的壓力水(shuǐ)流(liú)的慣(guàn)性是向出口流的,雖然機組失去動力,由於慣性仍然正向運轉,但是不再供給壓力水。此時(shí),出水管道中的壓力水在上升的過程中由壓力能轉變(biàn)為(wéi)勢能,就象拋(pāo)在空中的重物,瞬間向下(xià)砸下,形成強大的水(shuǐ)錘壓力(lì),作用在正在關閉的閥(fá)門上和出水管(guǎn)壁上,並通(tōng)過(guò)出水閥門、水泵瀉向前池。作用在水泵葉輪上的壓力水使得水泵立即停止正向轉動,繼而(ér)改為快速倒轉。從停機到機組倒轉是蝶閥在快關的過程中完成的,所用時間一(yī)般為3秒。隨著蝶閥的繼續關閉,作用(yòng)在葉輪(lún)上的水錘壓力很快(kuài)減小,水泵的倒(dǎo)轉也就(jiù)隨著蝶閥的關閉而變慢到停止。
  3 機組倒轉的(de)危害
  3.1容易使軸變形。機組(zǔ)在正(zhèng)常運行中以額定高速正向旋轉,突然之間,出水管道中高壓水(shuǐ)作用於葉(yè)輪,使其立即停止正轉並快速倒轉,在較(jiào)大的慣性力和很大的反方(fāng)向扭力互相作用下,時泵(bèng)軸承擔了巨大的扭力。長此以(yǐ)往,很容易造成(chéng)泵軸的變形。
  3.2造成水泵軸套的鬆動。根據“S”型水泵(bèng)的設計原理,在泵軸上(shàng)裝(zhuāng)配軸套作為轉動部分(fèn)的磨損件,來(lái)保護泵軸和固定葉輪,其鎖緊螺母的(de)旋向與轉子運行中的方向相反從而保證其在正(zhèng)常運(yùn)行中不鬆動。但是在閥泵聯控中若機組停運時(shí)間與出水閥關閥指令(lìng)時間一致,出水管道中的高壓水在關閥過程中,勢(shì)必會造成機組快速倒轉和長時間倒轉。在水泵快速倒轉的情況(kuàng)下,在填(tián)料的反作用的扭力下,軸套螺母就很容易鬆動,軸套螺母一(yī)旦鬆動(dòng),就(jiù)會使軸套與軸之間(jiān)在運(yùn)行中發生不停(tíng)的搓動,對泵軸是極大的損壞,嚴重者磨損泵軸軸徑上(shàng)的軸套接觸麵和葉輪鍵,由於軸套螺母的鬆動,在(zài)軸套(tào)搓動的強大軸向力作用下,損(sǔn)壞泵軸上的螺紋(wén),甚(shèn)至葉輪(lún)在運行中,因軸向力的作(zuò)用在軸上的裝配位置發生位移失去平衡,降低水泵效率,大大影響水泵軸等部(bù)件的使用(yòng)壽命。
  4 采取的措施
  4.1在保證安全的(de)條件(jiàn)下,縮短(duǎn)出(chū)水閥的自動關閥時間。但是,關閥過快,水錘壓力過大有可能會使(shǐ)出水管路或(huò)出水閥爆裂,帶來災(zāi)害性的後果。因此,安全關閥時間的調整範圍一般都由(yóu)技術權威部門通(tōng)過揚程,出(chū)水(shuǐ)管(guǎn)道長度(dù)、出(chū)水管(guǎn)徑,出水閥的承壓(yā)能(néng)力,產生的水錘壓(yā)力等一係列的複雜計算,給出的保守數據。檢修人員應謹慎調整,嚴禁超出調整範圍。
  4.2在逐步實現自(zì)動化的今天,應(yīng)調整停機操作程序,在自動化操作(zuò)中,停機指令同時發給出水蝶閥和機組開關,但機組開關接到停(tíng)機(jī)指(zhǐ)令後先延時3-5秒(緊急停機除(chú)外),且(qiě)根據出水蝶閥行程開關達到某一關閥(fá)角度,得到關閥(fá)信息時自動斷開機組開關,達到安全停機的目的。這種(zhǒng)關閥停機的方式,雖然在時間上來說閥還沒有完全關閉就已停運機組,但是由於斷開關停機時(shí)出水蝶閥已(yǐ)通過快關時間,蝶閥已關閉大半(65度左右),機組的轉動慣性力大於泵內高壓水回流的衝擊力,因此,機組是不會倒轉的。
  4.3加(jiā)強檢修工作。在(zài)裝配水(shuǐ)泵泵軸的軸套時,認真(zhēn)測量泵軸和軸(zhóu)套的接觸麵的尺寸,使其配合為(wéi)過盈配合,過盈量在0.03-0.05MM。另外,在緊固軸套螺母時,盡可能的被緊螺母。
  4.4機組的找正必須使偏差值在規定(dìng)範圍。機組找正的偏差數據偏大,說明水泵電機的軸線同心度不高,機組(zǔ)運行期間就會加劇震動,使得填料(liào)與軸套(tào)之間的作用力不(bú)均(jun1)勻,也容易使軸套鬆動。因此,在檢(jiǎn)修(xiū)中要及時緊固電(diàn)機、水泵的底腳螺栓,提高機(jī)組找正(zhèng)的質量,減小機組的振幅(fú)值。
  4.5加強日常的巡視(shì)檢查和維護工作。一是聽:在日常的(de)巡視(shì)檢查(chá)中,注(zhù)意聽水泵(bèng)的軸套部位有無異常聲響,這種異常聲音應區分(fèn)水泵葉輪的進水葉片(piàn)上有無柴(chái)草雜物的聲音。二是看(kàn):在日常的巡視檢查中(zhōng),注意觀察填料涵(hán)的漏水情況,若填料在正常的緊壓下,仍然漏水不止,就應該分析是不(bú)是軸套螺母鬆動了。檢查的方法是,機組(zǔ)停運後(hòu),打開填料壓蓋,看軸套螺母(mǔ)與軸套之間或(huò)是兩個軸套螺母之間(jiān)有無(wú)刺水現象或漏水現象,如有就說明軸套螺(luó)母鬆動(dòng)了。軸(zhóu)套螺母一經確定(dìng)鬆動,這台(tái)機組就(jiù)不(bú)能再次(cì)投入運行,應立即處理故障。若螺母鬆(sōng)動(dòng)程度較輕,則就(jiù)地(dì)設法(fǎ)緊固處理;若螺母鬆動程度較嚴重,則(zé)應抽心檢查,看軸套與軸(zhóu)之間的(de)接觸麵有無磨損,葉輪鍵有無磨損。如有(yǒu)磨損,就要修複(fù)泵軸,更換葉(yè)輪鍵。因此,檢修麻(má)煩,維修費用又高。
  4.6加強日常的運行管理。保證前池水位、維護好填料涵以防泵內進氣而增加汽蝕量引起振動(dòng),減少機組的投退次數等。
  參考文獻(xiàn):
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  [2]吳小洪,PLC軟元件在電氣(qì)係統可靠性設計中的應用[J].電工技術雜誌(zhì),1999.
來源:《中(zhōng)小企(qǐ)業管理與科技(jì)》
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