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        淺談水利工程機(jī)電設(shè)備安裝與維修

        2014-02-27 06:00:56江西省撫州市廣昌縣水利局江西撫州344000
        江西建材 2014年5期
        關(guān)鍵詞:汽泡汽蝕離心泵

        ■鐘 鍇 ■江西省撫州市廣昌縣水利局,江西 撫州 344000

        1 水利工程機(jī)電設(shè)備安裝與運(yùn)行的特點(diǎn)

        由于我國(guó)當(dāng)前的水利工程正處在大規(guī)模發(fā)展的階段,對(duì)于其設(shè)備的安裝往往為了保證工程的如期交付而過于強(qiáng)調(diào)安裝效率,而對(duì)于安裝過程中各個(gè)關(guān)鍵流程的處理反而存在不到位的現(xiàn)象。

        當(dāng)安裝調(diào)試完畢,進(jìn)入正常的生產(chǎn)運(yùn)行之后,常常又因?yàn)樽⒅厣a(chǎn)而令生產(chǎn)時(shí)間排程過多地占用了維護(hù)維修的時(shí)間。由于水利設(shè)備需要超長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的特點(diǎn),而本身又要承受水流沖擊、泥沙磨損,設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境比較惡劣,正常運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)械的磨損就很大。如果維護(hù)時(shí)間被過多縮短的話,設(shè)備的磨損與故障率將變得更大。在嚴(yán)重的情況下,甚至?xí)箼C(jī)電設(shè)備提前損壞,威脅到整個(gè)水利工程的可靠性與安全性,這不管是對(duì)于水電等能源生產(chǎn)還是農(nóng)業(yè)的灌溉生產(chǎn)作業(yè)都是不利的。

        2 一些常見機(jī)電設(shè)備的安裝使用

        水利工程建設(shè)中,機(jī)電設(shè)備的一般安裝步驟為:基座施工—設(shè)備驗(yàn)收及安裝準(zhǔn)備—設(shè)備安裝及試車。首先在基座施工前要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察,根據(jù)布局需要,確定基座布置。然后,要對(duì)購買的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面的檢查,核實(shí)各組件、配件是否完備。之后,再由專業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的安裝。安裝過程中,如果需要高空作業(yè)等,必須按照安全操作準(zhǔn)則,避免出現(xiàn)安全事故。

        以下對(duì)在水利工程中應(yīng)用較多的離心泵、異步電動(dòng)機(jī)的安裝使用狀況作簡(jiǎn)要介紹。

        2.1 水利工程中離心泵的安裝

        離心泵和其他類型的液泵相比,安裝、檢修與保養(yǎng)都比較方便,故廣泛地在農(nóng)業(yè)水利設(shè)施中應(yīng)用。其工作原理是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)泵內(nèi)的水流流速提高,根據(jù)流體力學(xué)我們可以知道液體的流速與壓強(qiáng)是成反比的,流速越大流體的壓強(qiáng)越低,流體就會(huì)從壓強(qiáng)高處流向壓強(qiáng)低處。只要離心泵流速差產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于某一定高度差重力產(chǎn)生的壓強(qiáng),流體就能流向一定的高處。

        離心泵的安裝要根據(jù)科學(xué)的計(jì)算來確定,一般情況下,離心泵的安裝高度可以按照下式計(jì)算:

        Δ安裝=Δ動(dòng)+H實(shí)吸

        式中:Δ安裝—離心泵安裝海拔高度,m

        Δ動(dòng)—井中動(dòng)水位海拔高度,m

        H實(shí)吸—水泵實(shí)際吸水高度,m

        水泵的實(shí)際吸水高度H實(shí)吸按下式計(jì)算:

        H實(shí)吸=Hs-H吸損-v2進(jìn)/(2g)-k

        式中:Hs—離心泵允許吸上的真空高度,m

        H吸損—進(jìn)水管路損失揚(yáng)程,m

        v進(jìn)—水泵進(jìn)口處流速,m/s

        g—重力加速度,m/s2

        k—安全系數(shù),一般取0.5 ~1.0m

        完成離心泵的安裝后,在使用中,如果吸入泵中的水的泥沙含量過高對(duì)于泵內(nèi)葉輪的等部件的磨損會(huì)十分嚴(yán)重,吸入管路下端濾網(wǎng)的安裝一定要注意,應(yīng)該要防止由于濾網(wǎng)安裝不夠可靠,導(dǎo)致直徑過大的泥沙顆粒進(jìn)入泵內(nèi),而加速機(jī)械損耗。

        2.2 水利工程中異步電動(dòng)機(jī)的使用

        異步電動(dòng)機(jī)又稱為“感應(yīng)電動(dòng)機(jī)”。其工作原理是通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組的相對(duì)運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流在定子磁場(chǎng)里,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸接近同步轉(zhuǎn)速時(shí),感應(yīng)電流逐漸減小,所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小,所以電動(dòng)機(jī)在異步轉(zhuǎn)速中能夠維持較高的轉(zhuǎn)矩。

        異步電動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件包括:定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、鐵芯、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)葉等。由于水利工程中長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)特點(diǎn),對(duì)于定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組的配合要求較高,否則就會(huì)由于磨損在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)中使用壽命縮短。轉(zhuǎn)軸與軸承等部件的磨損也比一般工業(yè)應(yīng)用中來的更快。冷卻風(fēng)道、冷卻風(fēng)管應(yīng)保持通暢,避免粉塵進(jìn)入其中影響風(fēng)葉的散熱效果。

        3 常見機(jī)電設(shè)備易出現(xiàn)的問題及處理方法

        3.1 離心泵汽蝕現(xiàn)象

        由于地下水位的下降,離心泵吸程均有增大的趨勢(shì)。如果水泵長(zhǎng)期在水位不穩(wěn)定的條件下運(yùn)行,很容易發(fā)生汽蝕。

        離心泵運(yùn)行時(shí),在葉輪進(jìn)口處會(huì)形成真空。當(dāng)真空度達(dá)到一定值時(shí),水很容易由于低壓而汽化產(chǎn)生汽泡。汽泡隨水一起進(jìn)入葉輪,進(jìn)入泵內(nèi)高壓區(qū)時(shí)汽泡會(huì)受到擠壓并且破裂,周圍的水會(huì)以極高的速度和頻率向汽泡中心沖擊,產(chǎn)生很大的局部沖擊力,打擊葉輪表面,使金屬表面疲勞剝落,形成蜂窩狀孔穴,從而造成離心泵的汽蝕現(xiàn)象。

        如水泵產(chǎn)生汽蝕,在檢修時(shí)可見到葉輪表面有蜂窩狀孔穴。

        當(dāng)水泵在汽蝕狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),水泵效率明顯降低。由于未破裂的汽泡隨水流入出水池,可以在出水池內(nèi)看到有汽泡;若靠近水泵,可聽到水泵發(fā)出較為清脆的氣泡破裂的聲音。這些都可以作為判斷離心泵汽蝕的依據(jù)。

        防止汽蝕可以通過調(diào)整安裝高度,避免高于極限安裝高度的“吊泵”現(xiàn)象出現(xiàn),可以根據(jù)2.1中的公式對(duì)極限安裝高度進(jìn)行基本的計(jì)算,并適度選取安全高度。另外應(yīng)盡量保證入泵水流的方向平順。應(yīng)參照如下圖所舉例子,避免a圖的安裝狀態(tài),盡量如b圖所示,用直管來調(diào)整入泵水流。

        3.2 異步電動(dòng)機(jī)的故

        在水利機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中,異步電動(dòng)機(jī)常見故障一般有機(jī)械故障和電氣故障,其中機(jī)械故障的維修方法較為簡(jiǎn)單。由于定子、轉(zhuǎn)子鐵芯由于裝配不善,摩擦而導(dǎo)致的機(jī)械故障,可將用適當(dāng)車削轉(zhuǎn)子。與對(duì)于軸承、轉(zhuǎn)軸等由于機(jī)械磨損而導(dǎo)致的故障,應(yīng)及時(shí)更換相應(yīng)的零配件。

        電氣故障以電刷、定子繞組等導(dǎo)電部分為主。判斷故障時(shí),設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)要了解該電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格、使用條件、使用年限等基本信息,對(duì)于電動(dòng)機(jī)在發(fā)生故障前的實(shí)際運(yùn)行情況也要進(jìn)行細(xì)致的了解,在現(xiàn)場(chǎng)判斷故障的過程中,要向操作人員多詢問,對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行故障進(jìn)行合理的判斷。維修電動(dòng)機(jī)時(shí),必須由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)操作,采用儀表進(jìn)行測(cè)量或觀察尋找故障的具體位置,在安全斷電后,將機(jī)器拆開并及時(shí)進(jìn)行維修,出現(xiàn)漏電現(xiàn)象的電動(dòng)機(jī)則要對(duì)線路板、導(dǎo)線和連接線路等進(jìn)行逐一檢查。

        水泵安裝方式示意圖1.進(jìn)水彎管 2.直管 3.水泵

        4 結(jié)束語

        綜上所述,在水利工程施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)中,應(yīng)當(dāng)高度重視機(jī)電設(shè)備的安裝與維修管理。對(duì)于機(jī)電設(shè)備的安裝,必須嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)程和技術(shù)規(guī)范執(zhí)行,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)各種運(yùn)行故障,應(yīng)當(dāng)采取行之有效的維修方法,以保障設(shè)備的長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行。

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