尔王庄暗渠泵站水泵机组倒转问题的探讨
尔王庄管理处是引滦入津工程的一个非常重要的枢纽工程, 尤其是尔王庄暗渠泵站肩负着向天津市市区各自来水厂的供水任务, 自建成通水至今常年运行, 输水任务繁重。为确保安全输水, 我站曾在1997年进行过水泵机组的改造, 现投入运行的10台机组为无锡水泵厂生产的型号为1400ZL Q6-7全调节轴流式水泵。水泵倒转问题一直对机组安全运行有潜在影响, 轻者烧毁电机, 破坏管路;重者损害厂房, 造成无法想象的后果, 所以我们在泵站运行工作中要特别注意水泵倒转的问题。
1 水泵倒转的原因
水泵倒转问题的产生, 主要分两种。一种是由于误操作引起的电机拖动水泵倒转, 比如电机接反, 这种情况一般出现在试泵的时候, 出水口无压力或不出水, 很快会被发现并改正的;另一种是因非正常失电, 致使出水口管路的水流向进口, 而引起的水泵拖动电机旋转。
尔王庄暗渠泵站根据常年运行中的记录以及工作中发现的各类突发情况的处理经过, 显示出水泵机组的倒转主要发生在突然停电导致水泵失去动力, 而此时水泵的出水阀门没有关闭, 出水管的高压水通过出水阀门往水泵进口倒流, 造成水泵反转;或者是停泵时出水阀门还没有完全关到位就跳闸停止水泵运行, 造成水泵的反转。
1.1水泵倒转的危害
1.1.1对水管路的破坏
水泵机组的进口压力增大, 出口压力减低, 可能会破坏管路部件, 造成管路被破坏, 发生淹没泵房的危险。停泵水击现象增大的压力会超过正常压力的很多倍, 尤其是对高扬程的泵站和管路铺设在露天的泵站危害严重。
1.1.2引起水锤破坏
水锤破坏就是泵突然失电后, 输水管内液体的能量互相转换——动能转换为压能, 压能转换为动能, 反复进行。表现为平均流速变化, 压力变化。出现压力脉动, 极致的情况是出现脱流又弥合时, 造成水锤[1]。
水锤的破坏有两种, 一种是在高真空下出现的负压破坏, 特别是压力降到液体的汽化压力以下时造成脱流又弥合时产生巨大的冲击破坏, 这种破坏力极强。另一种是高压破坏, 因水锤在瞬间产生高压, 由动量定理可知冲击力巨大, 可能破坏承压能力不高的零件。
1.1.3对推力瓦产生损坏
水泵倒转的时候会产生很大的轴向推力, 发现不及时的情况下, 对水泵的动静部分产生碰磨现象, 从而对推力瓦产生破坏。水泵倒转时候要严密注意巡视推力瓦各点的温度。如果推力轴承的承载能力下降, 会引起推力瓦磨损发热变形, 进而影响镜板的精度。如果推力瓦与镜板间的平面度不好, 其间的油膜被厚度被破坏, 就会严重影响水泵的安全运行。
1.1.4对泵轴和电机等的破坏
开机前如果未发现水泵倒转而冒然开机, 就会产生很大的扭矩, 严重时可能将泵轴扭断, 伤害转子, 并且将电机烧毁。关机时如果未发现水泵倒转, 就会使电机变成发电状态, 对泵站电气线路产生破坏作用。还能引起泵转动部件固定件松动。
1.1.5达到飞逸转速的破坏
轴流泵发生倒转, 可能达到飞逸转速, 这个时候就不仅对泵本身安全造成损害, 还可能损害泵房的安全, 破坏能力非常可怕。机组发生飞逸时会引起主轴摆度增大并且振动加剧, 导致轴瓦磨损, 引起其它结构物振动而损坏设备, 如果飞逸转速达到最大值并超过允许规定的时间, 会造成转子部件的永久性变形损坏。
2 水泵倒转的预防
逆止阀是一种单向阀。是为了防止停泵后因水倒流而引起机组高速倒转而设置的。正常运行时, 逆止阀中的阀板被水流冲开, 停泵时靠阀板自重或倒流水的作用而关闭。因此, 逆止阀不仅会在正常运行时造成较大的局部阻力损失, 且还会引起很大的水锤压力。可能使水泵和管路遭到破坏。逆止阀在我站一直沿用至今, 为泵站的安全运行, 防止水泵机组倒转发挥了显著的作用。
拍门是安装在管路出口的单向阀们, 增大拍门的开启角度可以减轻水泵倒转对泵安全的影响, 但是拍门在关闭时产生的巨大冲击力, 不但加速拍门的破坏, 甚至影响泵房的稳定, 在实际工作中维修养护的难度大, 对润滑油脂要求高, 拍门自身还经常锈蚀可能造成拍门脱落的事故。在我站的运行工作中是非常要注意的巡视部位。
但随着科技的进步和时代的发展, 尔王庄暗渠泵站为防止停泵后水泵倒转对泵造成的潜在影响。2007年开始陆续采用微阻缓闭式逆止阀逐渐取代沿用20多年的普通逆止阀, 这样不仅可减小阻力损失, 且可最大限度的消除水锤的有害影响, 截至目前, 尔王庄暗渠泵站已经更换7台微阻缓闭式逆止阀。缓闭式逆止阀还具有开启和关闭速度调控的逆止功能, 此阀门安装后能有效控制水泵在启动与停止运转时会自动调节到最佳开启与关闭的速度, 结合我站的实际运行情况, 通过水泵的性能和输水管路的边界条件进行计算机模拟出最佳的快慢关阀的理论时间, 在试验中不断的调整, 实际效果非常明显。
3 结语
依靠科技的进步和新部件的使用, 水泵倒转问题在泵站运行中的破坏影响逐步降低, 但也要重视水泵倒转的危害, 尤其是开停机时仔细巡视, 防患未然。利用科学的方法和成熟有效的措施是可以减轻水泵倒转的破坏影响的。
摘要：水泵的倒转问题一直困扰着许多供排水泵站的安全运行。尔王庄暗渠泵站作为引滦入津工程的输水枢纽泵站也经常被这个问题所困扰, 为确保机组的安全运行, 消除水泵倒转的影响, 探讨下解决此问题的方法。
关键词：水泵倒转,逆止阀,微阻缓闭式逆止阀
参考文献
[1] 李健, 徐广明.水锤的危害与防范[J].中国科技信息, 2008 (15) :24.
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