潜水泵保护装置在农村饮水安全工程中的研究应用

丁  军 

（徐州市沛县清源供水有限公司，江苏 沛县 221600）

摘  要：本文通过对沛县农村饮水安全工程潜水电泵的调查和研究，分析了目前存在的问题,并就问题提出了解决方案和自己的观点和看法。

关键词：农村饮水；潜水泵；保护

中图分类号：X826  文献标识码：A

1  沛县农村饮水安全工程潜水泵应用现状

沛县地处江苏省最北部，属黄泛冲积平原，地势高亢，水资源十分匮乏，属饮水高氟区，是江苏省九个高氟县之一。“十一五”期间，全县解决农村饮水不安全人口47.65万人，打深水井200余眼二2013-2017年度新一轮农村饮水不安全人口54.91万人，项目区分布在全县l7个镇（区、场），辖203个行政村745个自然村，农村饮水安全工程建设是基础，管理是关键：对投入使用的工程设备不仅要正常运行，发挥效益，更好维护好，确保农村饮水安全工程“建得成、用的起、管得好、长受益”。作为提水设备一深水井潜水电泵的连续正常运行是供水工作的关键。在维护管理上，传统的做法是依据泵组运行台时，即当机泵累计运行至4000―5000小时时，做为一个大修理周期，开始对泵组进行大修理。而有一些水厂不考核运行台时．只对泵组按年例行检修，即以一年为一个大修理周期，每年高峰供水前，对所有的泵组进行例行检修，甚至有的水厂根本不采取任何措施，等到无法运行时才维修。以上做法还处于经验管理计划维修，缺乏科学性，这样的维修模式即有过修之嫌，又有事故停机的可能。要想从传统的维修模式中走出来，使计划定期维修逐步过渡到状态预知维修，克服定期维修带来的不必要的经济损失和设备性能的下降，使供水企业的大修理管理工作从经验管理逐步走向科学管理，还需做许多艰苦的工作，其中依靠先进的科学仪器做为检测手段是行之有效、必不可少的。

2  深井潜水泵运行振动的原因和分析

潜水泵发生机械故障时，振动是不可避免的，这是由其结构特点和工作性质决定的，但是，不同的故障类型，所产生的故障振动信号是不相同的，所以不论是性能监测还是工作过程监测，振动信号是反映其内在关系极其有效的敏感参数，对于工作过程而言，潜水泵的转子偏心，不对中，气蚀都会经各种传递通道直接反映在对应的振动信息中，而对于性能参数监测，衡量机器工作状态正常与否的综合性能指标是工作过程及各种机构间运动协调与否有关的。而这些指标在振动信息中反映更敏感，更直接。振动信号特征法的依据是振动中包含的振动源和状态信息，振动监测及故障诊断的出发点是在机械动力特性分析及频率分析的基础上，研究潜水泵运行过程中的故障原因。潜水泵故障引起的振动种类一般来说，产生振动的原因比较复杂，它与泵的设计、安装、机械结构，运行工况和蒯节操作都有关系。从潜水泵实际振动的情况来看，可以把振动分为两大类：一类是机械振动，另一类是水力振动。运行时发生剧烈振动的最常见的故障之一，必须立即停机检查，否则深井泵将发生重大事故。其主要原因如下：

2.1启动时未灌满引水或灌水不足，由于干摩擦而使橡胶轴承高温后抱轴。因此，在每次启动时应牢记加足够的引水。

2.2传动轴本身和叶轮的重量及水的轴向推力作用而伸长，轴向间隙过小，使叶轮和导水壳产生机械摩擦和碰撞。因此产生振动并伴有异常声响，这时应立即停机，否则会出现井、机报废的重大事故。

2.3传动轴弯曲或因橡胶轴承磨损过度市区支承作用，使传动轴摆动或颤动，这时应停机检查传动轴。尤其是最上面的一根轴，弯曲之后影响最大，需对轴进行校直：橡胶轴承磨损严重的原冈是：①轴弯曲。②轴与轴承配合间隙不当。③轴承支架偏斜，应整修支架或更换已损的零件。(4)电动机转子或风扇重量不平衡，旋转时产生不均衡的离心力，引起电动机本身振动。这属于制造质量问题，如自己无法解决，直找有关部门解决。(5)其他方面的问题，如电动机气隙不均，电动机轴承磨损，井壁管下沉或基础沉陷位移，深井泵发生汽蚀或吸入空气等，都会引起水泵的振动，应针对实际问题进行处理。

3  振动保护装置的实际研究和应用

本系统采用专用磁电式加速度传感器，该传感器灵敏度高，阻抗低，抗干扰性强。振动检测仪可输出与振动值相对应的标准电压或标准电流，供计算机分析使用。防振橡胶套的保护和固定作用，使整个装置优势互补，安全实用。本装置可以测量项目数值如下：

加速度测量范围(0-199.9m/s2)，

频率响应2-300HZ;

速度测量范围( 0-199.9mm/s)，

频率响应5-1000HZ;

位移测量范围(0-19.99mm)峰峰值，

频率响应2-200HZ;

测量误差范围≤5%，

温度测量范围( 0-100℃)，

温度测量综合误差±≤2%。

本装置能方便地测量出机械振动的加速度值(A)、速度值(V)、位移值(M)，测量结果均为真有效值读数。该仪器适用于各种设备的点检、巡检、定期检验，能方便地进行各种机械设备振动的状态监测和故障诊断。

3.1监测内容全面。状态监测的内容包括反映潜水电泵运行状态的主要参量，可以保证综合诊断的信息需要。

3.2本系统采用专用振动传感器，该传感器基于灵敏度高，阻抗低，输出电压稳定，线性好，抗干扰性强。

3.3该系统可以任意输入任何振动的预警值、振动的报警值以及延迟时间。所有这些参数的保留不会因断电而消失。

4  结论

利用振动测试和温度仪监控等手段对机电运行设备进行在线状态监测是保证潜水电泵安全、及时消灭隐患的重要措施之一。通过设备检测工作的开展，总结振动和温度监控仪在各水厂潜水泵大修管理上的应用，我们得到两点结论：

4.1 供水设备带病运行应用振动监测仪对泵组进行状态检测，作为机泵大修理周期确定的依据是非常必要的。由于水泵的转速较低即频率低，因此，振动对其造成的危害不是唯一的。比如有的水泵测振仪检测没有问题，但叶轮汽蚀严重，也需做大修理。所以，确定机泵大修理周期应从测振仪检测结果、机泵运行累计台时及水泵效率等诸方面情况来综合考虑。

4.2 应用测振仪检测振动到机电设备轴承工作温度的监控，作为机泵大修理后的验收手段同样是非常必要的。这里需要指出的是，由于泵组的新旧程度不一，故对其验收的检测值也不宜做统一规定，应以被验收泵组大修理前的检测值为依据，修后值验收的检测值也不宜做统一规定，应以被验收泵组大修理前的检测值为依据，修后值应低于修前值，再经过短期运行磨合后其情况应更好。另外，应用测振仪还可以发现泵组安装问题（包括对中不好、地脚螺栓长期运行松动等），以及机泵气穴现象等。

测振仪在供水企业大修理管理过程中的应用，已初见成效。通过这项工作的开展，延长了设备的连续无故障的工作时间，延长了设备的维修周期与减少了大修理次数，已经为企业带来了可观的经济效益。但这还只是刚刚开始，有待于进一步的完善提高和广泛推广，逐步使这项工作形成制度化。我们将继续开展此项工作，使水厂的设备管理工作更科学、更经济，力求使之提高到一个更新的水平。

作者简介：丁军，男，1976年1月出生，本科学历，高级工程师，现任沛县清源供水有限公司总经理，主要从事农村饮水安全工程运行管理工作。通讯地址：江苏省沛县歌风路26号，沛县清源供水有限公司，邮编：221600，联系电话：13913498857，电子邮箱1173948100@qq.com