摘要：本文主要針對小型泵站機電設(shè)備存在問題及改造措施展開了分析，通過結(jié)合具體的工程實例，對機電設(shè)備存在的問題及其原因作了詳細的說明，并在闡述了機電設(shè)備技術(shù)改造原則和目標的基礎(chǔ)上，提出了一系列相應(yīng)的改造措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：泵站機電設(shè)備；存在問題；改造措施

一直以來，小型泵站是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，并且對于防洪排澇、引水灌溉、促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收有著十分重要的作用。但是在目前情況下，小型泵站機電設(shè)備卻存在著一定的問題，影響了泵站的正常運行，需要我們及時對問題存在的原因作好分析，并采取有效措施進行改造，以保障機電設(shè)備的質(zhì)量和泵站的正常工作。

1 機電設(shè)備存在的問題及其原因

1.1 水泵存在的問題及其原因

1.1.1 原有的水泵不能滿足要求，需更換新水泵

原因主要有以下幾點：

（1）泵站重新選址建設(shè)或是泵站到了使用年限重新建設(shè)，泵站原有規(guī)模發(fā)生改變，舊水泵不能滿足新要求；

（2）水泵為“三無”產(chǎn)品；

（3）超過使用年限；

（4）維修更換零部件不經(jīng)濟。

1.1.2 水泵選型不合理，揚程、流量、效率不能滿足泵站實際要求

造成問題的原因：

（1）許多泵站建于上世紀六、七十年代，那時水泵及其配套設(shè)備規(guī)格不全，揚程檔次差別過大，沒有過多地選擇空間；

（2）設(shè)計時泵站特征水位缺少，特征揚程計算不準確；

（3）沒有進行泵型上的優(yōu)化比較；

（3）水泵產(chǎn)品質(zhì)量問題。

1.1.3 水泵汽蝕嚴重

目前使用的水泵，其過流部件大部分為鑄鐵材質(zhì)，長期運行被蝕成蜂窩狀，有的出現(xiàn)了穿孔，不少軸流泵站中的泵葉片、葉輪室和口環(huán)部分損壞得尤其明顯。形成汽蝕的主要原因：

（1）泵站進水條件不好，水流不穩(wěn)；

（2）水泵安裝高程過高；

（3）泵在運行時，轉(zhuǎn)速超過額定功率較多或流量偏大。

1.1.4 水泵異常振動和噪音

原因：

（1）施工時安裝精度不夠，方法不恰當，降低水泵效率；

（2）水泵在長期使用過程中，水泵軸和電機軸的同心度、垂直度保持得不理想，機械磨損大，偏差超過正常值；

（3）水泵基礎(chǔ)強度和穩(wěn)定性差，在開機時水泵振動致使螺帽松動；

（4）水流條件紊亂或是葉輪葉片破損。

1.2 電機存在的問題及其原因

1.2.1 因泵站重新規(guī)劃設(shè)計，原有的電機與新水泵不配套，需要更換新電機。

1.2.2 過期的、已淘汰的低能高耗產(chǎn)品還在繼續(xù)使用。低能高耗的J、JO系列電機，因當?shù)卣Y金不足，一直沒有更新?lián)Q代。

1.2.3 電機與水泵配套功率不匹配，存在小機帶大泵，使得電機長期過載運行，縮短電機壽命，個別站出現(xiàn)過線圈燒毀的事故。另外，大機帶小泵，設(shè)備不能被充分利用，負載率低，電機能量損耗大。造成這種狀況的原因：

（1）泵站設(shè)計時，沒有經(jīng)過正確計算，進行合理選擇；

（2）泵站運行水位發(fā)生較大改變，水泵的軸功率發(fā)生變化。

1.2.4 電機在運行中發(fā)生異常振動。造成這些問題的原因有許多，應(yīng)根據(jù)泵站的實際情況加以分析，如有的振動可能是水泵引起的，也可能是電機安裝的地面不平造成的，電機與水泵安裝精度不夠和電機本身的原因也可能引起振動異常。

1.2.5 電機自身電氣及機械的故障。電氣故障如短路、斷線、過載及絕緣老化等；機械故障為定、轉(zhuǎn)子磨損受潮和軸承彎曲、磨損等。

1.3 變壓器及電氣設(shè)備存在的問題及其原因

1.3.1 高耗能或被淘汰的變壓器在一些泵站中還在繼續(xù)使用。

1.3.2 因泵站更換新的水泵和電機，原有的變壓器容量不能滿足要求。

1.3.3 原有變壓器選型不合理。使負荷、效率、功率因數(shù)等明顯偏低，或低壓送電線路過長，電壓降超過7%，或泵站內(nèi)電動機運行時，電壓低于變壓器出線端電壓的90%。原因：

（1）設(shè)計上缺陷，沒有考慮到泵站負荷變化的特點；

（2）泵站原有負荷情況發(fā)生了改變。

1.3.4 泵站變壓器運行時經(jīng)常發(fā)生各種故障。如線圈故障、鐵芯故障、異響、漏油等，因為管理制度不到位，缺少技術(shù)人員和資金限制等因素，使得泵站日常維護和檢修不到位，造成設(shè)備帶病工作，問題長期得不到解決。

1.3.5 沒有進行經(jīng)濟比較，有的泵站只有一臺主變壓器，沒有站用變壓器，在泵站停機檢修或是冬季不運行時，主變壓器還要維持站內(nèi)生產(chǎn)生活用電，造成能源的浪費，增加了泵站的經(jīng)濟成本。

1.3.6 開關(guān)柜元件在設(shè)計中考慮不周，選值過大，發(fā)生故障時，不能及時跳閘，過小易出現(xiàn)過早跳閘現(xiàn)象，設(shè)備不能正常啟動。

1.3.7 電氣元件選用的產(chǎn)品質(zhì)量不合格、安裝不規(guī)范、超期和淘汰產(chǎn)品繼續(xù)使用等問題，在泵站中具有普遍性。

1.4 管路存在的問題及其原因

（1）進、出水管年久失修，銹蝕嚴重引起漏氣漏水。

（2）軸線進水水平出水的混流泵管線長，管徑小，彎頭、閥件多，80%的泵站管路出口使用的是直管，水頭損失大，管路效率低。

（3）進水管口懸空高度過大，引起管口附近淤積?；蚬苈费蜎]深度過小，造成吸水困難，產(chǎn)生漩渦。

（4）個別泵站出水方式為“高射炮”式出流方式，揚程損失大，能源消耗高。

受建站時資金、施工質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)計等因素的影響，加之在以后的運行中沒有得到足夠的認識和重視，維修保養(yǎng)不及時，或沒有資金來源得不到更換，問題越來越多。

2 機電設(shè)備技術(shù)改造的原則

（1）從實際出發(fā)，因地制宜，在原有工程和設(shè)施的基礎(chǔ)上進行講究實效的改造。

（2）機電設(shè)備修復(fù)改造工作要力求較高技術(shù)水平。盡量采用新技術(shù)、新工藝和先進設(shè)備，對設(shè)備進行綜合技術(shù)改造。

（3）改造方案應(yīng)進行充分論證，經(jīng)濟比較后選定，與改善運行條件相結(jié)合，改造后的泵站要取得多年平均效率最高和較高的渠系水利用率。

（4）設(shè)備改造時不影響泵站正常運用。

3 機電設(shè)備技術(shù)改造的目標

（1）提水量達到或是超過設(shè)計要求。

（2）達到泵站八項經(jīng)濟技術(shù)指標。

（3）機泵設(shè)備完好率達到95%以上。

（4）泵站效率η≥54.4%

（5）能源單消耗e≤1.35kg/（kt·m）

4 機電設(shè)備技術(shù)改造措施

4.1 水泵的技術(shù)改造

4.1.1 更換泵型的技術(shù)改造。在更新方案設(shè)計中，不能簡單地用與原有設(shè)備型號、性能相同的新設(shè)備去代替老設(shè)備，而是應(yīng)按照泵站規(guī)劃的灌排面積，復(fù)核泵站的特征水位，確定設(shè)計揚程和流量，對比不同的方案，選擇最優(yōu)的泵型。盡量選用國家最新標準的水泵產(chǎn)品，采用高比轉(zhuǎn)速代替原低比轉(zhuǎn)速，在混流泵與軸流泵、混流泵與離心泵之間選擇時，優(yōu)先選擇混流泵。

4.1.2 增大泵型的更新改造。在進水池尺寸比較富裕的泵站，考慮更換大一級的泵型。

4.1.3 維修更換水泵部件的改造。為了節(jié)省資金，減小工作量，對一些不符合要求的水泵進行維修、更換零部件，較高揚程的混流泵可換用比轉(zhuǎn)數(shù)300/350的轉(zhuǎn)輪，揚程低的換成比轉(zhuǎn)數(shù)為500的。軸流泵的葉輪、葉輪室和導(dǎo)葉體等根據(jù)情況更換。

4.1.4 效率不理想的水泵改造。通過車削、變角、調(diào)速等手段，使水泵工況點在高效區(qū)內(nèi)工作。對比轉(zhuǎn)速低的混流泵，采取車削葉輪直徑的方法；導(dǎo)葉式混流泵和軸流泵則主要是通過調(diào)節(jié)葉片角度來滿足改造要求。

4.1.5 防止水泵發(fā)生汽蝕的方法有：

（1）降低水泵安裝高程，使H吸≤H允吸；

（2）降低水泵轉(zhuǎn)速；

（3）改變?nèi)~片的安裝角度；

（4）改善進水池水流條件；

（5）及時清理攔污柵處的柴草，防止水位發(fā)生較大改變。

4.1.6 因安裝方法不當造成水泵問題的，對水泵泵軸進行校正維修或更換，做好密封，調(diào)整位置與動力機同心，堅固螺栓?；A(chǔ)不好的結(jié)合水工改造，使其底座強度加強，達到穩(wěn)定要求。

4.2 電動機的技術(shù)改造

（1）對已淘汰的、質(zhì)量差高耗能的電機予以更新。應(yīng)以Y系列新型節(jié)能電機替換J、JO系列電機。在選擇電機時，要考慮電機發(fā)熱、電網(wǎng)電壓波動、電機容量級差等因素，所選電動機容量比水泵要求的容量要適當大些。一般水泵樣本給出了配套電機的功率，也可以根據(jù)以下公式計算：

式中，Pm——配套功率，kW；

γ——水的容重，N/m3；

Q、H、η——水泵工作范圍內(nèi)的最大軸功率所對應(yīng)的水泵的流量，m3/s，揚程，m，效率，%；

η傳——傳動效率，%；

K——電動機的功率備用系數(shù)，參考表選用。

選用的電機其額定電壓應(yīng)和供電線路電壓相一致，轉(zhuǎn)數(shù)要和水泵轉(zhuǎn)數(shù)相近。

（2）電機的平均負載在70%以上時較為合適，容量過大則損耗大、效率低，過小會引起長期過載、縮短電機壽命或是燒毀線圈。根據(jù)《泵站技術(shù)改造規(guī)程》要求，電動機的實際負載率β<0.5時，應(yīng)按配套要求進行調(diào)整或更換。

（3）電機振動問題的解決。處理方法：檢查是不是水泵的原因造電機振動異常，將電動機安裝在平穩(wěn)底座上，保證平衡性；再者需校對轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器平衡；還有就是校直轉(zhuǎn)軸，將皮帶輪找正后鑲套重車。

（4）電機自身故障的處理。根據(jù)故障的類型找出原因，加以排除維修。

4.3 變壓器及電氣設(shè)備的技術(shù)改造

（1）對于絕緣等級在B級以下，且使用年限在30年以上的變壓器應(yīng)予以報廢。有些油浸變壓器雖沒有達到使用年限，但是經(jīng)修復(fù)達不到安全使用標準或是不經(jīng)濟的，也應(yīng)予以報廢。根據(jù)供電系統(tǒng)的電壓等級、泵站的用電負荷、電機電壓等條件，確定變壓器容量，做到經(jīng)濟環(huán)保。

（2）變壓器根據(jù)故障的部位，發(fā)生的種類和現(xiàn)象，分析可能的原因，做出相應(yīng)的判斷和處理。做好變壓器的大修和小修工作。

（3）原來沒有站用變壓器的泵站，通過經(jīng)濟分析覺得可以降低用電成本的，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐臈l件進行增設(shè)。

（4）對于電氣設(shè)備、開關(guān)柜、線路達到報廢標準的，或是經(jīng)修復(fù)后不安全不經(jīng)濟的，也應(yīng)報廢，選用更先進、更可靠、更安全的產(chǎn)品。

4.4 管路的技術(shù)改造

（1）減少管路沿程阻力損失。更新的管路盡量使用新型管材，選擇內(nèi)壁光潔度高的，根據(jù)實際情況縮短長度，加大出水管路直徑。

（2）減少管路出口的局部阻力損失。如在出口段采用漸擴管，以增大出口口徑；使用輕質(zhì)拍門，增大拍門開啟角度；取消不必要的變頭和閘閥等。

（3）進水管口懸空高度過大，或管路淹沒深度過小。通過降低水泵安裝高程，加長進水管，增加淹沒深度或是加蓋滅渦等方法，增大出水量，消除雜音和振動。

（4）管路的改造要結(jié)合進、出水池的改造，把高射炮出流方式變?yōu)檠蜎]式出流，減少揚程和能量的損失。

（5）正確安裝管路，防止漏水漏氣發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，小型泵站是保障農(nóng)業(yè)灌溉、抗御農(nóng)田干旱和減輕農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害的重要基礎(chǔ)設(shè)施，歷來在抗洪除澇和抗旱工作中發(fā)揮了不可替代的作用。針對目前小型泵站機電設(shè)備存在的問題，我們需要用正確的理論解決問題，并吸取工程中的經(jīng)驗教訓(xùn)防止重蹈覆轍，以保障泵站的工作質(zhì)量。

參考文獻：

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[2]張燕.小型泵站電力損耗與有效利用的對策[J].科技與企業(yè).2015（05）.