李小軍，歷 威，王雪峰，李明川，鄭偉超

（1.杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司，杭州 310012；2.山東中材默銳水務(wù)有限公司，山東 濰坊 262714）

潛污泵是將泵與電機(jī)連體,并可潛入液下工作的泵類產(chǎn)品。同樣是離心泵，潛污泵和常規(guī)的臥式泵或立式泵相比，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。潛污泵整體密封良好，電機(jī)可利用水體導(dǎo)熱，比常規(guī)離心泵散熱方便，不需要專門(mén)的散熱片，因此可直接安裝于液下水池內(nèi)，水池深度一般位于液下不超過(guò)10 m，特殊行業(yè)國(guó)內(nèi)最深可達(dá)到50 m。因不需建造專門(mén)的泵房（包括地下和地上），它可以節(jié)約土地面積，減少基建費(fèi)用，安裝維修相對(duì)方便。小型的潛污泵可以自由安裝，大型的潛污泵一般都配帶有自動(dòng)耦合裝置，利于泵出口斜面法蘭與耦合器斜面法蘭切合進(jìn)行自動(dòng)安裝，在上部提升空間允許的條件下，安裝及維修相對(duì)方便。

1 密封及保護(hù)

一般的保護(hù)措施有密封系統(tǒng)及其檢測(cè)預(yù)防：潛污泵密封系統(tǒng)，主要有電纜密封、零件間密封和軸密封，均是通過(guò)機(jī)械加壓壓實(shí)相同材料或不同材料間的間隙實(shí)現(xiàn)密封。另外，通電儀控部件實(shí)現(xiàn)密封損壞的檢測(cè)和探測(cè)，主要有漏電保護(hù)單元、軸過(guò)熱保護(hù)單元和油封附近浮球開(kāi)關(guān)。其主要通過(guò)電纜的絕緣檢測(cè)和油室密封檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)事故的預(yù)防。

1.1 過(guò)熱保護(hù)元件

過(guò)熱保護(hù)元件是裝在潛污泵電機(jī)接線艙內(nèi)部由溫度控制動(dòng)作的電子元件，利用金屬的熱效應(yīng)將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，從而將電源切斷，待溫度降低后觸點(diǎn)恢復(fù)，正常工作。正常運(yùn)行情況下，元件不會(huì)因過(guò)熱而觸發(fā)；在異常情況下，繞組溫度達(dá)到過(guò)熱保護(hù)元件設(shè)定值時(shí)，過(guò)熱元件將信號(hào)經(jīng)電控柜利用“過(guò)熱”指示燈提醒操作人員進(jìn)行檢查，同時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行。找到問(wèn)題原因，待繞組溫度降至低于設(shè)定值時(shí)，潛污泵會(huì)恢復(fù)到可用狀態(tài)。

1.2 漏水探頭

漏水探頭的作用是對(duì)電機(jī)內(nèi)空腔和接線艙作漏水監(jiān)測(cè)，其原理是利用漏水探頭的兩個(gè)電極間的電阻變化輸出信號(hào)。當(dāng)電機(jī)接線腔進(jìn)水或電機(jī)側(cè)機(jī)械密封滲漏，漏水探頭信號(hào)觸發(fā)，通過(guò)電控柜發(fā)出“故障”報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員檢查機(jī)械密封油封或更換室內(nèi)的油，同時(shí)保持?jǐn)嚯娡１脿顟B(tài)。當(dāng)電機(jī)接線艙進(jìn)水時(shí)，漏水探頭發(fā)出“故障”報(bào)警信號(hào)，操作人員立即檢查維修，并保持停泵斷電狀態(tài)，防止短路引起事故擴(kuò)大。

1.3 浮子開(kāi)關(guān)

浮子開(kāi)關(guān)是安裝在電機(jī)腔內(nèi)，通過(guò)監(jiān)測(cè)是否進(jìn)水，從而判斷電機(jī)側(cè)機(jī)械密封是否失效。浮水開(kāi)關(guān)通常安裝于電機(jī)腔下側(cè)、電機(jī)軸承旁。一旦電機(jī)機(jī)械密封失效，潤(rùn)滑油室內(nèi)的油或外部進(jìn)水通過(guò)軸承室或者從其他地方進(jìn)入電機(jī)腔的水流入空腔，浮子開(kāi)關(guān)的浮子升起，浮子內(nèi)觸點(diǎn)接通，將信號(hào)發(fā)出（一般經(jīng)過(guò)電控柜發(fā)出報(bào)警信號(hào)）提醒操作人員檢修潛污泵，電氣硬連接上關(guān)聯(lián)使?jié)撐郾米詣?dòng)停止運(yùn)行。

1.4 潛污泵的軸承測(cè)溫保護(hù)裝置

軸承測(cè)溫保護(hù)裝置是監(jiān)測(cè)潛污泵軸承溫升是否過(guò)高，當(dāng)潛污泵軸承溫度≥85℃時(shí)，裝置通過(guò)電控柜發(fā)出報(bào)警信號(hào)（指示燈亮）并使?jié)撐郾米詣?dòng)停止運(yùn)行，防止燒毀軸承。

2 實(shí)例分析

某大型再生水廠年產(chǎn)再生水約5萬(wàn)t，使用當(dāng)?shù)貎晌鬯幚韽S（一廠日處理規(guī)模15萬(wàn)m3/d，另一廠日處理規(guī)模5萬(wàn)m3/d）達(dá)標(biāo)排放口排出的廢水，通過(guò)約5 km的D1200管道接入再生水處理廠，處理達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 19923-2005）的要求后，作為循環(huán)冷卻水或除鹽水回用于園區(qū)各生產(chǎn)企業(yè)。此水廠設(shè)置埋深3 m的地下集水池一座，安裝有潛污泵三臺(tái)，流量1 600 m3/h，揚(yáng)程18 m，功率132 kW，型號(hào)為350WQ，電機(jī)絕緣等級(jí)F級(jí)，潛污泵防護(hù)等級(jí)為IPX8，工作溫度-10～40℃，工作介質(zhì)pH范圍5～9，啟動(dòng)方式為軟啟，控制方式為手自雙控，安裝方式為固定式耦器，合自動(dòng)耦合安裝。

在實(shí)際運(yùn)行半年后，污水泵陸續(xù)出現(xiàn)如下問(wèn)題：振動(dòng)較大，盡管安裝于地下，但是導(dǎo)軌和拉鏈振動(dòng)聲響明顯；出力降低，軟啟動(dòng)保護(hù)總是燒毀，以至于電機(jī)保護(hù)無(wú)法啟動(dòng)。

因?yàn)闈撐郾幂^大，投運(yùn)之初即有明顯振動(dòng)聲響，且聲響變大緩慢，運(yùn)行維護(hù)人員并不在意。后出現(xiàn)電機(jī)保護(hù)無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行維護(hù)人員才做如下工作：檢查軟啟熔斷器，發(fā)現(xiàn)燒毀。測(cè)量潛污泵絕緣，絕緣為零，說(shuō)明電機(jī)已經(jīng)短路。運(yùn)行維護(hù)人員將此潛污泵提出并檢查，發(fā)現(xiàn)潛污泵出口法蘭斷裂，僅有剩余的半片法蘭與泵出口相連，螺絲斷裂，泵殼連接螺絲幾乎全部脫落，潛污泵葉輪座上有散落螺絲且積泥嚴(yán)重，電纜出現(xiàn)破皮，已經(jīng)可以看到裸露的銅線；靜置過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電機(jī)密封處漏水，拆開(kāi)頂蓋發(fā)現(xiàn)接線端子艙內(nèi)有明顯積水。

主要原因可能為：耦合器與潛污泵安裝間隙過(guò)大，造成潛污泵運(yùn)行過(guò)程振動(dòng)加大，進(jìn)而使電纜在使用過(guò)程中與固定環(huán)發(fā)生摩擦，損壞外皮。水從保護(hù)皮開(kāi)口處進(jìn)入密封艙。由于接線端子會(huì)發(fā)熱，進(jìn)入其中的水滴又不能外逸，在較高的溫度下變成水汽，造成高濕高濕的環(huán)境。在持續(xù)的高溫和高濕的環(huán)境中，電機(jī)的電纜側(cè)密封遭到腐蝕損壞，使得水汽進(jìn)入電機(jī)，破壞絕緣，造成電機(jī)短路，電機(jī)不能啟運(yùn)，潛污泵不能運(yùn)行。因此，本文從運(yùn)行、安裝和維護(hù)等方面對(duì)潛污泵進(jìn)行分析。

2.1 運(yùn)行環(huán)境

本項(xiàng)目為再生水廠，原水為城市污水處理廠排放水，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。易忽視的因素是氯離子含量。一般情況下，氯離子含量不要超過(guò)25×10-6mg/L，否則就會(huì)因電位差發(fā)生應(yīng)力腐蝕、孔蝕和晶間腐蝕。本廠原水溶解性總固體和氯離子含量偏高（氯離子含量＞1 000×10-6mg/L）。這也是造成潛污泵外殼明顯腐蝕的主要原因，同時(shí)也是加快電機(jī)密封破壞的元兇。因此，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，利用鋅的活潑性大于鐵，鋅優(yōu)先失去電子發(fā)生反應(yīng)的特點(diǎn)，用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)。人們可以在泵體上安裝一定數(shù)量的鋅塊，從而實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極保護(hù)。

2.2 安裝環(huán)境

本潛污泵為固定式自動(dòng)耦合安裝，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，安裝要點(diǎn)有：泵座檢查驗(yàn)收，通過(guò)預(yù)埋螺栓或地腳螺栓安裝泵座（耦合器），安裝導(dǎo)桿，用膨脹螺栓固定好上部支架。固定支架之前，將導(dǎo)桿插入固定耦合器固定端和支架插頭。調(diào)整導(dǎo)桿的垂直度，在中間適當(dāng)位置加設(shè)支撐但不能阻擋潛污泵耦合卡爪上下通行。固定電纜，保證電纜能隨設(shè)備檢修順暢拉起和放下，同時(shí)又避免與其他設(shè)備糾纏。易忽視的因素主要有以下幾個(gè)方面。

2.2.1 安裝水深

由于水池在地下3 m，加上液位深度，實(shí)際安裝深度大約在水下10 m，而經(jīng)了解IPX8的防護(hù)等級(jí)不能滿足使用要求，其工作深度不應(yīng)大于6 m。因?yàn)樗钶^大，水壓和水底積淤對(duì)水泵材質(zhì)和密封結(jié)構(gòu)都提出了更高要求，從而加大滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。另外，這對(duì)水泵葉輪和泵殼及其間隙都提出了更高要求，其出力也受到一定影響。

2.2.2 電纜外皮、固定防護(hù)套與接線艙的接口等密碼情況

潛污泵一般使用YZW或YCW型橡套軟電纜，使用專門(mén)的護(hù)套和密封圈，保證其與接線艙間的可靠密封，同時(shí)固定電纜防止拉脫。

2.2.3 保護(hù)單元

據(jù)了解，潛污泵自帶的保護(hù)裝置（過(guò)熱保護(hù)元件和漏水探頭）能夠發(fā)現(xiàn)進(jìn)水問(wèn)題并防止事故的擴(kuò)大。因此，在出廠及試運(yùn)前仔細(xì)檢查保護(hù)單元線路，確保其能發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2.2.4 導(dǎo)桿安裝

潛污泵導(dǎo)桿應(yīng)按廠方規(guī)定安裝，應(yīng)固定牢固，潛污泵導(dǎo)桿安裝的直線度不大于1/1 000，全長(zhǎng)不應(yīng)大于5 mm，導(dǎo)桿接口高度不應(yīng)超過(guò)其外圓，接口數(shù)量不超過(guò)2個(gè)為宜。由于本項(xiàng)目原配導(dǎo)桿較細(xì)，安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不足，導(dǎo)行能力較差，因此對(duì)潛污泵導(dǎo)桿進(jìn)行更改，耦合裝置導(dǎo)桿的垂直度發(fā)生變更，造成導(dǎo)桿與耦合裝置間隙過(guò)大，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)較大。

2.2.5 卡爪與潛污泵出水法蘭

潛污泵出水與法蘭耦合器卡爪連接應(yīng)按廠方規(guī)定的力矩?cái)Q緊，連接必須牢固。連接不牢導(dǎo)致切合面無(wú)法密封，運(yùn)行中泵出口水產(chǎn)生的沖擊造成法蘭密封貼合面間隙擴(kuò)大，出水從間隙噴出又加大了兩個(gè)法蘭面的相互撞擊，這也是造成振動(dòng)較大、法蘭損壞和螺絲松脫的直接原因。

2.2.6 提升空間

由于水泵安裝深度相對(duì)地平面約地下10 m，在地上設(shè)置同樣高度的電動(dòng)葫蘆不合實(shí)際，實(shí)際上地上電動(dòng)葫蘆約為4 m，因?yàn)殡娎|較粗，彎曲半徑較大，電纜隨設(shè)備提升和下降的難度加大。

2.3 維護(hù)

在潛污泵運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)是重要的環(huán)節(jié)。一般情況下，主要維護(hù)措施如下：定期檢查電機(jī)相對(duì)地間絕緣電阻，必須單獨(dú)檢查電纜與電機(jī)，然后應(yīng)拆開(kāi)電機(jī)檢修，同時(shí)檢查接地牢固與否，電纜表皮破裂與否等；檢查葉輪與泵殼之間的間隙，間隙過(guò)大易造成出力下降，應(yīng)定時(shí)更換葉輪；潛污泵在允許工作介質(zhì)條件下正常運(yùn)行半年后，應(yīng)檢查密封室密封情況和密封室的油，正常情況下每5 000 h應(yīng)更換機(jī)油和機(jī)械密封；當(dāng)潛污泵長(zhǎng)期不用（半年以上）時(shí)，不適合靜置水中，應(yīng)投入備用泵替換運(yùn)行，以降低電動(dòng)機(jī)定子繞組受潮的概率；當(dāng)氣溫較低（一般低于5℃）時(shí)，需做防凍措施。

3 結(jié)語(yǔ)

潛污泵作為生產(chǎn)的主要用泵，為了確保潛污泵的使用壽命，降低設(shè)備損失對(duì)生產(chǎn)的影響，除要關(guān)注使用環(huán)境外，使用過(guò)程中要加強(qiáng)日常保養(yǎng)和定期檢查。這樣才能確保潛污泵設(shè)備安全，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行。