摘 要： 泵組(zu)超負荷運轉是(shi)泵站生產(chan)中經常(chang)遇見的現象，本文(wen)結(jie)合(he)實例進行了原因(yin)分析，并提出了解(jie)決方案，應用效果良好，值(zhi)得推廣。

關鍵詞：泵(beng)組 超負荷運轉 過流 葉(xie)輪(lun) 切削

1 問題的提出

獺湖泵(beng)(beng)站系深圳市東部供水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)源工程(cheng)(cheng)(cheng)調(diao)蓄(xu)泵(beng)(beng)站，按綜合自動(dong)化(hua)系統(tong)模式進(jin)行設(she)計(ji)(ji)和(he)配置，裝機6×280kW，四用二(er)備，設(she)計(ji)(ji)流(liu)量約1.5m3/s，設(she)計(ji)(ji)揚程(cheng)(cheng)(cheng)12.5m，調(diao)蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)庫設(she)計(ji)(ji)蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)為(wei)66m。受深圳市長期缺水(shui)(shui)(shui)(shui)局面影響，調(diao)蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)庫蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)從未達(da)(da)到(dao)設(she)計(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)66m，日常運(yun)(yun)(yun)(yun)行基本保持在59m以下(xia)，泵(beng)(beng)組基本以2臺(tai)運(yun)(yun)(yun)(yun)行甚至(zhi)單臺(tai)運(yun)(yun)(yun)(yun)行。為(wei)測試(shi)調(diao)蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)庫大壩高水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)運(yun)(yun)(yun)(yun)行下(xia)的滲漏情(qing)況，需要開展水(shui)(shui)(shui)(shui)庫調(diao)蓄(xu)工作，將蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)逐(zhu)級提高，相應泵(beng)(beng)組數量逐(zhu)級增至(zhi)4臺(tai)運(yun)(yun)(yun)(yun)行。調(diao)蓄(xu)過程(cheng)(cheng)(cheng)中發現(xian)，當蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)調(diao)至(zhi)59.7m左(zuo)(zuo)右時(shi)(shi)，監控屏上間斷性出現(xian)泵(beng)(beng)組運(yun)(yun)(yun)(yun)行功率(lv)超過額定(ding)功率(lv)現(xian)象；當水(shui)(shui)(shui)(shui)庫水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)蓄(xu)至(zhi)61m左(zuo)(zuo)右時(shi)(shi)，監控屏顯示泵(beng)(beng)組過流(liu)報(bao)警信號，運(yun)(yun)(yun)(yun)行功率(lv)高達(da)(da)292kW，經現(xian)場緊(jin)急會診(zhen)，決定(ding)在確保水(shui)(shui)(shui)(shui)力過渡過程(cheng)(cheng)(cheng)平穩的前提下(xia)盡可(ke)能短的時(shi)(shi)間內(nei)將泵(beng)(beng)組運(yun)(yun)(yun)(yun)行臺(tai)數由4臺(tai)逐(zhu)級減至(zhi)1臺(tai)，經以上處理，泵(beng)(beng)組運(yun)(yun)(yun)(yun)行恢復正常。

2 泵組診斷試驗

結合泵組歷(li)史運(yun)行記錄，調查(cha)小組經(jing)仔細檢(jian)查(cha)泵組附(fu)屬設(she)備的運(yun)行狀(zhuang)況(kuang)和系統電壓電流的穩定性，認為泵組運(yun)行條件(jian)符合設(she)計(ji)要求，初步判定問題(ti)出在泵組運(yun)行參數異常，并迅速(su)制定了診(zhen)斷試(shi)驗計(ji)劃(hua)方案。

調查(cha)小(xiao)組按診斷試(shi)(shi)驗計劃方案把泵組從1臺運(yun)(yun)行逐漸(jian)增至4臺組合并聯(lian)運(yun)(yun)行，即1#~6#泵分別組合為4臺泵組并聯(lian)運(yun)(yun)行，同時(shi)實(shi)時(shi)記錄試(shi)(shi)驗數(shu)據并輔以(yi)現場檢查(cha)測試(shi)(shi)。試(shi)(shi)驗條(tiao)件成熟后(hou)的水(shui)庫蓄水(shui)水(shui)位(wei)為64m。試(shi)(shi)驗程序(xu)如下：

2．1單(dan)臺泵組(zu)輪換運行測(ce)試參(can)數(shu)均(jun)為(wei)正(zheng)常。

2．2進(jin)入(ru)多臺并聯運行測試階段準備。

2．3 1#泵(beng)組(zu)投運(yun)正常后，試(shi)驗(yan)2臺泵(beng)組(zu)聯合運(yun)行，當并入(ru)2#泵(beng)組(zu)，經測試(shi)，泵(beng)組(zu)揚程(cheng)在(zai)13m左右，單泵(beng)平(ping)均流量稍超設計流量。

2．4系(xi)統(tong)運行(xing)穩(wen)定后，試驗3臺泵(beng)組(zu)聯合(he)運行(xing)，當并入4#泵(beng)組(zu)，經測試，泵(beng)組(zu)揚(yang)程(cheng)在(zai)13～14m，單泵(beng)平均流(liu)量(liang)超過設計流(liu)量(liang)，其中，4#泵(beng)組(zu)電機電流(liu)超過額定電流(liu)。

2．5在系(xi)統無異常(chang)工況的情(qing)況下，試驗4臺泵(beng)組(zu)聯合(he)運行，并入3#泵(beng)組(zu)，經測(ce)試，泵(beng)組(zu)揚(yang)程在14～15m，單(dan)泵(beng)平均流(liu)(liu)量(liang)基本達到設計流(liu)(liu)量(liang)，其中3#泵(beng)組(zu)、4#泵(beng)組(zu)運行電(dian)流(liu)(liu)都(dou)超過(guo)額定電(dian)流(liu)(liu)。

2．6組合并聯運(yun)行中未出現(xian)3#或4#泵組的，運(yun)行測試(shi)參數基(ji)本正常。

3 泵組超負荷運轉原因分析

經試驗，并比較運(yun)(yun)行與設計(ji)參(can)數，調查小(xiao)組(zu)經分析，認為雖然(ran)各泵(beng)組(zu)型號完全相同，但(dan)3#、4#泵(beng)組(zu)的實際工況(kuang)與設計(ji)工況(kuang)差異較大(da)，基本處(chu)于過流狀(zhuang)況(kuang)，其(qi)余泵(beng)組(zu)的實際運(yun)(yun)行工況(kuang)略大(da)于設計(ji)運(yun)(yun)行曲線(xian)，處(chu)于滿負荷(he)運(yun)(yun)行狀(zhuang)況(kuang)。結合水(shui)泵(beng)裝置曲線(xian)，發現(xian)水(shui)位(wei)低于59m工況(kuang)下(xia)，泵(beng)組(zu)基本處(chu)于高(gao)效(xiao)區運(yun)(yun)行，但(dan)隨著蓄(xu)水(shui)水(shui)位(wei)的不斷提高(gao)，逐漸偏離高(gao)效(xiao)區運(yun)(yun)行，直至表現(xian)為超負荷(he)運(yun)(yun)轉(zhuan)狀(zhuang)況(kuang)。經會診，認為原因如下(xia)：

3．1在以往抽水時，水庫(ku)蓄水水位基本保持在59m以下，所有泵組運(yun)行(xing)在最佳工況范(fan)圍以外，泵組負荷較輕(qing)，電(dian)動機(ji)運(yun)行(xing)電(dian)流小于額定電(dian)流。

3．2在(zai)64m高水位下，除3#、4#泵(beng)組外，泵(beng)組仍(reng)可(ke)按4臺泵(beng)組運行(xing)。

以上(shang)(shang)原因僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是操(cao)(cao)作(zuo)方(fang)式差(cha)(cha)異的(de)(de)反映(ying)，即所謂的(de)(de)外因，事實(shi)上(shang)(shang)，按(an)泵組操(cao)(cao)作(zuo)規程，設計條件(jian)下不(bu)存在組合并聯運行會出現差(cha)(cha)異的(de)(de)問題，因此，需(xu)要進一(yi)步予以排(pai)查，找到真正的(de)(de)解(jie)決之道，即所謂的(de)(de)內因，而不(bu)是“頭痛(tong)醫頭、腳痛(tong)醫腳”。

從試驗結果可以(yi)看出，涉及3#或（和）4#聯合投運的情況(kuang)，運行揚(yang)程較(jiao)設計揚(yang)程偏高，且(qie)偏離高效區，因此(ci)問題癥(zheng)結出在這(zhe)兩組上(shang)。經(jing)(jing)查(cha)安裝現(xian)狀況(kuang)及水(shui)泵(beng)葉(xie)輪狀況(kuang)，情況(kuang)良好(hao)，因此(ci)可以(yi)排除汽蝕(shi)、旋轉脫流等(deng)流動條件(jian)惡化(hua)因子(zi)及機(ji)械(xie)振動因子(zi)。經(jing)(jing)參(can)考相關專(zhuan)業資料及現(xian)有工程案(an)例(li)，檢查(cha)組認為，調速(su)和葉(xie)輪切(qie)削(xue)是可選的解決方案(an)，考慮(lv)到(dao)3#和4#泵(beng)組均為定速(su)泵(beng)組，不易(yi)考慮(lv)，因此(ci)，選定葉(xie)輪切(qie)削(xue)作為解決方案(an)。

4 泵組超負荷運轉解決方案實施

葉輪切(qie)(qie)削(xue)需遵循切(qie)(qie)割定律，切(qie)(qie)削(xue)點應與切(qie)(qie)割拋物線(xian)點對應，切(qie)(qie)割前后(hou)揚程與流量函數關系為(wei)：

H=KQ2 （1）

式中，K為常數，根據式（1），經不斷試驗比較，處(chu)理(li)結果如(ru)下：

4．1 泵組等級(ji)(ji)降低(di)一級(ji)(ji)，即由A級(ji)(ji)降為B級(ji)(ji)。

4．2 葉(xie)輪從原來A級Ф790切(qie)削至(zhi)Ф770。

4．3 3#、4#泵比轉數(shu)約70，范圍在（60，140）間(jian)的泵需將葉(xie)片和前后蓋板(ban)一(yi)并(bing)切(qie)去，切(qie)削(xue)工藝(見圖(tu)1略(lve))，最(zui)大(da)切(qie)削(xue)量與比轉數(shu)關系（見表(biao)1略(lve)）。

3#、4#泵(beng)(beng)實際切割量(liang)2.5%，因此(ci)切削后對水(shui)泵(beng)(beng)效(xiao)率基本無影(ying)響，經試驗表明(ming)，通(tong)過對葉輪的切削處理，泵(beng)(beng)組(zu)(zu)過流問題得到根本的解決，在后期泵(beng)(beng)組(zu)(zu)設備(bei)運行跟蹤(zong)試驗中，監測到的泵(beng)(beng)組(zu)(zu)運行電流、電動機溫(wen)度都在允(yun)許范圍內，保(bao)證了泵(beng)(beng)組(zu)(zu)設備(bei)的安全正常運行。

5 結語

5．1水(shui)泵(beng)葉(xie)輪多數為鑄鐵件，其在(zai)生產制(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)(cheng)中葉(xie)輪切削打磨過(guo)程(cheng)(cheng)會存在(zai)一定的(de)(de)差異，同(tong)時如果設計(ji)中對(dui)設備運行富裕量考(kao)慮較(jiao)少，進而就會導致在(zai)接近最(zui)大負荷時個別(bie)泵(beng)組(zu)(zu)會出現超(chao)出運行允(yun)許(xu)范圍(wei)，在(zai)不能對(dui)泵(beng)組(zu)(zu)設備重新更(geng)換的(de)(de)情(qing)況下，考(kao)慮經濟費用最(zui)小同(tong)時，可以考(kao)慮對(dui)問題泵(beng)組(zu)(zu)的(de)(de)葉(xie)輪進行切削處理(li)，適當降(jiang)低泵(beng)組(zu)(zu)運行負荷，保證泵(beng)組(zu)(zu)的(de)(de)安(an)全運行，發揮最(zui)大的(de)(de)經濟效益(yi)，通過(guo)獺湖泵(beng)站(zhan)工程(cheng)(cheng)實例(li)，也為同(tong)類供水(shui)工程(cheng)(cheng)提供參考(kao)資(zi)料(liao)。

5．2考慮到現有泵(beng)組設備運行(xing)基本處于滿(man)負(fu)(fu)荷(he)狀(zhuang)態(tai)，且泵(beng)組沒有溫度在(zai)線自動監(jian)(jian)控功能(neng)，故運行(xing)中要求(qiu)監(jian)(jian)控人(ren)員加強對(dui)電機電流、機組溫度等的日常監(jian)(jian)控，以防(fang)泵(beng)組長期超負(fu)(fu)荷(he)運行(xing)，并實(shi)時檢查(cha)后(hou)期泵(beng)組實(shi)際運行(xing)曲線是(shi)否(fou)下(xia)降(jiang)，在(zai)滿(man)足水(shui)庫大壩驗收的前提下(xia)，繼續跟蹤檢查(cha)泵(beng)組的設計(ji)是(shi)否(fou)符合(he)要求(qiu)。

參考文獻
[1] 郭立君，泵與風機,水利電力出版社，1992年11月
[2] 劉德祥、李(li)良庚，水泵選型的一種改進方法的研究，廣西水利水電，2002年2期

作者簡介
彭琳，女，1969年生,本科學(xue)歷，工程師，主要從(cong)事(shi)水利建設管理、泵站(zhan)機電設備等方面的工作與研究。

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