李瑞玲 馬華明
摘要:電機(jī)電流是水泵運(yùn)行最主要的指標(biāo)之一,電機(jī)過電流過大會(huì)降低泵站的運(yùn)行效率。本文通過簡述泵站電機(jī)過電流現(xiàn)象及危害,探究了泵站運(yùn)行中電機(jī)過電流的相關(guān)性因素及解決對(duì)策,提出泵站總體改進(jìn)措施,,以此提高泵站運(yùn)行的效率,降低能耗,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞:泵站運(yùn)行;電機(jī)電流;相關(guān)性因素
水泵是一種通用機(jī)械,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域,如石油化工、礦山、冶金、電力、水利、國防、農(nóng)田的灌溉與排澇、城市供排水等。電機(jī)是泵站的主要?jiǎng)恿υO(shè)備,也被稱為泵站的心臟,其運(yùn)行的可靠性直接影響泵站的安全和經(jīng)濟(jì)性,電機(jī)故障造成重大事故往往給國民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失。由于泵站水泵設(shè)計(jì)上與實(shí)際運(yùn)行之間的差異,導(dǎo)致泵站在實(shí)際運(yùn)行過程中常出現(xiàn)電機(jī)過電流的現(xiàn)象,降低了泵站整體運(yùn)行效率,為減少泵站運(yùn)行中電機(jī)電流的過負(fù)荷現(xiàn)象,本文結(jié)合實(shí)際探究泵站運(yùn)行中電機(jī)過電流的相關(guān)性因素,以此提高水泵的效率,降低能耗,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1 泵站過負(fù)荷現(xiàn)象及危害
泵站過負(fù)荷,指的是水泵運(yùn)行過程中電機(jī)電流已經(jīng)超過電機(jī)的額定電流,造成水泵運(yùn)行負(fù)荷已經(jīng)超出其允許最大負(fù)荷量,使得電機(jī)在超載狀態(tài)下工作。電流與楊程流量的關(guān)系:揚(yáng)程高低是由管道和閥門等對(duì)介質(zhì)的能量損耗而決定的,也就是泵所能給予介質(zhì)的能量值,當(dāng)電泵電流最小的時(shí)候,是空轉(zhuǎn)的時(shí)候,即泵體內(nèi)沒有液體,和大氣直接連接,泵輪空轉(zhuǎn)。而泵電流最大的時(shí)候的,是當(dāng)進(jìn)口連接源物,比如水,而出口不加以限制,比如直接和大氣相連,連管道都不接,這個(gè)時(shí)候流量最大,泵的電流將最大[1]。
若泵站運(yùn)行中電機(jī)過電流長期過負(fù)荷,會(huì)引起軸承損壞,泵軸可能發(fā)生扭曲或彎曲變形,水泵噪聲過大,泵軸承座外側(cè)發(fā)燙、軸承潤滑油熔化流失等現(xiàn)象;同時(shí)電機(jī)電流上升,溫度升高至超出容許范圍,有時(shí)機(jī)電會(huì)發(fā)出刺耳的尖叫聲,長時(shí)間超負(fù)荷工作最終引起電機(jī)燒毀[2]。這種情況不僅耽誤排水時(shí)間,還增加了水泵運(yùn)行的成本,降低工作效率。因此泵站運(yùn)行中電機(jī)出現(xiàn)超電流現(xiàn)象時(shí),應(yīng)該要立即停機(jī)對(duì)泵組進(jìn)行檢查并及時(shí)的進(jìn)行解決,保證水泵機(jī)組不會(huì)出現(xiàn)故障,并能夠有效的運(yùn)行。
2 泵站運(yùn)行中電機(jī)過電流的相關(guān)性因素及解決對(duì)策
2.1 電流負(fù)荷的增加
泵站運(yùn)行中電機(jī)過電流過高會(huì)造成電機(jī)負(fù)荷的增加,也可能是電機(jī)本身的問題,因此要針對(duì)電機(jī)電流過負(fù)荷的情況進(jìn)行全面的檢查。首先檢查水泵的傳動(dòng)軸承和上下橡膠軸承,卸開電機(jī)轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)輪的連接軸承,將電機(jī)與傳動(dòng)軸分離,采用人力轉(zhuǎn)動(dòng)水泵軸承的方法檢測轉(zhuǎn)動(dòng)軸的安裝是否出現(xiàn)問題,若出現(xiàn)軸承過緊或抱死現(xiàn)象,則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中阻力不斷增大,阻礙了電機(jī)的正常運(yùn)行速度,因此要維修水泵軸承。其次在電機(jī)空載時(shí),采用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的方法檢查電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否被卡死[3]。除此以外,若軸承出現(xiàn)了或軸彎曲,應(yīng)該要立即檢查泵軸和軸承是否有故障,如果有要進(jìn)行相應(yīng)的更換。
2.2 水泵的安裝不規(guī)范
水泵的安裝不規(guī)范會(huì)增加電機(jī)在運(yùn)行過程中的過負(fù)荷,并引起電流量過高。在水泵組裝過程中,泵聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)軸器的間隙過大或它們不同心,此時(shí)應(yīng)對(duì)水泵聯(lián)軸器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整;水泵與電機(jī)轉(zhuǎn)子不同心或同心度偏離也會(huì)造成電機(jī)運(yùn)行中傳動(dòng)軸偏離,引起電機(jī)符合的增加和電流的過高現(xiàn)象,此時(shí)應(yīng)采用千分表頂住傳動(dòng)軸,人工轉(zhuǎn)動(dòng)軸承檢查是否過于偏離正常范圍,若出現(xiàn)不同心的偏離現(xiàn)象要重新校正和規(guī)范;選型時(shí)所選用型號(hào)揚(yáng)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際工況揚(yáng)程,從而出現(xiàn)了超電流現(xiàn)象,這個(gè)可以通過安裝出口閥來對(duì)其流量進(jìn)行調(diào)節(jié);填料壓蓋壓的過于緊也會(huì)造成電流量過高,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)松。
2.3 水泵葉輪問題
泵站運(yùn)行過程中水泵葉輪會(huì)被布條、布帶等物質(zhì)纏繞,造成水泵葉輪卡死,影響水泵葉輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)泵站電機(jī)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生過多的負(fù)荷。水泵葉輪因素主要受到水泵運(yùn)行所處的河流環(huán)境影響,河流中雜物隨著時(shí)間的增長積聚在水泵中阻礙其正常的運(yùn)行,因此要定期對(duì)水泵葉輪進(jìn)行檢查,及時(shí)清理積聚的雜物,保證水泵葉輪運(yùn)行的順暢。
2.4 進(jìn)水池水量較少
泵站所處的河流環(huán)境直接影響進(jìn)水池的水量,若河流廢棄物、漂浮物等雜質(zhì)較多,泵站進(jìn)水池外都設(shè)有攔污柵,水泵運(yùn)行時(shí)會(huì)將雜質(zhì)全部吸附在攔污柵上,而進(jìn)入進(jìn)水池中的水量只是一小部分,實(shí)際水位達(dá)不到正常水平,或是造成瞬間吸收水量不足,這種情況下水泵無法穩(wěn)定的運(yùn)行,長時(shí)間的水量不足會(huì)造成電機(jī)過電流的大幅增高,使電機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行,電機(jī)的溫度也會(huì)隨著不穩(wěn)定情況增高,降低運(yùn)行效率。減少由于進(jìn)水池水量因素對(duì)電機(jī)過電流的影響,就需要及時(shí)清理攔污柵上的雜物,保障水泵電機(jī)的順暢運(yùn)行。
2.5 水泵進(jìn)水通道的設(shè)計(jì)
水泵進(jìn)水通道的設(shè)計(jì)會(huì)影響水力流態(tài)。若進(jìn)水通道設(shè)計(jì)不合理,影響水力流態(tài)的正常,造成系統(tǒng)的紊亂,水泵吸水量不足產(chǎn)生嚴(yán)重汽蝕等,引起泵站超負(fù)荷。軸流泵對(duì)進(jìn)水流態(tài)的要求較高,尤其是高比轉(zhuǎn)數(shù)、特低揚(yáng)程軸流泵對(duì)水力流態(tài)的要求更高,進(jìn)出水池或出水管路損失揚(yáng)程過大也會(huì)引起超負(fù)荷[4]。水泵進(jìn)水通道要設(shè)計(jì)成直線型,減少進(jìn)水產(chǎn)生的阻力,使水流在運(yùn)行中更加平穩(wěn),此時(shí)攜帶的雜物和垃圾就不會(huì)輕易沉積下去,避免由于人為原因造成的水道阻塞問題,保障了水泵吸水量的正常,使水泵運(yùn)行更加平穩(wěn)。
除以上影響因素之外,水泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速過高會(huì)造成電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),從而出現(xiàn)了超電流的現(xiàn)象,應(yīng)該要采取相關(guān)措施降低多級(jí)泵運(yùn)行的速度;水泵配套功率比實(shí)際的配套功率低,這也就加大了電機(jī)的負(fù)荷,要盡快更換大功率配套電機(jī)來減少損失;電機(jī)長時(shí)間停用導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn),這種情況下要讓電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)漸漸平穩(wěn)下來。
3 改進(jìn)建議
泵站設(shè)計(jì)要堅(jiān)持創(chuàng)新理念,采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)出適合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的工程,充分發(fā)揮水泵工作效能;泵站各組成部分的設(shè)計(jì)要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,若出現(xiàn)水泵運(yùn)行中的電流超負(fù)荷現(xiàn)象,及時(shí)進(jìn)行檢修或更換設(shè)備,相關(guān)電氣設(shè)備的安裝也要規(guī)范操作,提高泵站運(yùn)行的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益;引進(jìn)先進(jìn)的雜物、垃圾自動(dòng)清潔設(shè)備,及時(shí)進(jìn)行管道的疏通,減少水泵運(yùn)行的阻力和壓力,提高水泵運(yùn)行的效率。除此以外,更換電機(jī)本身的功率,減少電機(jī)電流,提高電機(jī)的承受能力和運(yùn)行效率。
4 結(jié)語
在泵站運(yùn)行的過程中,常常會(huì)出現(xiàn)各種問題影響電機(jī)的正常運(yùn)行,其中電機(jī)過流量是最為常見的問題,降低泵站的運(yùn)行效率,影響泵站設(shè)備安全。因此,要及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)泵站運(yùn)行中電機(jī)過電流的問題,根據(jù)檢查結(jié)果制定解決方案,結(jié)合理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行維修和整改,保障泵站的順利運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]曹登峰. 基于線性回歸的水電機(jī)組振動(dòng)建模與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則探究[D].中國水利水電科學(xué)研究院,2013.
[2]王朋濤. 城市給水泵站全變頻變壓變流量運(yùn)行控制優(yōu)化研究[D].重慶大學(xué),2008.
[3]歐陽金鑫,熊小伏. 計(jì)及轉(zhuǎn)子勵(lì)磁控制的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)短路電流研究[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,34:6083-6092.
[4]梁興. 基于瞬變流計(jì)算與安全性分析的大型梯級(jí)泵站優(yōu)化調(diào)度研究[D].武漢大學(xué),2014.