大型泵站叶片调节机构的维护

聂朋张杰施翔

摘要：随着我国城镇建设的不断推进，在市政水利工程中经常要对水泵进行安装以及维护，正是这些水泵日以继夜的工作，才保证了城镇居民日常生活中的正常用水及排水的需求，同时也保证了水利系统的正常运行。因此泵站的维护以及日常的运行管理关系着人民生活水平的提高以及国民经济的进步，本文将详细的叙述泵站维护以及运行管理的相关内容。

关键词：大型泵站；叶片调节机构；维护

1基本情况

某大型泵站装机9台套，设计抽水能力300m3/s，总装机容量18000kW，为双向运用泵站，流道为箱涵式双向流道。其中，1#~3#机组水泵为ZLB35-4型立式半调节轴流泵，4#~9#机组水泵为ZLQ35-4型立式全调节轴流泵，电机均为TL2000-40/3250型立式同步电机。

该站全调节水泵采用机械式叶片调节机构调节机构剖面图。调节叶片时，启动电动机（11)，经减速箱（12)减速后，带动调节螺杆（10)转动，相应带动分离器（9)上下移动。再经调节拉杆带动水泵叶片角度变动，从而调节叶片角度。调节拉杆分为上拉杆（17，位于主电机轴内)、下拉杆（位于主水泵轴内)两段，在主电机与主水泵联轴器处，两段拉杆用双头螺母联接。下拉杆与叶片调节架（位于叶轮头轮毂内)之间采用联轴器联接。分离器拉杆头（7)与上拉杆两者用对开形包壳联接。

早期泵站的叶片调节机构大都采用液压式。上世纪90年代以来，机械式叶片调节机构有了较多的应用，如江苏的刘老涧站、江都一站、江都二站等。

2调节机构的选用及主要存在问题

一般认为：叶轮直径小于0.85m的泵因轮毂和轴颈较小，设置全调节机构较为困难，故做成固定式或半调节式。半调节式因机构简单、成本低、可靠性好，对起动要求不高、运行扬程变化不大的泵站，应尽量采用半调节式（目前直径已达3m)。停机全调节在机组不运行时由人工进行，一般用于叶轮直径为1.0~1.4m的水泵。

液压调节因采用油压装置，系统复杂，辅助设备多，维护费用高，运行操作、管理麻烦，目前常用于2.0m以上的泵。机械调节因设备紧揍，费用低，管理方便，但因其调节力较小，一般只用于1.5~2.0m的水泵。但对扬程不高、叶轮设计合理、要求调节力不大的，也可以用于3.0m左右的泵。如江苏刘老涧泵站口径3.1m的立式轴流泵，设计扬程4.2m，采用了机械式全调节。在3m以上的大泵上采用机械式全调节，应是首选，但可靠性有待提高。

叶片调节机构是选用机械式还是液压式，也可以按水泵轴功率的大小来确定。如果泵的轴功率大，即扭矩大.叶片调节操作所需的力矩也相应地增加，电动机械式调节机构往往受传动功率和结构尺寸的限制，而液压式调节机构则可通过液压力的大小来调节操作力矩，因此，当水泵轴功率小于2000kW时一般采用电动机械式；大于2000kW时则采用液压式。如东深供水改造工程各泵站水泵的轴功率均大于2000kW，所以都采用了液压式叶片调节机构。

对运行时数较少的排涝泵站，因运行费用与设备投资、特别是与排涝社会效益相比为次要因素，因此只要机组起动没问题、工祝范围基本能适应扬程的变化，可以采用半调节或不调节叶轮，以节省设备和维护费用。如安徽省凤凰颈排涝泵站虽然水泵较大（D=3.1m)，仍采用了半调节；另一座排涝泵站原来采用的是油压式全调节，但因实际运行使用较少，加上缺乏维护保养，结果漏油进水锈蚀严重，后来改成了固定叶片。

目前，叶片调节机构存在的主要问题：

液压调节目前普遍认为比较可靠，但它采用了外供油的形式，需要配套专门的油压装置。因此，设备庞杂，运行管理不便，维护费用较高，而且当系统内压力达到一定数值时，会漏油，污染水源，这对提供饮用水的泵站更为担心，而且必须频繁地补充液压油，操作较麻烦。

机械调节与液压调节比，采用了内置式，省去了外部设备，但从使用情况看，存在的问题较多，工作可靠性不高。如运行时机组抬轴调节器推力轴承发热甚至烧坏、机组运行时振动等。由于缺乏有效的改善措施，因而故障不断，寿命较短，有的叶片调节机构使用时间不长就因失灵而瘫痪。

为解诀上述问题，采取过的措施包括：①加装循环冷却水装置，用于降低轴承温度；②加大推力轴承，提高其承载力；③在电机内加装反向推力轴承，避免出现抬机事故；④上述措施的综合运用等。尽管如此，其改善效果仍然有限，影响因素复杂。如由于抬轴，机组运行时电机轴承中的推力头及镜板与推力瓦脱开，推力轴承没有受力，而调节机构轴承受全力，导致运行振动，同时调节机构轴承发热甚至烧坏。有些厂家采用加大推力轴承增加冷却水装置等措施，有时也能勉强应付，但是在运行中需要调节时问题又暴露了出来。有时为了增大叶片角度欲往正角方向调节时，住往会出现叶片角度没有改变，而机组整个转子体却被调节机构全部拉起来的危险事故。

3大型泵站叶片调节机构的维护

3.1严格遵守泵站设备管理的规章制度，提高管理水平

在泵站设备运行管理过程中，必须严格按照《泵站操作规程》运行泵站中相关设备，并对泵站设备的日常运行状态进行监测，发现问题及时解决并做相应的记录，为日后泵站设备的更新改造提供有力的基础。同时要对泵站设备故障处理前后风热相关运行数据，做出详细的对比记录以指导日后对泵站设备的运行维护。

3.2加强日常维护保养，保证运行正常

由于泵站设备中零部件的动态变化而使设备技术状态发生相应的改变，进而会使泵站设备在运行过程中会出现一些非正常现象或者设备故障，这些故障如不能及时清除，就会直接导致泵站设备的损坏，甚至会影响泵站设备运行周期。因而只有搞好泵站设备的维修保养才能更好地保证泵站设备运行的稳定性。

本着“养护为主，维修为辅”的原则对泵站设备运行稳定性进行优化控制，如定期清洁泵站区域的卫生，防止设备内部进入灰尘而出现设备故障，同时定期巡检泵站中的的电气设备，并且做好泵站设备部件的润滑保养工作，保证泵站设备运行的稳定性。

3.3加强对管理人员的技术培训，提高整体素质

对于泵站管理人员来说，必须熟知泵站的基本结构以及运行原理，以保证泵站设备出现问题以后可以准确的找出故障位置，同时泵站设备管理人员也应该掌握检查，检测，养护维修以及控制运行技术。这就要求企业必须加强对泵站管理人员的相关培训，同时制定《泵站设备安全运行规程》，进一步的规范设备运行管理体系，提高泵站运行的稳定性。

4结语

综上可知，泵站设备的维护与泵站运行的稳定性之间具有很大的联系，只有紧抓泵站设备的维护，才能保证泵站运行的稳定性。在泵站运行过程中，难免会出现无法预知的设备故障而影响泵站设备运行的稳定性，但是我们可以通过对泵站的日常保养维护工作而减少泵站设备故障的发生率，从而提高泵站运行周期，进而提高泵站运行的稳定性。

参考文献：

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[2]刘家春、杨鹏志、刘军号，《水泵运行原理与泵站管理》第1版，北京，中国水利水电出版社，2009（1）.

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[5]李二平.刘老涧泵站水泵机械式叶调机构改进[J].排灌机械，2000（1）.

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