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潜水泵的应用分析
添加时间:2011/7/6
 随着潜水电极密封技术的进步,潜水泵已被广泛的应用于各行业部门。特别是在城市排水系统中,由于潜水泵机泵一体,可潜水运行,节约土建投资,有利于实现自动化管理,从而得到广泛使用。周口市近年来改造的五座排水泵站均采用了潜水泵,笔者根据泵站改造和运行的经验,总结了潜水泵在排水泵站中设计、安装和运行的特点,与大家共同探讨。
    一、潜水泵的机组优点
    1、排水泵站中使用的潜水泵具有流量大、扬程范围广,性能稳定,机泵一体,可潜水运行。
    2、安装、维修方便。
    3、泵机水中运行,节省占地,简化土建工程,可节约工程总造价的30-40%。
    4、噪音低,泵站内无高温,可改善操作环境。
    5、可彻底解决水位较高泵站的水泵电机受淹问题。
    6、辅助设备少,配用相应的启动装置,可实现泵站的自动化管理。
    7、省却中间水传动轴装置,泵机运行安全可靠。
    二、潜水泵的设计
    1、首先,根据泵站的设计排水流量,拟定安装水泵出水量及台数。在可能的条件下,小型排水泵站,设2-3台机组,大型泵站设4-5台机组。每台水泵的出水量相当于1/2-1/3的泵站设计流量,并尽可能采用同型号机组为宜。污水泵站需设备用机组(一般设置一台备用机组);雨水泵站可不设备用机组,在非雨季进行机组检修。
    2、根据拟定每台水泵流量及扬程(实际提升排水高度与预估管路水头损失及1-2M安全余量之和)查找潜水泵性能曲线即可选择机组。在选择时应当注意:
(1)一般潜水轴流泵的特点是流量大,扬程低;潜污泵的特点是扬程高,流量相应较小;混流泵的特点介于二者之间。应根据各泵型的特点确定,流量大,扬程低时宜用轴流泵;
(2)尽可能选择性能好、效率高、大型机组。尽量选用同型号,也可大小适当搭配,以适应流量的变化;
(3)排放水质差的污水时,宜选用潜污泵;
(4)水泵选择在设计工况下运行,应尽可能使水泵工作点在高效区内工作。
    3、选择水泵的安装方式。一般潜水轴流泵、混流泵的安装方式有弯管吊式、井筒悬吊式、混凝土预制井筒式;潜污泵的安装方式有自动耦合式、固定干式、固定底坐式、软管移动式、硬管移动式。应根据水泵及配用电机功率的大小,泵站的土建设计型式进行比较,选择方便运行与检修的安装方式。
    4、管路水力计算。根据选择水泵的流量、安装方式、出水管路管径、长度等参数,计算管路水头损失。与初选的机组进行流量与扬程的核算,最终确定工作点在高效区内工作的水泵机组。
    三、潜水泵的安装
    潜水泵的安装快捷方便,无需进行耗工耗时的找正中心的现场安装工作,其安装工作内容如下:
    1、安装前准备
(1)开箱后,检查安装箱单与合同查点供货名称、规格、备品、备件及专用工具等是否相符。
(2)检查整机零件在搬运、运输、存放中有无明显变形、损坏,紧固件是否松动、脱落。
(3)检查电缆线有无破损、折断;接线盒电缆的入口密封是否完好;发现有可能漏电及密封不良之处应及时妥善处理好。
(4)用500V兆欧表测量电机相对地的绝缘电阻,其值应不低于2兆欧。否则应对定子绕组进行干燥处理(干燥处理的温度不得超过120℃)或通过供方提供帮助。
(5)检查导叶体油室是否充满油。油室中的油应加至注油孔能看见为止。
(6)用万用表检查各相的冷态电阻,其值应接近相等;检查接地线是否可靠接地。
(7)转动叶轮,检查回转部件是否灵活、无卡滞现象。
(8)检查油水探头、浮子开关和热敏元件及配电柜的连接是否有效正常。
(9)检查混凝土基础是否坚固、平整。
(10)通电空运转,检查水泵的转向,从电机端看为顺时针方向旋转。否则,在电源接线处调换二相的位置。同时应记录主电缆与电源接口的标识,杜绝潜水后反转引起的不良后果。
(11)确定安装高程。安装高程十分重要,应遵守设计所确定的数值,不得擅自改变。
    2、泵体安装
    潜水泵有多种安装方式,本文重点介绍弯管悬吊式和井筒悬吊式潜水轴流泵、混流泵及自动耦合式潜污泵等常用的安装方式。
(1)弯管悬吊式和井筒悬吊式的安装步骤:
    第一,连接筒体与基础预埋螺栓,筒体内的支承座水平允许误差为0.5mm/m。除弯管和井筒盖外,其余井筒部件安装就位,同时记录井筒内壁上放转块的方位。
    第二,将潜水泵吊入井筒与支承座安装。吊入前在导叶外部装配O形圈及4个防转销,将电缆与钢丝绳捆吊好并装上收紧螺栓。吊起潜水电泵缓慢放入筒体,操作中注意电缆不应受力,不得缠绕吊链。电泵放入井筒时注意对中,防转销与防转块应错开,防止顶托。
    第三,将电缆和钢丝绳固定在井筒上,注意冗长电缆必须放止井筒外,并收紧钢丝绳以防出水时电缆在井筒内晃动。
    第四,复查井筒与支承座的水平度和垂直度,复查与基础连接的紧固状态。
    第五,从电缆出孔引出主电缆和控制电缆并装好密封件,井筒上放上密封垫盖,盖好井筒并紧固。
    第六,主电缆和控制电缆与已标识的控制柜电源接口进行接线连接,特别注意,井筒内冗长的电缆必须放止井筒外,不能因水泵出水时产生大幅摆动,以致电缆损坏。
(2)自动耦合式潜污泵的安装方式
    自动耦合式潜污泵安装主要是耦合装置的安装和泵的吊装。安装前在泵吊环上系上链锁,供起吊与下泵之用。
    耦合装置的安装步骤:偶合架用四个螺栓固定于泵体;出水管固定于基底;定位锥体安装于出水管座;导管下端套在定位锥体上,上端套在导杆架的橡胶块上;最后将导杆架固定于水池壁。橡胶块的作用:用导杆架上的螺钉调节橡胶块的轴向压紧程度,使橡胶块的直径与导杆内径相吻合,让导杆稳定。
    泵的安装步骤:起吊水泵,将耦合架上的导向孔对准导杆,徐徐放下吊索,使泵沿导杆自由下滑,泵体出口与出水管座口即自动对准;松开吊索,在泵的自重作用下,使耦合架上的斜面与出水管座上相对应的斜面楔紧,泵体法兰面与出水管座密封面即可紧密贴合,这样就实现了泵和出水管座的自动耦合。需要起吊时,只需拉起吊索,使泵和耦合架与出水管脱开,将泵与耦合架沿导杆拉起即可。
    四、潜水泵的运行检修
    潜水泵机泵一体,启动运行方便,但因电泵长期在水中运行,环境比较特殊,流动轴承使用的3号通用锂基润滑脂可能变质失效,油室中充装的N10机械油可能受潮乳化,运行时应做好监测与记录,并应定期检修。
    1、首次试车运行应注意问题
(1)确认排出管路上的拍门或各种阀门能自由、灵活开启到最大开度,方可启动。
(2)启动后,观察仪表盘上的电流表,各相的电流值应近似相等,约为额定功率的2倍,且指针稳定。若各相电流值相差甚远,或超过2倍功率值,或指针剧烈摆动,立即停车检查。
(3)监听运转声音,如果声音平稳,频率均匀,无异常噪声,表明正常;若声音时大时小,夹杂异常噪音,且频率不均匀,应停机检查。
(4)观察出水量是否连续均匀,若出水量时大时小,应停机检查。
(5)观察正常,连续运行30-50分钟即可停机。同时做好首次试车记录,内容包括:时间、电压、电流、水质状况、试车情况等。
    2、日常运行注意事项
(1)运行中应随时监测仪表和泵的状况,并做好记录。
(2)运行中应定期检查电机各相对地绝缘电阻,其值应大与2兆欧,否则应检修。
(3)运行中,定期检查接地,接地要牢固以免发生事故。
(4)停机后立即切断电源,关闭排出管路的截止阀,并检查拍门是否关死。
(5)不经常运行的泵,每周或10天应运行30分钟,当气温较低时,要注意防冻,尽量排尽泵内液体。
    3、潜水泵的检修分为定期检修与故障检修
    定期检修主要检查转子体转动的灵活性、均调性;油室内的油是否乳化;电器元件及其连接的可靠性与有效性。一般不需大解体。维修内容为:
(1)更换油室的机械油和滚动轴承的润滑脂。
(2)检查机械密封是否损坏失效。
(3)检查油水探头、浮子开关、过热元件是否有效。
(4)滚动轴承是否损坏。
(5)电机绕组对地的绝缘电阻是否降低。
(6)主电缆、控制电缆是否损伤。
(7)其它机械、电器故障。
    故障检修时依据运行中出现的故障进行检修,哪一部分出现故障,就检修哪一部分,常见的故障及检修如下:
(1)不能启动或启动困难。原因有:缺相;断路;电器保护线路故障;叶片卡住,转矩过大启动不了;定子绕组损坏,或烧毁。
(2)不出水或出水少。原因有:叶轮旋转方向反转;叶轮流道堵塞;叶轮损坏严重;水位低,叶轮淹没深度不够。
(3)电流增大。原因有:叶轮与壳体摩擦或接触;轴承润滑不良或损坏;叶轮上缠绕有异物。
(4)机组振动。原因有:紧固件松动;轴承损坏;流道内有异物;定位销未就位;产生气蚀现象。
(5)电机进水。原因有:接合面密封不好;机械密封损坏;电缆引出线处密封不好;主电缆与控制电缆折断或破裂;电机壳或电机上端盖等件渗水。
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